[发明专利]一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏及其制备方法

权利要求书

1.一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，按照重量份数计，包括20～70重量份的原料A、20～50重量份的原料B、20～50重量份的原料C、1～15重量份的水A；

所述原料A，按照重量份数计，包括1～15重量份的羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲醇A、正己烷A、乙醇中的一种或几种的混合物、65～115重量份的气凝胶前驱体；

所述原料B，按照重量份数计，包括25～75重量份的硅溶胶、20～70重量份的有机硅改性丙烯酸乳液、10～40重量份的水B、0.05～0.5重量份的聚丙烯酰胺、1～10重量份的偶联剂A、1～13重量份的成膜助剂；

所述原料C，按照重量份数计，包括20～70重量份的闭孔珍珠岩、10～40重量份的硅藻土、1～15重量份的陶瓷纤维棉与木质纤维棉中的一种或两种、0.5～10重量份的膨润土或轻质碳酸钙中的一种或两种和水C；其中，水C的重量份数与所述原料C中其它组份的重量份数总和的比值为0.6～1.4；

所述气凝胶前驱体的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备硅源和溶剂的混合溶液

取模 数3.0～4.0的硅酸钠装入反应釜中，加入硅酸钠质量1～3倍的水D进行稀释，反应釜以80～200r/min的速度搅拌30min，经200目筛过滤，得到硅酸钠溶液；

(2)溶胶

取A酸，在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐，混合均匀后，以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液；喷淋的同时以1200～2000r/min的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，控制硅酸钠溶液的pH值为1.5～3.0，得到溶胶；

(3)凝胶

取氢氧化钠或氨水，加入水E稀释至pH值为10～11.5，以喷淋的方式加入至反应釜中；喷淋的同时以1200～2000r/min的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌，当反应釜内物料的pH值为4.5～5.5时，终止喷淋，得到凝胶；

(4)老化

反应釜内以20～50r/min的速度继续搅拌3～10h，对反应釜内的物料进行老化，控制反应釜内物料温度为35～50摄氏度；

(5)溶剂置换

在反应釜内进行持续搅拌60～180min，同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂，以置换出剩余的水分；

(6)表面修饰

在反应釜内进行持续搅拌，同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂B；经过搅拌60～180min，得到包覆有置换溶剂和偶联剂B的稀土增韧硅气凝胶前驱体，即为气凝胶前驱体。

2.根据权利要求1所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，所述硅溶胶的含水量≤70％，所述有机硅改性丙烯酸乳液的固含量≥60％。

3.根据权利要求1所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，所述闭孔珍珠岩的粒径为60～170目，硅藻土的粒径为50～200目。

4.根据权利要求1所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，陶瓷纤维棉的长度为0.2～3mm，木质纤维棉的长度为0.2～3mm。

5.根据权利要求1所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，保温膏的制备原料中还包括发泡剂，所述发泡剂的重量份数为所述原料C中除陶瓷纤维棉、木质纤维棉、水C外的其它组份的重量份数总和的1/10～1倍。

6.根据权利要求5所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于，所述发泡剂为生物发泡剂、物理发泡剂中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种硅气凝胶防火、防水、环保保温膏，其特征在于：

所述水A、水B、水C、水D、水E为去离子水，所述羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲醇A、正己烷A、乙醇为工业级。