一種保溫材料及其制備方法屬于保溫材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及一種二氧化硅氣凝膠保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度很小的固體之一。密度為3千克每立方米。因為密度極低，目前最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍煙”。由于里面的顆粒非常?。{米量級），所以可見光經(jīng)過它時散射較小（瑞利散射），就像陽光經(jīng)過空氣一樣。因此，它也和天空一樣看著發(fā)藍（如果里面沒有摻雜其它東西），如果對著光看有點發(fā)紅。（天空是藍色的，而傍晚的天空是紅色的）。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果，一寸厚的氣凝膠相當20至30塊普通玻璃的隔熱功能。即使把氣凝膠放在玫瑰與火焰之間，玫瑰也會絲毫無損?，F(xiàn)有的民用保溫材料通常采用聚苯乙烯、聚氨酯等有機材料，導熱系數(shù)低，不燃高溫不分解的特點，不僅可以提高保溫性能，而且降低了火災(zāi)等安全隱患。將氣凝膠應(yīng)用到保溫材料中逐漸引起人們的注意，但現(xiàn)有技術(shù)種的氣凝膠與保溫材料的強度不高，制備工藝繁瑣復雜，得不到很好的推廣。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種二氧化硅氣凝膠保溫材料及其制備方法，強度高、導熱系數(shù)低，制備過程簡單，利于推廣。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠20-40份，水15-35份，玻璃纖維10-20份，硅納米管5-8份和活性劑0.5-2份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯33-42份，無水乙醇35-60份，氨水0.3-2.5份，三甲基氯硅烷1.5-4份，正己烷3-6份，六甲基二硅氮烷2-3份，去離子水3-4和草酸0.3-0.8份。所述正硅酸乙酯和無水乙酯的摩爾比為1:14。所述活性劑為氧化鋁粉?；谒鲆环N二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將玻璃纖維放入高溫爐中進行熱處理；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥。步驟一所述熱處理的溫度范圍在400℃-550℃之間。步驟五所述干燥過程的溫度范圍為40℃-90℃。步驟二所述二氧化硅氣凝膠溶膠的制備方法包括以下步驟：步驟1、將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水混合并攪拌均勻；步驟2、加入草酸溶液，調(diào)節(jié)PH值至3-4；步驟3、將步驟2中的溶液進行水解，利用氨水溶液調(diào)節(jié)PH值至7-8；步驟4、將步驟3所述溶液進行老化處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果，本發(fā)明制備的二氧化硅氣凝膠保溫材料而穩(wěn)定性更好、將長纖維和納米管與氣凝膠材料融合，導熱系數(shù)達到0.011W/（㎡·K），大大提高了保溫材料的隔熱性能，增強了保溫效果，長纖維周圍的應(yīng)力場形成保護屏障，阻斷裂紋的持續(xù)增長，纖維之間相互粘連，纖維之間的橋接和拔出均可以消耗掉裂紋產(chǎn)生阻斷力，有效的增加了保溫材料的柔韌度；由于二氧化硅氣凝膠本身存在一定的骨架結(jié)構(gòu)，通過納米管的結(jié)構(gòu)，將納米的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與氣凝膠的骨架結(jié)構(gòu)融合，一種新型的緩沖保溫結(jié)構(gòu)，增強了保溫材料的整體隔熱性能和韌性。具體實施方式下面對本發(fā)明具體實施方式作進一步詳細描述。實施例一：本實施例一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠20份，水15份，玻璃纖維10份，硅納米管5份和氧化鋁粉0.6份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯35份，無水乙醇40份，氨水1.2份，三甲基氯硅烷3份，正己烷6份，六甲基二硅氮烷2份，去離子水3份和草酸0.6份。二氧化硅氣凝膠的制備過程為：將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水按照摩爾比為1:14:6.23的比例配置溶液，攪拌均勻后，加入0.75mol/L的草酸溶液，調(diào)節(jié)PH至4；將所得溶液水解15小時，在加入0.5mol/L的氨水溶液，將水解后的溶液的PH值調(diào)節(jié)至7，攪拌精致凝膠；再加入無水乙醇進行老化12h，采三甲基氯硅烷對濕凝膠進行改性，再利用六甲基二硅氮烷進行第二次改性，利用正己烷洗去殘留的改性液；最后放入干燥箱種，在80攝氏度、100攝氏度和120攝氏度下分別干燥4h、3h和1.5h，干燥完成后得到二氧化硅氣凝膠?；谒鲆环N二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、按照100mm*100mm的規(guī)格裁剪玻璃纖維，將裁剪好的玻璃纖維放在高溫爐種進行熱處理，在120min種以固定的加熱率達到加熱溫度，達到制定溫度后保持200min，然后冷卻到室溫；所述處理溫度為400℃；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠、分散劑和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥，干燥過程的溫度為85℃。實施例二：本實施例與實施例一的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為450℃；實施例三：本實施例與實施例一的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為500℃；實施例四：本實施例一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠30份，水28份，玻璃纖維15份，硅納米管6份和氧化鋁粉0.9份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯35份，無水乙醇40份，氨水1.2份，三甲基氯硅烷3份，正己烷6份，六甲基二硅氮烷2份，去離子水3份和草酸0.6份。二氧化硅氣凝膠的制備過程為：將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水按照摩爾比為1:14:6.23的比例配置溶液，攪拌均勻后，加入0.75mol/L的草酸溶液，調(diào)節(jié)PH至4；將所得溶液水解15小時，在加入0.5mol/L的氨水溶液，將水解后的溶液的PH值調(diào)節(jié)至7，攪拌精致凝膠；再加入無水乙醇進行老化12h，采三甲基氯硅烷對濕凝膠進行改性，再利用六甲基二硅氮烷進行第二次改性，利用正己烷洗去殘留的改性液；最后放入干燥箱種，在80攝氏度、100攝氏度和120攝氏度下分別干燥4h、3h和1.5h，干燥完成后得到二氧化硅氣凝膠?；谒鲆环N二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、按照100mm*100mm的規(guī)格裁剪玻璃纖維，將裁剪好的玻璃纖維放在高溫爐種進行熱處理，在120min種以固定的加熱率達到加熱溫度，達到制定溫度后保持200min，然后冷卻到室溫；所述處理溫度為400℃；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠、分散劑和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥，干燥過程的溫度為85℃。實施例五：本實施例與實施例四的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為450℃；實施例六：本實施例與實施例四的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為500℃；實施例七：本實施例一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠40份，水35份，玻璃纖維20份，硅納米管8份和氧化鋁粉1.5份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯35份，無水乙醇40份，氨水1.2份，三甲基氯硅烷3份，正己烷6份，六甲基二硅氮烷2份，去離子水3份和草酸0.6份。二氧化硅氣凝膠的制備過程為：將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水按照摩爾比為1:14:6.23的比例配置溶液，攪拌均勻后，加入0.75mol/L的草酸溶液，調(diào)節(jié)PH至4；將所得溶液水解15小時，在加入0.5mol/L的氨水溶液，將水解后的溶液的PH值調(diào)節(jié)至7，攪拌精致凝膠；再加入無水乙醇進行老化12h，采三甲基氯硅烷對濕凝膠進行改性，再利用六甲基二硅氮烷進行第二次改性，利用正己烷洗去殘留的改性液；最后放入干燥箱種，在80攝氏度、100攝氏度和120攝氏度下分別干燥4h、3h和1.5h，干燥完成后得到二氧化硅氣凝膠。基于所述一種二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、按照100mm*100mm的規(guī)格裁剪玻璃纖維，將裁剪好的玻璃纖維放在高溫爐種進行熱處理，在120min種以固定的加熱率達到加熱溫度，達到制定溫度后保持200min，然后冷卻到室溫；所述處理溫度為400℃之間；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠、分散劑和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥，干燥過程的溫度為85℃。實施例八：本實施例與實施例七的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為450℃；實施例九：本實施例與實施例七的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為500℃；實施例十：本實施例一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠5份，水5份，玻璃纖維3份，硅納米管1份和氧化鋁粉0.3份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯35份，無水乙醇40份，氨水1.2份，三甲基氯硅烷3份，正己烷6份，六甲基二硅氮烷2份，去離子水3份和草酸0.6份。二氧化硅氣凝膠的制備過程為：將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水按照摩爾比為1:14:6.23的比例配置溶液，攪拌均勻后，加入0.75mol/L的草酸溶液，調(diào)節(jié)PH至4；將所得溶液水解15小時，在加入0.5mol/L的氨水溶液，將水解后的溶液的PH值調(diào)節(jié)至7，攪拌精致凝膠；再加入無水乙醇進行老化12h，采三甲基氯硅烷對濕凝膠進行改性，再利用六甲基二硅氮烷進行第二次改性，利用正己烷洗去殘留的改性液；最后放入干燥箱種，在80攝氏度、100攝氏度和120攝氏度下分別干燥4h、3h和1.5h，干燥完成后得到二氧化硅氣凝膠。基于所述一種二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、按照100mm*100mm的規(guī)格裁剪玻璃纖維，將裁剪好的玻璃纖維放在高溫爐種進行熱處理，在120min種以固定的加熱率達到加熱溫度，達到制定溫度后保持200min，然后冷卻到室溫；所述處理溫度為400℃之間；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠、分散劑和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥，干燥過程的溫度為85℃。實施例十一：本實施例與實施例十的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為450℃；實施例十二：本實施例與實施例十的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為500℃；實施例十三：本實施例一種二氧化硅保溫材料，包括按重量比的下列組分：二氧化硅氣凝膠溶膠50份，水40份，玻璃纖維30份，硅納米管15份和氧化鋁粉2份。所述二氧化硅氣凝膠溶膠由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯35份，無水乙醇40份，氨水1.2份，三甲基氯硅烷3份，正己烷6份，六甲基二硅氮烷2份，去離子水3份和草酸0.6份。二氧化硅氣凝膠的制備過程為：將正硅酸乙酯、無水乙醇和去離子水按照摩爾比為1:14:6.23的比例配置溶液，攪拌均勻后，加入0.75mol/L的草酸溶液，調(diào)節(jié)PH至4；將所得溶液水解15小時，在加入0.5mol/L的氨水溶液，將水解后的溶液的PH值調(diào)節(jié)至7，攪拌精致凝膠；再加入無水乙醇進行老化12h，采三甲基氯硅烷對濕凝膠進行改性，再利用六甲基二硅氮烷進行第二次改性，利用正己烷洗去殘留的改性液；最后放入干燥箱種，在80攝氏度、100攝氏度和120攝氏度下分別干燥4h、3h和1.5h，干燥完成后得到二氧化硅氣凝膠?；谒鲆环N二氧化硅保溫材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、按照100mm*100mm的規(guī)格裁剪玻璃纖維，將裁剪好的玻璃纖維放在高溫爐種進行熱處理，在120min種以固定的加熱率達到加熱溫度，達到制定溫度后保持200min，然后冷卻到室溫；所述處理溫度為400℃之間；步驟二、將二氧化硅氣凝膠溶膠、分散劑和水混合，使其溶解；步驟三、將硅納米管、活性劑添加到步驟二中的溶液中；步驟四、將步驟一中所述玻璃纖維溶液添加至步驟三的溶液中；步驟五、將步驟四中所得的溶液進行干燥，干燥過程的溫度為85℃。實施例十四：本實施例與實施例十三的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為450℃；實施例十五：本實施例與實施例十三的區(qū)別在于玻璃纖維的熱處理溫度為500℃；以上實施例的保溫材料的性能如下表所示：導熱系數(shù)實施例一0.0203實施例二0.0162實施例三0.0174實施例四0.0125實施例五0.0115實施例六0.0123實施例七0.0264實施例八0.0248實施例九0.0257實施例十0.0328實施例十一0.0296實施例十二0.0287實施例十三0.0301實施例十四0.0286實施例十五0.0267當前第1頁1 2 3