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一种气凝胶隔热涂料的制备方法

阅读:1发布:2020-10-14

专利汇可以提供一种气凝胶隔热涂料的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 二 氧 化 硅 气凝胶 水 性 隔热 涂料的制备方法,包括以下步骤:S1,在10份 乙醇 和2‑10份纯水的混合溶液中,滴加1份正 硅酸 乙酯,加入2‑5份双氧水溶液,再滴加2‑5份的四氯化 钛 ,制备出的微溶胶溶液;S2,采用喷雾的方式,将微溶胶溶液加到带 氨 气的喷淋室中,得到纳米凝胶微球;S3,静置陈化;S4,CO2超临界干燥,得到气凝胶粉末;S5,经过 振动筛 分的方式,100份 干凝胶 粉末C筛到10‑100份的水性涂料中,加入3‑8份 表面活性剂 ,3‑8份成膜助剂和3‑8份消泡剂,搅拌2得到成品涂料。本发明制备的气凝胶粉末具有粒径均一性、内部孔隙率高、在涂料中的分散性好等优点,气凝胶涂料的成膜性和 稳定性 好、不脱落,隔热性能和成品 质量 较佳,适合大范围推广。,下面是一种气凝胶隔热涂料的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种气凝胶隔热涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,按照摩尔比分量的原料,在10份乙醇和2-10份纯水的混合溶液中,滴加1份正硅酸乙酯,加入2-5份双氧水溶液,再滴加2-5份的四氯化,搅拌10-30min,得溶液A;
S2,设置一个喷淋室,将水加热,制得的氨气通到喷淋室中,在喷淋室顶部设雾化喷头,将溶液A经雾化喷头喷到喷淋室内,得到纳米凝胶微球B;
S3,将纳米凝胶微球B置于喷淋室内静置陈化,陈化时间为10-20h;
S4,将陈化后的纳米凝胶微球B取出,经过CO2超临界干燥,得到干凝胶粉末C;
S5,高速搅拌条件下,将干凝胶粉末C经过振动筛分的方式,按照重量比分量,取100份干凝胶粉末C筛到10-100份的水性涂料中,加入3-8份表面活性剂,搅拌2-5h;
S6,低速搅拌条件下,在水性涂料中继续加入3-8份成膜助剂和3-8份消泡剂,搅拌20-
50min,得到成品涂料;
所述水性涂料为水性聚氨酯、水性环氧树脂或水性醇酯树脂。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S1中,双氧水溶液的浓度具体为30%。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S1中,四氯化钛为密封避光保存,四氯化钛通过针筒吸取,再缓慢滴加到混合溶液中。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S2中,氨水加热的温度为50-80℃。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S2中,雾化喷头为高压电动喷雾喷头,所述雾化喷头的口径为60丝。
6.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S4中,干凝胶粉末C的粒径为20-200nm,所述干凝胶粉末C的密度为30-50kg/m3。
7.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S5中,高速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是3000-5000r/min。
8.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,其特征在于,所述S6中,低速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是100-500r/min。

说明书全文

一种气凝胶隔热涂料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及气凝胶隔热涂料的制备方法技术领域,尤其涉及一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法。

背景技术

[0002] 气凝胶是一种结构可控的纳米多孔轻质材料,具有纳米结构(孔洞1-10nm,骨架颗粒为1-20nm),表面积大(最高可达800-1000m 2/g),孔洞率高(可达80-99.8%),导热系数可达到0.013w/(m·k)以下等特点。气凝胶的纳米多孔结构及纳米微粒网络使气凝胶材料在宏观上呈现出纳米材料所特有的界面效应和小尺寸效应,是一种具有奇异性能和极高附加值的超级绝热材料,这些性能使其在建筑节能、能源环保、航空航天、输油管道太阳能集热、炉窑保温等领域具有极大的应用潜
[0003] 气凝胶应用在涂料行业,是涂料行业的革命性进步,是新型的隔热涂料。一般的隔热涂料都是采用加厚或反射的方式进行隔热,但对高标准或极端条件下,一般的隔热涂料无法满足要求。故而,人们研究出气凝胶涂料,其具有一定的隔热性能,应用范围广泛。
[0004] 但现有技术的气凝胶隔热涂料,采用的气凝胶粉末颗粒较大、粒径分布不均匀、孔隙率低,造成气凝胶涂料强度较低,成品质量较差,隔热性能较差。同时现有的制备技术制备出的气凝胶涂料,光反射率低,成膜性差,无法作为外墙的隔热涂料。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
[0007] 一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,包括以下步骤:
[0008] S1,按照摩尔比分量的原料,在10份乙醇和2-10份纯水的混合溶液中,滴加1份正硅酸乙酯,加入2-5份双氧水溶液,再滴加2-5份的四氯化,搅拌10-30min,得溶液A;
[0009] S2,设置一个喷淋室,将水加热,制得的氨气通到喷淋室中,在喷淋室顶部设雾化喷头,将溶液A经雾化喷头喷到喷淋室内,得到纳米凝胶微球B;
[0010] S3,将纳米凝胶微球B置于喷淋室内静置陈化,陈化时间为10-20h;
[0011] S4,将陈化后的纳米凝胶微球B取出,经过CO2超临界干燥,得到干凝胶粉末C;
[0012] S5,高速搅拌条件下,将干凝胶粉末C经过振动筛分的方式,按照重量比分量,取100份干凝胶粉末C筛到10-100份的水性涂料中,加入3-8份表面活性剂,搅拌2-5h;
[0013] S6,低速搅拌条件下,在水性涂料中继续加入3-8份成膜助剂和3-8份消泡剂,搅拌20-50min,得到成品涂料。
[0014] 优选地,所述S1中,双氧水溶液的浓度具体为30%。
[0015] 优选地,所述S1中,四氯化钛为密封避光保存,四氯化钛通过针筒吸取,再缓慢滴加到混合溶液中。
[0016] 优选地,所述S2中,氨水加热的温度为50-80℃。
[0017] 优选地,所述S2中,雾化喷头优选为高压电动喷雾喷头,所述雾化喷头的口径为60丝。
[0018] 优选地,所述S4中,干凝胶粉末C的粒径为20-200nm,所述干凝胶粉末C的密度为30-50kg/m3。
[0019] 优选地,所述S5中,高速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是3000-5000r/min。
[0020] 优选地,所述S6中,低速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是100-500r/min。
[0021] 优选地,所述S6中,所述水性涂料具体为水性聚氨酯、水性环氧树脂或水性醇酯树脂。
[0022] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0023] 1.在正硅酸乙酯水解的过程中,加入双氧水溶液和四氯化钛,控制正硅酸乙酯的水解过程,改善溶胶凝胶过程,利用双氧水的气泡和氧化作用,制备出微溶胶,并能有效地控制溶胶内部的网络形态,从而提高凝胶网络架构的稳定性,从而提高干凝胶粉末的结构稳定性,保证了干凝胶粉末内部的孔隙率。
[0024] 2.将制备出的微溶胶,采用喷雾的方式加到带氨气的喷淋室中,得到纳米凝胶微球,经过干燥后得到的气凝胶粉末具有粒径均一性、在涂料中的分散性好等优点,从而提高涂料的成膜质量和稳定性,有效地降低了涂布后脱落的险。
[0025] 3.采用水性涂料,添加水性的纳米气凝胶微球,并添加表面活性剂,进一步提高气凝胶粉末在水性涂料中的分散性和均一性,从而提高气凝胶涂料的隔热性能和成品质量。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0027] 实施例1:
[0028] 一种二氧化硅气凝胶水性隔热涂料的制备方法,包括以下步骤:
[0029] S1,按照摩尔比分量的原料,在10份乙醇和2-10份纯水的混合溶液中,滴加1份正硅酸乙酯,加入2-5份双氧水溶液,再滴加2-5份的四氯化钛,搅拌10-30min,得溶液A;
[0030] S2,设置一个喷淋室,将氨水加热,制得的氨气通到喷淋室中,在喷淋室顶部设雾化喷头,将溶液A经雾化喷头喷到喷淋室内,得到纳米凝胶微球B;
[0031] S3,将纳米凝胶微球B置于喷淋室内静置陈化,陈化时间为10-20h;
[0032] S4,将陈化后的纳米凝胶微球B取出,经过CO2超临界干燥,得到干凝胶粉末C;
[0033] S5,高速搅拌条件下,将干凝胶粉末C经过振动筛分的方式,按照重量比分量,取100份干凝胶粉末C筛到10-100份的水性涂料中,加入3-8份表面活性剂,搅拌2-5h;
[0034] S6,低速搅拌条件下,在水性涂料中继续加入3-8份成膜助剂和3-8份消泡剂,搅拌20-50min,得到成品涂料。
[0035] 所述S1中,双氧水溶液的浓度具体为30%。
[0036] 所述S1中,四氯化钛为密封避光保存,四氯化钛通过针筒吸取,再缓慢滴加到混合溶液中。
[0037] 所述S2中,氨水加热的温度为50-80℃。
[0038] 所述S2中,雾化喷头优选为高压电动喷雾喷头,所述雾化喷头的口径为60丝。
[0039] 所述S4中,干凝胶粉末C的粒径为20-200nm,所述干凝胶粉末C的密度为30-50kg/m3。
[0040] 所述S5中,高速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是3000-5000r/min。
[0041] 所述S6中,低速搅拌条件具体为搅拌叶的转速是100-500r/min。
[0042] 所述S6中,所述水性涂料具体为水性聚氨酯、水性环氧树脂或水性醇酯树脂。
[0043] 以上实施例中的实验结果如表1所示:
[0044] 表1双氧水对产品质量的影响
[0045]
[0046]
[0047] 如表1所述,Ti与H2O2的比例为固定(1:0.3),Ti含量越高,正硅酸乙酯水解越快,但水解过快容易造成,气凝胶内部塌陷,从而气凝胶的孔隙率降低,强度稍稍增强,但对气凝胶的应用不利,故水含量为气凝胶制备过程的主要因素;Ti含量越多,涂料成膜的光反射率越高,隔热效率更高。同时H2O2含量越多,制备溶液的气泡率越高,微溶胶的粒径越小,分布更均匀,气凝胶内部的孔隙率越高,涂料的光反射率和隔热性越高。但当Ti含量过高时,由于气凝胶孔隙率降低,反而隔热效率有一定的下降。
[0048] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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