气凝胶隔热纸的制备方法专利检索- 在造纸机上制造连续长度的纸或纸板或纤维板的湿纸幅的工艺方法专利检索查询-专利查询网

气凝胶隔热纸的制备方法
申请号	CN201610148556.4	申请日	2016-03-16	公开(公告)号	CN107201687A	公开(公告)日	2017-09-26
申请人	北京化工大学;			发明人	陈晓红; 张建凯; 宋怀河; 王美月;
摘要	本发明涉及气凝胶隔热纸的制备方法，所制备的气凝胶隔热纸的隔热系数在0.02~0.03W·K‑1·m‑1之间。具体步骤是将纤维打浆后经分级筛打捞出来，之后烘干、疏解为一定浓度的纤维浆料备用，选用羧甲基纤维素、水玻璃、硅溶胶和铝溶胶及铝硅混合溶胶等为胶黏剂，将氧化硅气凝胶与制备好的纤维浆料复合制备出气凝胶隔热纸。该产品具有良好的柔韧性，既克服了气凝胶本身脆的缺陷，又充分发挥了氧化硅气凝胶优异的隔热性能。该产品可以用于制作各种复杂的形状或者包覆层套，可用作航空航天的热屏蔽层、端头帽烧蚀防护层、点火装置内衬和氧气发生器的绝热层等。
权利要求	1.气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于按下述步骤进行制备：步骤一：将硅酸铝纤维、玻璃纤维、针叶纤维置于水桶中，加入去离子水，用电动搅拌器搅拌浆料一定时间进行打浆；步骤二：打浆完成后，用分级筛将纤维从水中捞出，此过程动作要轻，将处理过的浆料于烘箱干燥备用；步骤三：采用水玻璃和正硅酸乙酯为原料常压和超临界制备二氧化硅气凝胶；步骤四：将预处理过的纤维、去离子水、二氧化硅气凝胶及胶黏剂按一定比例混合，在纸浆疏散机中充分疏散开；步骤五：将疏散均匀的混合浆料倒入抄片器中抄纸，之后干燥得到气凝胶隔热纸；根据权利要求1所述的气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于，所述步骤一中纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、针叶纤维中的一种或两种混合，纤维长度为20-250nm,搅拌时间为1h。 2.根据权利要求1所述的气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于，所述步骤二中分级筛规格为50-300目，烘箱干燥温度为110℃，时间为6h。 3.根据权利要求1所述的气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于，所述步骤三中制备的二氧化硅气凝胶为常压干燥制备的二氧化硅气凝胶和超临界干燥制备的二氧化硅气凝胶，该气凝胶的比表面积为500-1100m2/g,导热系数为0.008-0.020w/(k·m)。 4.根据权利要求1所述的气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于，所述步骤四中预处理后纤维配成得浆料浓度为0.2-1.0%，二氧化硅气凝胶用量的质量分数为0%-20%,所用胶黏剂为羧甲基纤维素、水玻璃、硅溶胶和铝溶胶及铝硅混合溶胶中的一种，分散剂转速为 5000r/min。 5.根据权利要求1所述的气凝胶隔热纸的制备方法，其特征在于，所述步骤五中所述的干燥方式采用的是电热烘缸干燥，干燥温度为70℃，时间为0.5h-1h。
说明书全文	气凝胶隔热纸的制备方法技术领域 [0001] 本发明属于新型复合材料应用技术领域，涉及一种气凝胶隔热纸的制备方法。背景技术 [0002] SiO2气凝胶与孔洞结构在微米级和毫米级的多孔材料不同, 其纤细的纳米结构使得材料的热导率极低, 具有极大的比表面积, 对光、声的散射均比传统的多孔性材料小得多，SiO2气凝胶的导热系数在0.013W·K-1·m-1以下, 远低于常温下静态空气的导热系数[0.025 W·K-1·m-1] , 且具有密度低、防水阻燃、绿色环保、防酸碱耐腐蚀、不易老化、使用寿命长等特点。SiO2气凝胶的主要成分为SiO2, 不含对人体有害的物质, 所得的产品无放射性, 与传统隔热材料相比更具优越性。但是SiO2气凝胶本身很脆，自身使用难以发挥其优良的隔热性能。 [0003] 由针叶纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维等制备的纸具有良好的柔韧性和一定的隔热性能，但是还是难以达到大型电子元件和航空航天的热屏蔽层、端头帽烧蚀防护层、点火装置内衬和氧气发生器的绝热层的隔热要求，专利CN102071592B通过长玻璃纤维、针叶木浆、聚乙烯醇PVA水溶液混合打浆后抄滤，然后经烘干得到纤维纸基材，然后用已配好的硅质溶胶浸渍，凝胶后进行超临界得到复合有纳米二氧化硅气凝胶粉体的隔热纸，常温下导热系数为0.06W·K-1·m-1，但是采用浸渍制备隔热纸工艺复杂，而且隔热效果对于要求更高的隔热领域（≦0.02W·K-1·m-1）尚不能达到要求。 [0004] 目前的隔热纸的导热系数亟待降低，而且工艺大多太复杂，迫切需要制备超级隔热材料SiO2气凝胶与纤维复合制备的气凝胶隔热纸，简化制备工艺，达到优异的隔热性能，扩大隔热纸的应用范围。 [0005] 发明内容 [0006] 本发明采用不同的复合方式，提供一种气凝胶隔热纸的制备方法，得到导热系数更低的产品。 [0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：气凝胶隔热纸的制备方法，按下述步骤制得：步骤一：将硅酸铝纤维、玻璃纤维、针叶纤维置于水桶中，加入去离子水，用电动搅拌器搅拌浆料一定时间进行打浆； [步骤二：打浆完成后，用分级筛将纤维从水中捞出，此过程动作要轻，将处理过的浆料于烘箱干燥备用；步骤三：采用水玻璃和正硅酸乙酯为原料常压和超临界制备二氧化硅气凝胶, 将预处理过的纤维、去离子水、二氧化硅气凝胶及胶黏剂按一定比例混合，在纸浆疏散机中充分疏散开；步骤四：将疏散均匀的混合浆料倒入抄片器中抄纸，之后干燥得到气凝胶隔热纸；步骤一中纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、针叶纤维中的一种或两种混合，纤维长度为 20-250nm,搅拌时间为1h。 [0008] 步骤二中分级筛规格为50-300目，烘箱干燥温度为110℃，时间为6h步骤三中制备的二氧化硅气凝胶为常压干燥制备的二氧化硅气凝胶和超临界干燥制备的二氧化硅气凝胶，该气凝胶的比表面积为500-1100m2/g,导热系数为0.008-0.020 W·K-1·m-1。 [0009] 步骤四中预处理后纤维配成得浆料浓度为0.2-1.0%，二氧化硅气凝胶用量的质量分数为0%-20%,所用胶黏剂为羧甲基纤维素、水玻璃、硅溶胶和铝溶胶及铝硅混合溶胶中的一种，分散剂转速为5000r/min。 [0010] 步骤五中所述的干燥方式采用的是电热烘缸干燥，干燥温度为70℃，时间为0.5h-1h。 [0011] 本发明所制备的气凝胶隔热纸的隔热系数在0.02~0.03W·K-1·m-1之间，克服了气凝胶性脆的缺陷，具备纸的柔韧性的同时充分发挥了气凝胶的低导热系数的优势，起到很好的隔热效果。该产品可以用于制作各种复杂的形状或者包覆层套，可用作航空航天的热屏蔽层、端头帽烧蚀防护层、点火装置内衬和氧气发生器的绝热层等。 [0012]附图说明：附图1为本发明制备的气凝胶隔热纸的热失重Tg曲线。具体实施方式 [0013] 实施例1取硅酸铝纤维10g于2L烧杯,加入去离子水990ml，用电动搅拌器搅拌1h,然后用200目的分级筛将硅酸铝纤维从水中取出，动作要轻，将处理过的纤维110℃干燥6h备用，将处理后硅酸铝纤维配成0.4%的浆料,加入质量分数为0.3%APAM，质量分数为8%的十二烷基硫酸钠，30%的铝溶胶以及5%的二氧化硅气凝胶，然后以5000r/min的转速分散均匀，然后倒入抄纸器中抄纸，之后经过70℃电热烘缸干燥1h得到气凝胶隔热纸。 [0014] 所得到的气凝胶隔热纸样品导热系数为0.03 W/（m•k），800℃时热失重为10%。 [0015] 实施例2取硅酸铝纤维10g于2L烧杯,加入去离子水990ml，用电动搅拌器搅拌1h,然后用200目的分级筛将硅酸铝纤维从水中取出，动作要轻，将处理过的纤维110℃干燥6h备用，将处理后硅酸铝纤维配成0.4%的浆料,加入质量分数为0.3%APAM，质量分数为8%的十二烷基硫酸钠，30%的铝溶胶以及20%的二氧化硅气凝胶，然后以5000r/min的转速分散均匀，然后倒入抄纸器中抄纸，之后经过70℃电热烘缸干燥1h得到气凝胶隔热纸。 [0016] 所得到的气凝胶隔热纸样品导热系数为0.026 W/（m•k）。 [0017] 以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

意见反馈