[发明专利]一种制备泡沫玻璃-气凝胶隔热材料的方法

权利要求书

1.一种制备泡沫玻璃-气凝胶隔热材料的方法，其具体步骤如下：

(1)泡沫玻璃的制备

碎玻璃经球磨后过20目筛，与粉煤灰混合成基料并加入稳泡剂；发泡剂溶于水中并加入基料，搅拌后形成浆料；将复合浆料注入模具并放入烘箱中烘制后，得到粉煤灰泡沫玻璃坯体；坯体在马弗炉中进行预热和高温发泡后降温得到泡沫玻璃；

(2)粉煤灰制备硅溶胶

将粉煤灰和Na₂CO₃混合均匀后在马弗炉中煅烧，将煅烧后的粉末分散在酸溶液中搅拌后，使用真空抽滤过滤固体颗粒，取滤液用碱溶液调节pH得到硅溶胶；

(3)将制备的泡沫玻璃基体放入密封的容器内，抽真空后将制得的硅溶胶倒吸入容器，与泡沫玻璃基体复合，将复合后的材料放入烘箱中进行凝胶反应得到泡沫玻璃-湿凝胶复合体，老化后使用三甲基氯硅烷、乙醇和环己烷的混合溶液浸泡进行表面改性，最后在烘箱中进行常压干燥得到泡沫玻璃-气凝胶隔热材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中碎玻璃与粉煤灰的质量比为(2.3～9)：1；稳泡剂、发泡剂和水的用量分别为基料质量的2％～4％、2％～5％和30％～50％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中烘箱的设定温度为100℃～150℃，烘制时间为6～12h；坯体的预热温度为300～500℃，预热时间为20～40min；发泡温度为820℃～900℃，发泡时间为10～50min；升温速率为1～5℃/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的稳泡剂为Na₂HPO₄，所述的发泡剂为Na₂CO₃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中粉煤灰与Na₂CO₃的质量比为(0.8～1.2):1，煅烧温度为800℃～900℃，煅烧时间在2～4h之间。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的酸溶液为盐酸溶液，浓度为2～5mol/L；所述的碱溶液为NaOH溶液，浓度为1～4mol/L；用碱溶液调节溶胶PH至10～11之间。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中三甲基氯硅烷、乙醇和环己烷的摩尔比为1：(2～4)：(4～6)。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中老化温度为40～60℃，老化时间为12～36h；表面改性温度为40～60℃，改性时间为36～60h；常压干燥的烘箱温度设置为70～90℃，干燥时间为20～40h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所制备的泡沫玻璃-气凝胶隔热材料密度为0.34～0.67g/cm³，抗压强度为1.21～2.78MPa，抗折强度为0.74～1.37MPa，常温导热系数在0.062～0.102W·m^-1·K^-1之间。