[发明专利]一种纤维增强纳米粉体材料的真空绝热板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强纳米粉体材料的真空绝热板及其制备方法，真空绝热板由芯材、阻隔膜、吸气剂和真空保护表层三大部分组成；芯材由连续性增强纤维和纳米二氧化硅粉体材料组成，其中连续性增强纤维选用超细玻璃纤维和碳纤维中的一种或两种组成；制备方法包括纳米二氧化硅采用溶胶‑凝胶法配制湿凝胶溶液，然后将连续性增强纤维浸泡于湿凝胶溶液中，再对其老化、溶剂替换、改性处理和PH调节，最后在常压干燥下制备得到纤维增强的纳米粉体的复合棉毡材料，再采用不锈钢薄片进行无尾真空技术包覆得到真空绝热板。该材料扩大了纳米二氧化硅的应用领域，可作为隔热隔音材料、消防防火隔热材料等。

技术领域

本发明专利涉及真空绝热板领域，具体涉及一种纤维增强纳米粉体材料的真空绝热板及其制备方法。

技术背景

真空绝热板(VIP板)是英文Vacuum Insulation Panel的简称，是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，小于0.003W/m·K，并且不含有任何ODS材料，具有环保和高效节能的特性，是目前世界上最先进的高效保温材料。VIP这种超强新型的保温材料正被商家所关注，市场前景广阔。真空绝热板的结构包括芯材、阻隔膜和吸气剂，一般采用的芯材为玻璃纤维棉毡或碳纤维棉毡，这种真空绝热板也具有一定的隔热保温效果。目前所有专利涉及的方法均为针对纳米二氧化硅材料粉体和块体的制备，无法高效的制备纳米二氧化硅粉体材料薄毡的真空绝热板，难以满足其作为通用隔热材料工程化制备和使用的需求。同时由于制备效率低下，使气凝胶作材料的生产成本较高，给推广应用造成较大困难。因此迫切的需要提出另一种纤维增强纳米二氧化硅粉体的真空绝热板。

专利号为CN101973752A的中国专利申请了玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法，涉及一种气凝胶复合材料。提供一种既保持气凝胶的优异性能，又能增强气凝胶的力学性能，形成整体性良好具有一定强度的玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法。所述玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料由玻璃纤维和二氧化硅气凝胶复合形成，玻璃纤维为增强体，含量为样品总质量的1％～15％，二氧化硅气凝胶为基体，正硅酸乙酯为硅源材料，以甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷为硅源共前驱体。先玻璃纤维的预处理；再制备玻璃纤维增强二氧化硅复合湿凝胶；最后进行二氧化硅复合湿凝胶的老化、二次改性及干燥。

专利号为CN102557577A的中国专利申请了一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备及方法，所述的气凝胶复合材料是以正硅酸四乙酯为硅源，以工业化生产的玻璃纤维或纤维棉材料作为增强体。首先采用纤维表面酸处理工艺或酸处理及偶联剂交联共同处理工艺和溶胶-凝胶法制得复合湿凝胶，然后对其老化、溶剂替换和改性处理，最后在常压干燥下制备二氧化硅气凝胶复合材料。所制得的二氧化硅气凝胶复合材料具有高孔隙率、高比表面积、低密度、低介电常数和低热导率等特性，具有良好的成型性，可根据需要制备出不同性能和结构的功能性材料。

专利号为CN101698584A的中国专利申请了一种纤维增强二氧化硅气凝胶连续毡，所述连续毡包含二氧化硅气凝胶和增强连续纤维。该发明还提供了一种制备纤维增强二氧化硅气凝胶连续毡的方法，该方法包括卷绕、硅溶胶配制、浸胶、老化、表面处理和超临界流体干燥处理等步骤，具有工艺过程简单、成本低、安全性高和效率高等特点。该发明的气凝胶连续毡具有比表面积大、疏水性好、机械强度高、导热系数极低和尺寸大等优点，可以满足航空、航天、军事以及民用中比较苛刻的热防护要求，还可应用于防火阻燃、隔音和/或气体吸附等众多领域。