一種新型凝膠熱絕緣材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型凝膠熱絕緣材料及其制備方法。由以下成分制備而成：正硅酸乙酯、聚二甲基硅氧烷、納米二氧化硅、硬脂酸正丁酯、水合硝酸鋁、山梨酸鉀、殼聚糖、丁基羥基茴香醚、赤蘚糖醇、正庚烷、鹽酸、水、氨水、無水乙醇。制備方法為先將水合硝酸鋁和水混合攪拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后過濾，用水洗滌后干燥，然后慢慢升溫至300℃，保溫后冷卻；將干燥好的白色沉淀研磨成細粉，和除氨水和正庚烷以外的剩余組分混合攪拌，加入氨水和水繼續(xù)攪拌，恒溫干燥，最后用正庚烷對上述膠體進行浸泡后常壓下干燥即得。本發(fā)明的新型凝膠熱絕緣材料具有較高的比熱容，隔熱效果好，同時熱導率很低，熱穩(wěn)定性也非常好。
【專利說明】
-種新型凝膠熱絕緣材料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及材料領域，具體設及一種新型凝膠熱絕緣材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隔熱材料是一種新興的，具有廣闊發(fā)展前景的功能性材料，通常具有熱導率低、疏 松多孔和輕質等特點，可被用于在高溫條件下防止熱量的流失和在低溫條件下防止熱量的 流入。隔熱材料可主要被分為多孔顆粒類、多孔纖維質類、發(fā)泡類和氣凝膠四類。其中，多孔 顆粒類隔熱材料是指將顆粒狀和粉末狀材料經加工成型的材料，運類材料具有原料豐富和 成本低廉等優(yōu)點；纖維質隔熱材料則具有使用溫度高和抗腐蝕性等優(yōu)點；而發(fā)泡類隔熱材 料具有質輕、熱導率小、耐老化和易加工成型等優(yōu)點；氣凝膠是由膠體粒子或高聚物分子相 互聚結構成納米多孔網絡結構，并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質的一種高分散固態(tài)材料，具 有極低的密度和熱導率，同時在制備過程中結構可控，因此，根據不同要求來研究開發(fā)運類 隔熱材料具有重要現實意義。
[0003]

【發(fā)明內容】

[0004] 要解決的技術問題:本發(fā)明的目的是提供一種新型凝膠熱絕緣材料，具有較高的 比熱容，隔熱效果好，同時熱導率很低，熱穩(wěn)定性也非常好。
[0005] 技術方案:一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋 10-15份、聚二甲基硅氧烷5-10份、納米二氧化娃0.2-0.5份、硬脂酸正下醋0.1-0.3份、水合 硝酸侶5-10份、山梨酸鐘0.1-0.2份、殼聚糖0.1-0.3份、T基徑基茵香酸0.1-0.2份、赤薛糖 醇0.1-0.2份、正庚燒5-10份、鹽酸2-5份、水40-60份、氨水10-20份、無水乙醇10-20份。
[0006] 進一步優(yōu)選的，所述的一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成： 正娃酸乙醋11-14份、聚二甲基硅氧烷6-9份、納米二氧化娃0.3-0.4份、硬脂酸正下醋0.15- 0.25份、水合硝酸侶6-9份、山梨酸鐘0.11-0.16份、殼聚糖0.15-0.25份、下基徑基茵香酸 0.11-0.16份、赤薛糖醇0.12-0.17份、正庚燒6-9份、鹽酸3-4份、水45-55份、氨水12-18份、 無水乙醇13-19份。
[0007] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法包括W下步驟： 步驟1:將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌機在溫度55-65Γ，轉速60-8化/min下攬 拌，同時滴加氨水； 步驟2:形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次； 步驟3:放入烘箱中，在溫度50-60°C下干燥5-6小時； 步驟4:慢慢升溫至300°C，保溫2-3小時后冷卻； 步驟5:將干燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉； 步驟6:將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合，加熱至45-55Γ，用高速攬拌機 在轉速150-300r/min下攬拌10-20分鐘； 步驟7:加入氨水和水繼續(xù)攬拌5-10分鐘； 步驟8:放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為24-26小時； 步驟9:用正庚燒對上述膠體進行浸泡24-26小時后常壓下干燥7-8天即得。
[000引進一步優(yōu)選的，步驟1中溫度為60°C，轉速為65-75r/min。
[0009]進一步優(yōu)選的，步驟3中溫度為55°C，干燥時間為5.5小時。
[0010] 進一步優(yōu)選的，步驟4中保溫時間為2.5小時。
[0011] 進一步優(yōu)選的，步驟6中溫度為50°C，轉速為200-25化/min,時間為15分鐘。
[0012]進一步優(yōu)選的，步驟7中攬拌時間為7.5分鐘。
[001引進一步優(yōu)選的，步驟8中時間為24.5-25.5小時。
[0014] 進一步優(yōu)選的，步驟9中浸泡時間為25小時，干燥時間為7.5天。
[0015] 有益效果:本發(fā)明的新型凝膠熱絕緣材料的比熱容較高，最高可達0.97J/(g · K)， 對于隔熱材料來說，高的比熱容意味著隔熱效果更好，同時本發(fā)明的熱導率很低，最低可低 至0.0148W/(m · K)。另外，材料的熱膨脹系數的大小則直接與熱穩(wěn)定性有關，一般而言，熱 膨脹系數越小，熱穩(wěn)定性越好，本發(fā)明的熱膨脹系數最低為0.10 X 10^/°C，熱穩(wěn)定性能高。
[0016]
【具體實施方式】 [0017]實施例1 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋10份、聚二甲基 硅氧烷5份、納米二氧化娃0.2份、硬脂酸正下醋0.1份、水合硝酸侶5份、山梨酸鐘0.1份、殼 聚糖0.1份、下基徑基茵香酸0.1份、赤薛糖醇0.1份、正庚燒5份、鹽酸2-5份、水40份、氨水10 份、無水乙醇10份。
[0018] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度55°C，轉速60r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度50°C下干燥5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2小時后冷卻;將干燥好 的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合，加熱 至45°C，用高速攬拌機在轉速15化/min下攬拌10分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌5分鐘，放入 恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為24小時，最后用正庚燒對上述膠體進行浸泡24小時 后常壓下干燥7天即得。
[0019] 實施例2 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋12.5份、聚二甲 基硅氧烷7.5份、納米二氧化娃0.35份、硬脂酸正下醋0.2份、水合硝酸侶7.5份、山梨酸鐘 0.15份、殼聚糖0.2份、下基徑基茵香酸0.15份、赤薛糖醇0.15份、正庚燒7.5份、鹽酸3.5份、 水50份、氨水15份、無水乙醇15份。
[0020] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度60°C，轉速70r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度55°C下干燥5.5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2.5小時后冷卻;將干 燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合， 加熱至50°C，用高速攬拌機在轉速22化/min下攬拌15分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌7.5分 鐘，放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為25小時，最后用正庚燒對上述膠體進行浸 泡25小時后常壓下干燥7.5天即得。
[0021] 實施例3 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋15份、聚二甲基 硅氧烷10份、納米二氧化娃0.5份、硬脂酸正下醋0.3份、水合硝酸侶10份、山梨酸鐘0.2份、 殼聚糖0.3份、下基徑基茵香酸0.2份、赤薛糖醇0.2份、正庚燒10份、鹽酸5份、水60份、氨水 20份、無水乙醇20份。
[0022] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度65°C，轉速80r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度60°C下干燥6小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫3小時后冷卻;將干燥好 的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合，加熱 至55°C，用高速攬拌機在轉速30化/min下攬拌20分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌10分鐘，放入 恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為26小時，最后用正庚燒對上述膠體進行浸泡26小時 后常壓下干燥8天即得。
[0023] 實施例4 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋11份、聚二甲基 硅氧烷6份、納米二氧化娃0.3份、硬脂酸正下醋0.15份、水合硝酸侶6份、山梨酸鐘0.11份、 殼聚糖0.15份、下基徑基茵香酸0.11份、赤薛糖醇0.12份、正庚燒6份、鹽酸3份、水45份、氨 水12份、無水乙醇13份。
[0024] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度60°C，轉速65r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度55°C下干燥5.5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2.5小時后冷卻;將干 燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合， 加熱至50°C，用高速攬拌機在轉速20化/min下攬拌15分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌7.5分 鐘，放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為24.5小時，最后用正庚燒對上述膠體進行 浸泡25小時后常壓下干燥7.5天即得。
[0025] 實施例5 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋14份、聚二甲基 硅氧烷9份、納米二氧化娃0.4份、硬脂酸正下醋0.25份、水合硝酸侶9份、山梨酸鐘0.16份、 殼聚糖0.25份、下基徑基茵香酸0.16份、赤薛糖醇0.17份、正庚燒9份、鹽酸4份、水55份、氨 水18份、無水乙醇19份。
[0026] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度60°C，轉速75r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度55°C下干燥5.5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2.5小時后冷卻;將干 燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合， 加熱至50°C，用高速攬拌機在轉速25化/min下攬拌15分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌7.5分 鐘，放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為25.5小時，最后用正庚燒對上述膠體進行 浸泡25小時后常壓下干燥7.5天即得。
[0027] 對比例1 本實施例與實施例5的區(qū)別在于不含有聚二甲基硅氧烷。具體地說是： 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋14份、納米二氧 化娃0.4份、硬脂酸正下醋0.25份、水合硝酸侶9份、山梨酸鐘0.16份、殼聚糖0.25份、下基徑 基茵香酸0.16份、赤薛糖醇0.17份、正庚燒9份、鹽酸4份、水55份、氨水18份、無水乙醇19份。
[0028]上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度60°C，轉速75r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度55°C下干燥5.5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2.5小時后冷卻;將干 燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合， 加熱至50°C，用高速攬拌機在轉速25化/min下攬拌15分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌7.5分 鐘，放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為25.5小時，最后用正庚燒對上述膠體進行 浸泡25小時后常壓下干燥7.5天即得。
[00巧]對比例2 本實施例與實施例5的區(qū)別在于不含有硬脂酸正下醋和赤薛糖醇。具體地說是： 一種新型凝膠熱絕緣材料，由W下成分W重量份制備而成:正娃酸乙醋14份、聚二甲基 硅氧烷9份、納米二氧化娃0.4份、水合硝酸侶9份、山梨酸鐘0.16份、殼聚糖0.25份、下基徑 基茵香酸0.16份、正庚燒9份、鹽酸4份、水55份、氨水18份、無水乙醇19份。
[0030] 上述新型凝膠熱絕緣材料的制備方法為：先將水合硝酸侶和水混合，用磁力攬拌 機在溫度60°C，轉速75r/min下攬拌，同時滴加氨水，形成白色沉淀后，過濾，用水洗涂3次， 放入烘箱中，在溫度55°C下干燥5.5小時，然后慢慢升溫至300°C，保溫2.5小時后冷卻;將干 燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉，將細粉和除氨水和正庚燒W外的剩余組分混合， 加熱至50°C，用高速攬拌機在轉速25化/min下攬拌15分鐘，加入氨水和水繼續(xù)攬拌7.5分 鐘，放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為25.5小時，最后用正庚燒對上述膠體進行 浸泡25小時后常壓下干燥7.5天即得。
[0031] 下表1為本發(fā)明材料的各項性能指標，我們可W看到，本發(fā)明的比熱容較高，最高 可達〇.97J/(g-K)，對于隔熱材料來說，高的比熱容意味著隔熱效果更好，同時本發(fā)明的熱 導率很低，最低可低至〇.〇148W/(m · K)。另外，材料的熱膨脹系數的大小則直接與熱穩(wěn)定性 有關，一般而言，熱膨脹系數越小，熱穩(wěn)定性越好，本發(fā)明的熱膨脹系數最低為O.IOXICT6/ °C，熱穩(wěn)定性能高。
[0032] 表1新型凝膠熱絕緣材料的性能指標_
注:熱導率為在常溫下測得，熱膨脹系數測定溫度為50(TC。
【主權項】
1. 一種新型凝膠熱絕緣材料，其特征在于：由以下成分以重量份制備而成：正硅酸乙酯 10-15份、聚二甲基硅氧烷5-10份、納米二氧化硅0.2-0.5份、硬脂酸正丁酯0.1-0.3份、水合 硝酸鋁5-10份、山梨酸鉀0.1-0.2份、殼聚糖0.1-0.3份、丁基羥基茴香醚0.1-0.2份、赤蘚糖 醇0.1-0.2份、正庚烷5-10份、鹽酸2-5份、水40-60份、氨水10-20份、無水乙醇10-20份。2. 根據權利要求1所述的一種新型凝膠熱絕緣材料，其特征在于：由以下成分以重量份 制備而成:正硅酸乙酯11-14份、聚二甲基硅氧烷6-9份、納米二氧化硅0.3-0.4份、硬脂酸正 丁酯0.15-0.25份、水合硝酸鋁6-9份、山梨酸鉀0.11-0.16份、殼聚糖0.15-0.25份、丁基羥 基茴香醚0.11-0.16份、赤蘚糖醇0.12-0.17份、正庚烷6-9份、鹽酸3-4份、水45-55份、氨水 12 -18份、無水乙醇13-19份。3. 權利要求1至2任一項所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:包 括以下步驟： 步驟1:將水合硝酸鋁和水混合，用磁力攪拌機在溫度55-65°C，轉速60-80r/min下攪 拌，同時滴加氨水； 步驟2:形成白色沉淀后，過濾，用水洗滌3次； 步驟3:放入烘箱中，在溫度50-60 °C下干燥5-6小時； 步驟4:慢慢升溫至300°C，保溫2-3小時后冷卻； 步驟5:將干燥好的白色沉淀進行研磨，并過篩得細粉； 步驟6:將細粉和除氨水和正庚烷以外的剩余組分混合，加熱至45-55Γ，用高速攪拌機 在轉速150-300r/min下攪拌10-20分鐘； 步驟7:加入氨水和水繼續(xù)攪拌5-10分鐘； 步驟8:放入恒溫干燥箱中，設置溫度為50°C，時間為24-26小時； 步驟9:用正庚烷對上述膠體進行浸泡24-26小時后常壓下干燥7-8天即得。4. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 1中溫度為60°C，轉速為65-75r/min。5. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 3中溫度為55 °C，干燥時間為5.5小時。6. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 4中保溫時間為2.5小時。7. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 6中溫度為50°C，轉速為200-250r/min，時間為15分鐘。8. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 7中攪拌時間為7.5分鐘。9. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步驟 8中時間為24.5-25.5小時。10. 根據權利要求4所述的一種新型凝膠熱絕緣材料的制備方法，其特征在于:所述步 驟9中浸泡時間為25小時，干燥時間為7.5天。
【文檔編號】C04B28/24GK105948680SQ201610295244
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】陳昌
【申請人】陳昌