一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈制造技術

本發明專利技術公開了一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，所述氣凝膠氈由混雜纖維氈和改性SiO2氣凝膠復合而成，所述混雜纖維氈由無機纖維和有機纖維復合而成。所述柔性SiO2氣凝膠氈通過硅基前驅體溶膠

【技術實現步驟摘要】
一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈


[0001]本專利技術涉及隔熱材料制造
，具體涉及一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈及其制備方法。

技術介紹

[0002]通常把介質溫度低于常溫的絕熱措施稱為保冷，包括低溫設備保冷和管道保冷，目前比較普遍的保冷施工方式有真空保冷、粉末填充保冷、包覆保冷。真空保冷絕熱效果較好，但缺點是造價太高，一旦真空度被破壞，則保冷失效；粉末填充保冷優點是造價低，施工相對容易，特別適用于異形設備，但缺點是粉末易沉降，保冷效果不穩定；包覆保冷使用無機或有機類材料進行直接包覆，施工方便，造價適中，保冷效果穩定，但缺點是柔性相對較差，不適用于小口徑管道及異形設備，且無機類材料導熱系數高、吸濕率高，有機類材料耐超低溫性能差、易燃。以上幾種保冷措施及材料各具優缺點，單一使用時僅適用于某類工況，極大限制了保冷工程的應用和發展，因此亟需一種兼具防火性能和低導熱性系數且施工方便的柔性保冷材料，以適應復雜的應用工況。
[0003]納米SiO2氣凝膠復合材料是一種新型保溫材料，它具有氣凝膠納米級空洞豐富、低密度的特點，又兼具氈材防火、施工方便的優點，因此具有卓越的保溫隔熱性能和廣闊的應用空間。但常規的氣凝膠復合材料在低溫下使用柔性相對不足，隔汽防潮性能不足，因此需要針對低溫工況開發新型的柔性保冷用氣凝膠氈。

技術實現思路

[0004]針對現有技術存在的上述不足，本專利技術的目的在于提供一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，解決現有氣凝膠氈在低溫環境下柔性較低、隔汽防潮性能不足，致使保冷效果較低的問題。
[0005]進一步，提供所述保冷用柔性SiO2氣凝膠氈的制備方法，解決現有氣凝膠氈制備工藝耗時長，成本高的技術問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，由混雜纖維氈和改性SiO2氣凝膠復合而成，所述混雜纖維氈由無機纖維和有機纖維復合而成。
[0007]進一步，所述無機纖維為玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或兩種；所述有機纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維或聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維。
[0008]進一步，所述無機纖維是直徑6~12μm、長度5~10cm的玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或兩種；所述有機纖維是直徑8~15μm、長度5~10cm的聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維或聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維。
[0009]進一步，上述保冷用柔性SiO2氣凝膠氈采用如下方法制備而成：（1）將無機纖維與有機纖維按質量比50~80：20~50，通過針刺法制成分布均勻密度為70~100kg/m
3
的的混雜纖維氈；
（2）將硅酸酯、改性劑、醇溶劑、酸催化劑按質量比9~15：5~7：70~76：8~10混合均勻，50℃下持續攪拌3~6h，配置成溶膠；（3）將步驟（2）制備的溶膠與堿催化劑混合，調節pH至7~8，配置成預凝膠液；（4）將步驟（1）制備的混雜纖維氈，快速置于步驟（3）制備的預凝膠液中，待纖維氈充分吸附預凝膠液后，用具有密封性的薄膜完全包覆，置于恒溫加熱臺加熱，待其完全凝膠化后，去除表面包覆薄膜，得到濕凝膠復合材料；（5）將步驟（4）制備的濕凝膠復合材料置于無水甲醇或乙醇溶液中進行老化；（6）將老化后的濕凝膠復合材料進行超臨界干燥，獲得柔性SiO2氣凝膠復合材料；（7）將步驟（6）制備的柔性SiO2氣凝膠復合材料的一面與隔汽膜通過粘接劑相貼附，并輥壓成型，制備成保冷用柔性SiO2氣凝膠氈。
[0010]進一步，所述步驟（2）中硅酸酯是硅酸甲酯或硅酸乙酯；改性劑為二甲基二甲氧基硅烷、1,2
?
雙三甲氧基硅基乙烷、1,6
?
雙三甲氧基硅基己烷、正辛基三乙氧基硅烷中的兩種或兩種以上；醇溶劑是甲醇或乙醇，酸催化劑為0.1~0.2mol/L的鹽酸或硝酸。
[0011]進一步，所述步驟（3）中堿催化劑為0.5~1mol/L氨水、NH4F混合溶液。
[0012]進一步，所述步驟（4）中混雜纖維氈與預凝膠液浸漬的體積比為1：1.1~1.2，凝膠溫度為45~55℃恒溫，恒溫時間0.5~1h。
[0013]進一步，所述步驟（5）中老化溫度為50~55℃恒溫，老化時間10~12h。
[0014]進一步，所述步驟（6）中的超臨界干燥工藝條件為CO2流量450~600L/h、干燥溫度50
?
55℃、干燥壓力14.5
?
16.5MPa、干燥時間5
?
8h。
[0015]進一步，所述步驟（7）中隔汽膜是厚度為7~15μm的PET+VMPET復合膜；粘接劑為適用于低溫工作環境的快干類溶劑型膠粘劑；常溫使用初干時間為3~10分鐘。
[0016]相比現有技術，本專利技術具有如下有益效果：1、本專利技術保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，由混雜纖維氈和改性SiO2氣凝膠復合而成，混雜纖維氈由無機纖維和有機纖維復合而成。其中，無機纖維提供骨架支撐保證力學強度，有機纖維柔性較強，可以增強混雜纖維氈的柔性，從而增強氣凝膠氈的柔性，防止氣凝膠受外力碎裂，影響隔熱性能。改性SiO2氣凝膠制備時，通過引入具有能提升材料耐低溫性能的脂肪族柔性鏈段的改性劑，對溶膠進行改性，既增強了SiO2氣凝膠的柔性也可起到疏水作用，防止氣凝膠受外力碎裂，增強隔熱性能，達到保冷效果，同時較好的柔性也有效改善了氣凝膠制品常見的掉粉問題。本專利技術氣凝膠氈柔性良好，輕微按壓回彈明顯，經液氮浸泡72h后，材料彎折良好、力學性能變化不大，25℃導熱率≦0.017W/（m
·
K），與水接觸疏水角≧135
°
，
?
125℃導熱率≦0.0132W/（m
·
K），常溫、低溫隔熱性能、疏水性能均表現優異。
[0017]2、本專利技術在柔性SiO2氣凝膠復合材料制備完成后，在復合材料的一面通過粘接劑貼附一層隔汽膜并輥壓成型，可以防止水蒸氣進入保溫層中，從而增強保冷效果。貼附隔汽膜后，本專利技術柔性SiO2氣凝膠氈在施工過程中可以直接使用，無需在施工時再次設置防潮層，施工更加方便快捷。
附圖說明
[0018]圖1為本專利技術實施例1保冷用柔性SiO2氣凝膠氈經
?
196℃液氮浸泡72h后彎折過程的照片；
圖2為本專利技術實施例1保冷用柔性SiO2氣凝膠氈經
?
196℃液氮浸泡72h后彎折過程的照片；圖3為本專利技術實施例1保冷用柔性SiO2氣凝膠氈經
?
196℃液氮浸泡72h后彎折過程的照片；圖4是本專利技術實施例1保冷用柔性SiO2氣凝膠氈液氮浸泡前后的壓縮性能測試曲線；圖5是本專利技術實施例2保冷用柔性SiO2氣凝膠氈動態接觸角測試結果；圖6是本專利技術實施例3保冷用柔性SiO2氣凝膠氈低溫導熱系數測試結果。
具體實施方式
[0019]為了使本領域技術人員更好地理解本專利技術的技術方案能予以實施，下面結合實施例對本專利技術作進一步說明。
[0020]本專利技術提供一種保冷用柔性Si本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，其特征在于，由混雜纖維氈和改性SiO2氣凝膠復合而成，所述混雜纖維氈由無機纖維和有機纖維復合而成。2.根據權利要求1所述保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，其特征在于，所述無機纖維為玻璃纖維、玄武巖纖維中的一種或兩種；所述有機纖維是聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維或聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維。3.根據權利要求2所述保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，其特征在于，所述無機纖維的直徑為6~12μm、長度為5~10cm；所述有機纖維的直徑為8~15μm、長度為5~10cm。4.根據權利要求1、2或3所述保冷用柔性SiO2氣凝膠氈，其特征在于，采用如下方法制備而成：（1）將無機纖維與有機纖維按質量比50~80：20~50，通過針刺法制成分布均勻、密度為70~100kg/m
3
的的混雜纖維氈；（2）將硅酸酯、改性劑、醇溶劑、酸催化劑按質量比9~15：5~7：70~76：8~10混合均勻，50℃下持續攪拌3~6h，配置成溶膠；（3）將步驟（2）制備的溶膠與堿催化劑混合，調節pH至7~8，配置成預凝膠液；（4）將步驟（1）制備的混雜纖維氈，快速置于步驟（3）制備的預凝膠液中，待纖維氈充分吸附預凝膠液后，用具有密封性的薄膜完全包覆，置于恒溫加熱臺加熱，待其完全凝膠化后，去除表面包覆薄膜，得到濕凝膠復合材料；（5）將步驟（4）制備的濕凝膠復合材料置于無水甲醇或乙醇溶液中進行老化；（6）將老化后的濕凝膠復合材料進行超臨界干燥，獲得柔性SiO2氣凝膠復合材料；（7）將步驟（6）制備的柔性SiO2氣凝膠復合材料的一面與隔汽膜通過粘接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐帆，劉袁輝，周蕊，武少卿，黃琨桃，徐妥夫，
申請(專利權)人：中化學華陸新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：