[发明专利]气凝胶保温板材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶保温板材及其制备方法，由纤维增强气凝胶层和其上、下两侧固化的预浸料层组成；所述预浸料层使用≥1层的预浸料依次层叠铺设后固化得到。本发明的气凝胶保温板材是固化成型、可以直接安装使用的板材。本发明的气凝胶保温板材是多层复合板材，将纤维增强气凝胶材料作为一层封装在固化后的预浸料层之间，将该隔热保温板材安装在动车上后，无论板材如何振动，都不会出现纤维增强气凝胶材料掉粉的问题。

技术领域

本发明涉及保温材料，具体涉及一种气凝胶保温板材及其制备方法。

背景技术

气凝胶是一种具有纳米级孔径的多孔洞材料，典型的孔洞大小在1～100nm之间，孔洞率在80%以上，内含大量的空气。气凝胶的纳米孔洞结构使得材料的热导率极低，绝热保温效果好。

气凝胶由于比重低、孔洞壁薄，因此具有一定的脆性，直接使用强度不佳。所以工业化的气凝胶是采用纤维增强的方式得到纤维增强气凝胶，也叫气凝胶复合材料如气凝胶布、气凝胶纸、气凝胶板、气凝胶毡和其他气凝胶异形件。这些气凝胶复合材料虽然一定程度上解决了强度问题，但复合材料表面存在掉粉现象，此处掉的粉即是气凝胶粉末。

另外，根据气凝胶的制造原理，无论是超临界干燥或常压干燥，都要求气凝胶孔洞的表面具有良好的疏水性，这样孔洞内的液体才能顺利地被萃取或置换出来。因此气凝胶的亲油性强，有机溶剂或低粘度有机物极容易进入到气凝胶的孔洞中，从而大大降低气凝胶复合材料的绝热性能。目前用于粘接的胶黏剂，大部分都含有可挥发的有机溶剂，这些都不能用于气凝胶的粘接。

气凝胶的疏水性表面以及气凝胶极高孔隙率导致的表面脆性而产生的掉粉现象，使得气凝胶复合材料在安装时要使用大粘度、无有机溶剂的胶进行粘接；然而由于胶与气凝胶粉末的接触，大大降低了粘接强度；另外由于掉粉问题，安装现场粉尘污染问题比较严重；作为蒸汽管道、车辆的隔热材料使用时，随着管道、车辆振动发生持续的掉粉现象，最终使得气凝胶毯的绝热性能下降，影响保温层的效果。

为更好地安装气凝胶绝热材料，并使其在使用过程中保持材料性能稳定，行业内提出采用压敏胶或热熔膜实现对气凝胶复合材料进行封装。

例如中国专利文献CN 106494038A（申请号 201611052148.5）公开了一种绝热可固化热固性复合材料及其制备方法与应用，包括可固化热固性复合材料预浸料片材、粘结膜和纤维复合芯层，所述的纤维复合芯层的上和/或下表面粘结有所述的粘结膜，所述的粘结膜的另一侧面上还粘结有所述的可固化热固性复合材料预浸料片材，所述的纤维复合芯层为吸附和填充有气凝胶的纤维复合芯层。所述的可固化热固性复合材料预浸料片材为紫外光固化的热固性纤维预浸料片材。所述的粘结膜为乙烯-醋酸乙烯酯树脂薄膜、热塑性聚氨酯薄膜或聚氯乙烯薄膜。

该专利采用粘接膜来密封气凝胶复合材料，起到了防止掉粉的作用，还防止外皮层中的树脂成分进入气凝胶孔洞；采用可固化热固性复合材料预浸料片材作为气凝胶纤维复合芯层的单侧外皮层，提高了该复合材料的耐穿刺性，以解决在使用过程中，填充和吸附在纤维复合芯层的气凝胶易跑出或泄露的缺陷，因此具有较高的强度和刚性，可作为管材的包覆、墙体的保温或冷藏厢板等结构件使用。另外，该发明的绝热可固化热固性复合材料，在可固化热固性复合材料预浸料片材未固化前，复合材料整体柔软、可塑型强，对管材、墙体等材料实施保温具有操作方便、简单易行等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保温效果好、安装方便、性能稳定的气凝胶保温板材及其制备方法。

实现本发明第一目的的第一种气凝胶保温板材，由纤维增强气凝胶层和其上、下两侧固化的预浸料层组成；所述预浸料层使用≥1层的预浸料依次层叠铺设后固化得到。

上述预浸料按重量份数包括以下组分：纤维织物50～65份、树脂20～48份、助剂0～18份，。