[发明专利]一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板

说明书

技术领域

本发明涉及一种保温板，具体涉及一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板。

背景技术

气凝胶是固体物质中导热系数最低的材料，仅仅略高于真空，大约为0.013W/m·K。气凝胶还具有极低的密度，是世界上公认的密度最小的固体，最低密度可以做到3kg/m³，比空气的密度略高。因此气凝胶是世界上保温效果最好、密度最小的保温材料。

目前气凝胶的种类较多，有碳气凝胶、硅系气凝胶、氧化铝气凝胶等。氧化硅气凝胶的制备原料可以采用正硅酸乙酯或者水玻璃，制备工艺可以分别采用常压法和超临界，其制备工艺已经非常成熟。氧化铝气凝胶的制备，主要是醇盐法，干燥工艺基本采用超临界工艺。而氧化硅/氧化铝复合气凝胶的制备，鲜有报道，即使已经制备得复合凝胶，也是采用醇盐法进行凝胶。

无机盐法制备硅铝复合气凝胶的方法，鲜有报告，目前大部分气凝胶成分为单组分，例如硅气凝胶主要是二氧化硅，铝气凝胶的主要成分为氧化铝。氧化硅气凝胶的原材料有两种，一种是正硅酸乙酯，一种是水玻璃，两种原材料有不同的溶胶凝胶制备工艺。氧化铝气凝胶采用的原材料大部分为铝醇盐，采用超临界工艺。因此，传统制备氧化铝气凝胶的原材料生产成本昂贵，凝胶过程复杂；传统的氧化铝气凝胶制备如果采用的是正硅酸乙酯，凝胶溶胶过程也是要经过原料的水解和缩聚，制备工艺较复杂。

无机盐法，是采用两种无机盐，按照一定的工艺配比，只要按照一定的配料顺序，就可以轻松制备质量且品相好的凝胶。生产工艺过程简单，原材价格低廉，有大规模工艺应用的前景。

发明内容

为了得到制备工艺简单，成本低的复合气凝胶，本发明提出整体性良好且具有一定强度的毛毡/硅铝气凝胶复合保温板。

为了达到上述目的，本发明提供了采用下述技术方案：

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板，原料包括偏铝酸钠，水玻璃和毛毡，所述偏铝酸钠与水玻璃的质量比为1:4～1:40，所述偏铝酸钠的水溶液的质量百分数在5％以上，所述水玻璃稀释后的固含量为5％以上

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第一优选方案，制备毛毡/硅铝气凝胶包括以下步骤：

(1)配制偏铝酸钠水溶液；

(2)制备硅铝复合溶胶：搅拌下，向水玻璃溶液中加入步骤(1)中配制的的偏铝酸钠溶液，搅拌混合1～2min得前驱混合溶液；

(3)将毛毡完全浸入前驱混合溶液，吸附饱满，静置30min，自动凝胶，得到的毛毡增强的硅铝复合湿凝胶，在室温下老化12h；

(4)进行溶剂置换，将步骤(3)得到的毛毡增强的硅铝复合湿凝胶浸入乙醇溶液，经过保温，溶剂置换，改性，干燥后即得毛毡增强硅铝气凝胶保温板。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第二优选方案，水玻璃的制备方法如下：

1)磁选分离粉煤灰中的磁珠；

2)机械粉磨；

3)酸浸：150℃～220℃下，按粉煤灰与硫酸的固液比为2：1～1：1的比例将粉煤灰与浓度为80％～98％的硫酸混合，反应4～6h；

4)固液分离：将反应物冷却至室温后，按粉煤灰与水的固液比为1：2～1：6配制加水，75～95℃下，搅拌1～3h后，抽滤，滤饼用按粉煤灰与水的固液比为2：1～1：2的水洗涤，得硫酸铁与硫酸铝的溶液和高硅酸浸渣；

5)酸浸渣制备水玻璃：将酸浸渣与9％～12％的苛性钠溶液按固液比为1：1～1：2的比例配制混合液，160～200℃下在反应釜内加热6～10h后，冷却至室温，过滤并用水洗涤固体渣。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第三优选方案，硅铝复合湿凝胶的透光率在80％以上。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第四优选方案，毛毡的制备方法如下：羊毛纤维进行混合；将经过称量的羊毛纤维送入混棉箱并充分混合，再将羊毛纤维经过开松机梳理并通过风力送入储棉箱；将储棉箱中的羊毛纤维经过罗拉式梳理机加工为单纤维组成的薄网；将薄网通过平面式铺网机铺叠成纤维网；纤维网通过针刺机加工固定；纤维网经过三辊式轧光机表面轧光，使厚度均匀一致。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第五优选方案，溶剂置换采用乙醇，正乙烷等溶剂，所述保温温度为50～70℃，所述溶剂置换时间为8小时以上。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第六优选方案，改性的原料采用硅氧烷基改性液，改性温度为50～70℃，改性时间为7～9h。

一种毛毡/硅铝气凝胶复合保温板的第七优选方案，干燥采用常压干燥工艺。