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一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法

阅读:1发布:2021-06-18

专利汇可以提供一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种改性气凝胶 隔热 保温材料及其制备方法,包括将正 硅 酸乙酯10-20份、 钛 酸丁酯12-15份和 乙醇 40-50份混合;磁 力 搅拌10-20min;滴加 氨 水 8-10份和水25-35份,静止16-24h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;将TiO2-SiO2溶胶、 纳米 纤维 8-12份、纳米二 氧 化钛粉末10-15份混合搅拌,在 温度 60-70℃搅拌30-40min;加入二苯乙醇酸甲酯8-10份、邻苯二 甲酸 二环己酯8-10份、 乙二胺四乙酸 12-15份,在温度50-60℃下浸渍2-4h;随后边搅拌边升温至80-100℃,继续搅拌20-30min,冷却后烘干即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。,下面是一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:
(1)正酸乙酯10-20份、酸丁酯12-15份和乙醇40-50份混合;磁搅拌10-20min;滴加8-10份和水25-35份,静止16-24h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
(2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维8-12份、纳米二化钛粉末10-
15份混合搅拌,在温度60-70℃搅拌30-40min;
(3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯8-10份、邻苯二甲酸二环己酯8-10份、乙二胺四乙酸12-15份,在温度50-60℃下浸渍2-4h;
(4)随后边搅拌边升温至80-100℃,继续搅拌20-30min,冷却后烘干即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
2.根据权利要求1所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中包括冷却后烘干后需要再次加入二苯乙醇酸甲酯8-10份、邻苯二甲酸二环己酯8-10份、乙二胺四乙酸12-15份,升高温度至100-120℃,边搅拌边反应1-3h,反应冷却、干燥。
3.根据权利要求1所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述正硅酸乙酯16份、钛酸丁酯13份和乙醇45份混合;磁力搅拌16min;滴加氨水9份和水28份,静止20h。
4.根据权利要求1所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述纳米纤维10份、纳米二氧化钛粉末13份混合搅拌,在温度65℃搅拌35min。
5.根据权利要求1所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述二苯乙醇酸甲酯9份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸15份,在温度55℃下浸渍3h。
6.根据权利要求1所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中边搅拌边升温至90℃,继续搅拌25min。
7.根据权利要求2所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中所述再次加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸12份,升高温度至115℃,边搅拌边反应1.5h。
8.根据权利要求1-7任意一条所述的一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法制备得到的改性气凝胶隔热保温材料。

说明书全文

一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于隔热保温材料领域,特别涉及一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 我国正处于工业化和城镇化快速发展阶段,经济的快速发展势必会导致我国建筑能耗消费处于高速增长期。过去几年间,我国每年新建建筑面积大幅增长,成为世界上最大的建筑市场。如果参照目前的建筑能耗状况,每年将消耗1.2万亿kW.h和4.1亿t标,接近目前全国建筑能耗的3倍。建材的能耗已经占到全国能耗的35%。因此,建筑节能已成为国家的重大战略问题。我国现有隔热保温材料中,符合国家A级(不燃)标准的保温材料主要有膨胀珍珠岩保温涂层、胶粉聚苯颗粒保温浆料和岩等,其中,珍珠岩保温涂层和胶粉聚苯颗粒保温浆料保温性能不佳,而岩棉虽然保温性能尚可,但是受限于矿藏丰度与开发量,也不可规模化生产。
[0003] SiO2气凝胶就是典型的超级绝热材料,常温常压下,SiO2气凝胶的总体导热系数可低至0.015W/(m.K)以下,SiO2气凝胶是一类由纳米量级的超细SiO2微粒相互聚集构成纳米多孔网络,并在孔隙中充满气态分散介质的一种无定形的高分散固态材料,其兼具宏观特性与纳米效应的特点使其具有超低的导热系数,成为最具典型意义、研究最深入、绝热性能最优异的超级绝热材料之一。然而,传统的纯SiO2气凝胶却存在学性能差、易吸潮、易脆裂等不足,不能直接应用。

发明内容

[0004] 针对上述缺陷,本发明的目的是提供一种改性气凝胶隔热保温材料及其制备方法,通过对TiO2-SiO2溶胶进行改性,增强其强度、韧性等力学性能,使其具备不易燃、导热系数低、疏效果好等特点。
[0005] 一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,包含如下步骤:
[0006] (1)正酸乙酯10-20份、酸丁酯12-15份和乙醇40-50份混合;磁力搅拌10-20min;滴加水8-10份和水25-35份,静止16-24h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0007] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维8-12份、纳米二化钛粉末10-15份混合搅拌,在温度60-70℃搅拌30-40min;
[0008] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯8-10份、邻苯二甲酸二环己酯8-10份、乙二胺四乙酸12-15份,在温度50-60℃下浸渍2-4h;
[0009] (4)随后边搅拌边升温至80-100℃,继续搅拌20-30min,冷却后烘干即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0010] 优选的,步骤(4)中包括冷却后烘干后需要再次加入二苯乙醇酸甲酯8-10份、邻苯二甲酸二环己酯8-10份、乙二胺四乙酸12-15份,升高温度至100-120℃,边搅拌边反应1-3h,反应冷却、干燥。
[0011] 优选的,步骤(1)所述正硅酸乙酯16份、钛酸丁酯13份和乙醇45份混合;磁力搅拌16min;滴加氨水9份和水28份,静止20h。
[0012] 优选的,步骤(2)中所述纳米纤维10份、纳米二氧化钛粉末13份混合搅拌,在温度65℃搅拌35min。
[0013] 优选的,步骤(3)中所述二苯乙醇酸甲酯9份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸15份,在温度55℃下浸渍3h。
[0014] 优选的,步骤(4)中边搅拌边升温至90℃,继续搅拌25min。
[0015] 优选的,步骤(4)中所述再次加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸12份,升高温度至115℃,边搅拌边反应1.5h。
[0016] 优选的,根据改性气凝胶隔热保温材料的制备方法制备得到的改性气凝胶隔热保温材料。
[0017] 本发明与现有技术相比,其有益效果为:
[0018] 本发明所述一种改性气凝胶隔热保温材料的制备方法,制备出TiO2-SiO2溶胶,与现有技术中气凝胶单纯以SiO2的相比,结构强度得到加强;通过加入纳米纤维、纳米二氧化钛粉,形成微米质复合结构,提高强度和韧性;通过加入二苯乙醇酸甲酯、邻苯二甲酸二环己酯等物质,以惰性基团取代亲水性基团,使其表面疏水化,同时防止因吸水对材料隔热效果的影响。

具体实施方式

[0019] 以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0020] 实施例1
[0021] (1)正硅酸乙酯10份、钛酸丁酯15份和乙醇50份混合;磁力搅拌10min;滴加氨水10份和水25份,静止16h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0022] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维8份、纳米二氧化钛粉末15份混合搅拌,在温度60℃搅拌30min;
[0023] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸12份,在温度60℃下浸渍2h;
[0024] (4)随后边搅拌边升温至80℃,继续搅拌20min,冷却后烘干即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0025] 实施例2
[0026] (1)正硅酸乙酯20份、钛酸丁酯12份和乙醇40份混合;磁力搅拌20min;滴加氨水8份和水35份,静止24h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0027] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维12份、纳米二氧化钛粉末10份混合搅拌,在温度70℃搅拌40min;
[0028] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯10份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸15份,在温度50℃下浸渍4h;
[0029] (4)随后边搅拌边升温至100℃,继续搅拌30min,冷却后烘干即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0030] 实施例3
[0031] (1)正硅酸乙酯13份、钛酸丁酯14份和乙醇45份混合;磁力搅拌15min;滴加氨水9份和水30份,静止18h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0032] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维10份、纳米二氧化钛粉末11份混合搅拌,在温度65℃搅拌40min;
[0033] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯9份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸14份,在温度50℃下浸渍2.5h;
[0034] (4)随后边搅拌边升温至90℃,继续搅拌26min,冷却后烘干;再次加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸14份,升高温度至105℃,边搅拌边反应1.5h,反应冷却、干燥即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0035] 实施例4
[0036] (1)正硅酸乙酯18份、钛酸丁酯13份和乙醇50份混合;磁力搅拌20min;滴加氨水8份和水28份,静止20h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0037] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维12份、纳米二氧化钛粉末14份混合搅拌,在温度68℃搅拌30min;
[0038] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸12份,在温度58℃下浸渍3h;
[0039] (4)随后边搅拌边升温至85℃,继续搅拌24min,冷却后烘干;再次加入二苯乙醇酸甲酯10份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸12份,升高温度至115℃,边搅拌边反应3h,反应冷却、干燥即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0040] 实施例5
[0041] (1)正硅酸乙酯16份、钛酸丁酯13份和乙醇45份混合;磁力搅拌16min;滴加氨水9份和水28份,静止20h,即可得到所述TiO2-SiO2溶胶;
[0042] (2)将步骤(1)中制备得到的TiO2-SiO2溶胶、纳米纤维10份、纳米二氧化钛粉末13份混合搅拌,在温度65℃搅拌35min;
[0043] (3)向步骤(2)中加入二苯乙醇酸甲酯9份、邻苯二甲酸二环己酯10份、乙二胺四乙酸15份,在温度55℃下浸渍3h;
[0044] (4)随后边搅拌边升温至90℃,继续搅拌25min,冷却后烘干;再次加入二苯乙醇酸甲酯8份、邻苯二甲酸二环己酯8份、乙二胺四乙酸12份,升高温度至115℃,边搅拌边反应1.5h,反应冷却、干燥即可得到所述改性气凝胶隔热保温材料。
[0045] 对上述各个实施例所得到的改性气凝胶隔热保温材料进行相关性能测试,详细结果见下表:
[0046]试验 导热系数(W/(m·k)) 抗压强度(MPa) 疏水性(接触°)
实施例1 0.020 1.24 126
实施例2 0.018 1.20 128
实施例3 0.015 1.48 145
实施例4 0.013 1.42 148
实施例5 0.011 1.5 150
[0047] 本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
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