[发明专利]一种二氧化硅气凝胶涂料及其应用

说明书

技术领域

本发明属于薄层材料领域，具体涉及一种含有二氧化硅粉末的薄层材料。

背景技术

气凝胶是通过干燥方法将湿凝胶中的液体被气体所取代，同时凝胶的网络结构基本保留不变所得的材料。气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三维网络结构，拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率，其体密度在0.003-0.500g/cm³范围内可调。二氧化硅气凝胶的制备技术日趋成熟，而且二氧化硅气凝胶的运用一直是从事气凝胶研究的工作者的重点研究方向，例如专利CN10137650.1A公开了气凝胶减反射涂层。专利CN103011619A提出其作为固相微萃取涂层的应用。但是作为出现不到百年的这一新型材料，气凝胶实际还有更多应用有待研究者开发。

涂料发展到今天已经要求将涂料功能化专一化了。隔热涂料是近期才被人们关注的产物，因为具有保温隔热的功能，让人们可以节能降耗，适合现代生活要求，所以隔热涂料是发展较快的一类功能涂料。现在在军工等领域又提出涂料的防护功能，需要涂料不仅要求保温隔热、降噪，还要求防爆。现在越来越多的需求比如车辆，在考虑车辆的舒适性的同时更多的是在考虑其安全性能，对车辆本身行驶过程中的碰撞，故障等安全性能目前通过加装安全气囊，安全带等措施等，但是车辆本身的防弹防爆性能没有得到加强，特别是在战乱国家，恐怖袭击时有发生，乘员对车辆的防炸防护的安全性能要求越来越高。气凝胶涂料作为可以方便地涂敷在材料的表面，不受材料的形状和结构的限制，涂料里的气凝胶又具有很好的保温隔热防爆的功能，作为汽车舱室的防护和汽车底甲的爆炸冲击波的防护具有一定的辅助作用。

发明内容

本发明针对现有装甲车的爆炸试验现象，专门有针对性的研制出了气凝胶涂料用于车辆、建筑、设备等保温隔热，以及用于涉及到爆炸冲击波的场合、部件的冲击波防护涂料。

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提出一种二氧化硅气凝胶涂料。

本发明的另一目的是提出所述涂料的应用。

实现本发明上述目的的具体技术方案为：

一种二氧化硅气凝胶涂料，其是由以下质量份的成分组成：

二氧化硅气凝胶粉10-30份，成膜剂100-120份，固化剂1-2份，成膜助剂1-2份。

其中，所述二氧化硅气凝胶粉密度为30-70kg/m³，常温导热系数0.007-0.015W/m·K，粉体粒径50-5000nm。

优选地，所述二氧化硅气凝胶粉密度为55-65kg/m³，常温导热系数0.009-0.011W/m·K，粉体粒径500-700nm。

其中，所述成膜剂为硅酸钠、硅酸钾、苯丙乳液、硅酸锂、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液中的一种或几种。通常是以硅酸钠、苯丙乳液、硅酸锂、丙烯酸乳液、聚氨酯乳液中的一种按质量比例1：1-2与硅酸钾混合。硅酸钠的模数为2.0-3.5范围内；硅酸钾模数为2.0-3.0范围内。

其中，所述固化助剂为氧化镁、三氧化二铝、氟硅酸钠中的一种；所述成膜助剂为苯甲醇（BA）、乙二醇丁醚（EB）、丙二醇苯醚（PPH）醇酯-12中的一种或几种。

本发明所述二氧化硅气凝胶涂料通过以下方法制备：

按比例混合二氧化硅气凝胶粉、胶粘剂、固化剂、成膜助剂，搅拌均匀，研磨20-60min即可。灌装待用。

本发明提出的二氧化硅气凝胶涂料在构成隔热防爆涂层中的应用。

其中，所述应用是将二氧化硅气凝胶涂料涂覆于材料表面，涂覆的厚度为2-4mm，分2-4次涂覆，每一次涂覆后固化。每一次涂覆后固化7-12小时。

其中，所述材料为金属材料或建筑材料。所述涂料可以直接涂敷在钢材、水泥、玻璃、木材、石材等材质表面。

本发明的有益效果在于：

本发明提出的二氧化硅气凝胶涂料制备简单，成本低廉。通过选择适当配方使涂料与基材良好的键合，可以有效地隔热、减少爆炸变形，具有防护功能，可以用于建筑或设备的保温、隔热、降噪，也可以用于车辆外表面，在突发事件中减少车辆变形、提高乘员安全。

具体实施方式

现以以下最佳实施例来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中，如无特殊说明，所使用的设备和方法均为所属领域常规的设备和方法。

实施例1