[发明专利]一种聚氨酯与二氧化硅气凝胶复合绝热材料及制备方法

权利要求书

1.一种二氧化硅与聚氨酯气凝胶复合绝热材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）分别制备聚氨酯溶胶和玻纤毡硅凝胶；

其中，制备聚氨酯溶胶的步骤为：

a1）将聚醚或聚酯多元醇在真空度不低于0.08MPa和100℃-110℃之间的温度下脱水；

a2）将二异氰酸酯与脱水后的聚醚或聚酯多元醇按照摩尔配比为（1.5-3.5）：1混合，溶解在有机溶剂中，加入催化剂，在30-60℃温度下预聚1-2小时，得到预聚物溶液；

a3）在所述预聚物溶液中加入官能度大于等于三的多元醇化合物，预聚体端基的异氰酸基（-NCO）与醇羟基的摩尔比大于1进行交联形成溶胶；

制备玻纤毡硅凝胶的步骤为：

b1）将硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷、干燥控制化学添加剂、水和有机溶剂按质量比（1.5-4）：（0.05-1）：（0.5-3）：1：（6-15）分别称取；

b2）先将硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和干燥控制化学添加剂进行混合；

b3）混合均匀后，再加入水和有机溶剂；

b4）滴加酸催化剂开始水解，将pH值调整在1.5-3之间；

b5）水解1-2小时后再滴加碱催化剂，将pH值调整在7.5-9之间；

b6）浸入玻璃纤维毡，形成玻纤毡复合二氧化硅的凝胶毡；

b7）将凝胶毡放入烘箱内于50℃-60℃温度下老化4-6小时；

b8）使用有机溶剂浸泡进行溶剂置换；

2）将所述玻纤毡硅凝胶浸入所述聚氨酯溶胶中，添加催化剂，在40-60℃下使聚氨酯溶胶转化为凝胶，得到聚氨酯硅凝胶；

3）将聚氨酯硅凝胶在常压或者CO₂超临界下干燥，即得到二氧化硅与聚氨酯气凝胶的复合绝热材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯与所述聚醚或聚酯多元醇溶液浓度为20%-70%，所述有机溶剂为丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈中的一种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚四氢呋喃二醇、聚酯多元醇3152、聚酯多元醇3150-6、聚酯多元醇AD-60、聚酯多元醇HC-0924中的一种。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯中的一种。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为有机胺或有机金属盐。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机金属盐为三乙胺、三乙烯二胺、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、油酸亚锡中的一种。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述官能度大于等于三的多元醇化合物为丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的一种。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥方式为常压干燥或CO₂超临界干燥，所述常压干燥的温度为50-100℃；所述CO₂超临界干燥温度为20-50℃，压力为10-20MPa。

9.一种二氧化硅与聚氨酯气凝胶复合绝热材料，其特征在于，采用权利要求1至权利要求8中任一项所述制备方法制成。