[发明专利]一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板及其制备方法

权利要求书

1.一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，其特征在于：按照重量份数计，包括30～80重量份的膨胀珍珠岩粉、2～20重量份气凝胶中间体、10～40重量份的混料A、2～20重量份的水泥、10～40重量份的水A、陶瓷纤维棉与木质纤维棉中的一种或两种；

所述混料A按照重量份数计，包括20～70重量份的硅溶胶、10～50重量份的有机硅改性丙烯酸乳液、70～130重量份的水B、0.05～1重量份的聚丙烯酰胺、0.5～10重量份偶联剂A；

所述陶瓷纤维棉与木质纤维棉添加的重量份数之和为膨胀珍珠岩粉、气凝胶中间体、水泥重量份数之和的0％～15％；

所述气凝胶中间体的制备方法，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C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；

所述A酸为硫酸、盐酸、草酸或硝酸，用水E调节至6～15mol/L；

所述A酸金属盐为A酸锆盐或A酸铝盐；

所述稀土A酸盐为A酸铈盐、A酸钇盐或A酸镧盐；

(3)凝胶

取氢氧化钠或氨水，加入水D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的气凝胶中间体；

所述偶联剂B为六甲基二硅氮烷、双(三甲硅基)乙酰胺、甲氧基三甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基烷的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，其特征在于：所述陶瓷纤维棉添加重量份数为膨胀珍珠岩粉、气凝胶中间体、水泥重量份数之和的0.1％～5％；所述木质纤维棉添加的重量份数为膨胀珍珠岩粉、气凝胶中间体、水泥重量份数之和的0.5％～10％。

3.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，其特征在于：保温板原材料中还添加有玻璃微珠，所述玻璃微珠添加的重量份数为膨胀珍珠岩粉、气凝胶中间体、水泥重量份数之和的0.5％～12％。

4.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，其特征在于：所述陶瓷纤维棉、木质纤维棉的长度为1～3mm；所述膨胀珍珠岩粉的粒径≤3mm，膨胀倍数K0≥20，密度≤1g/cm³。

5.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，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％。

6.根据权利要求1所述的一种气凝胶改性膨胀珍珠岩保温板，其特征在于：所述水A、水B、水C、水D为去离子水。