[发明专利]一种聚酯纤维复合型二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酯纤维复合型二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法，该方法包括以下步骤：1）二氧化硅气凝胶胶液的配制，所述二氧化硅气凝胶胶液的原料包括硅源前驱体、溶剂、水解催化剂和改性剂；2）聚酯纤维毡气凝胶的复合成型；3）复合成型后的聚酯纤维毡气凝胶的陈化；4）陈化后的聚酯纤维毡气凝胶的老化；5）老化后的聚酯纤维毡气凝胶的二次陈化；6）二次成化后的聚酯纤维毡气凝胶的表面改性；7）表面改性后的聚酯纤维毡气凝胶的干燥及检测。本发明制备的聚酯纤维复合型二氧化硅气凝胶保冷毡具有优良的隔热/保冷性能、可调范围宽、适应性强、耐生物老化、良好的抗凝露、疏水性能，且施工方便。制备方法避免了溶剂替换步骤，操作简易，过程可控，生产可连续化。

技术领域

本发明涉及一种聚酯纤维复合型二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法，属于化工材料技术领域。

背景技术

SiO₂气凝胶是一种结构可控的轻质纳米多孔性非晶固态材料，其孔隙率高达80%～99.8%，孔洞尺寸为1～100nm，高比表面积200～1000 m²/g，低密度变化范围3～500kg/m³，常温常压下热导率小于0.013 W/mK，比静止空气的热导率（0.026 W/mK）还低，是目前热导率最低的固体材料。

目前，二氧化硅气凝胶产业化面临的主要问题包括：制备工艺复杂、制备周期长、溶剂消耗量大、废液多、气凝胶强度低、脆性大等缺点，限制了二氧化硅气凝胶的应用。纤维增强型气凝胶可以有效的解决这一问题，实现其工业化具有重大的现实意义。

目前，国外从事气凝胶的研究与商业化的公司和研究机构主要集中在欧美地区和日本；在国内，自2012年以来相继有4～6家企业进入SiO₂气凝胶隔热保冷行业。而现工业管道常用的传统隔热保冷材料有岩棉、普通玻璃棉毡、高硅酸铝棉等，岩棉、高硅酸铝棉隔保冷性能差、易吸潮、安装厚度大的缺点；普通玻璃棉毡隔热保冷效果差，耐低温能力低。SiO₂气凝胶比表面积和孔隙率很大，密度很低；另外它还具有很低的导热性和折射率，是一种隔热保冷性能优良的材料。但是纯的SiO₂气凝胶强度低、脆性大，限制了其应用领域。聚酯纤维具有较高的强度与弹性恢复能力，坚牢耐用，耐各种化学品性能良好，可调范围宽、适应性强、耐生物老化、良好的抗凝露、疏水性能，是一种性能优异的化工材料。因此，如果能将SiO₂气凝胶与聚酯纤维复合，应用于隔热、保冷行业中，是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚酯纤维复合型SiO₂气凝胶保冷毡的制备工艺，以解决二氧化硅气凝胶保冷材料产业化面临的制备工艺复杂、制备周期长、溶剂消耗量大、废液多、脆性大等技术问题，并实现温度在-200℃至+150℃之间的环境下工作。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种聚酯纤维复合型二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）二氧化硅气凝胶胶液的配制，所述二氧化硅气凝胶胶液的原料包括硅源前驱体、溶剂、水解催化剂和改性剂；

2）聚酯纤维毡气凝胶的复合成型；

3）复合成型后的聚酯纤维毡气凝胶的陈化；

4）陈化后的聚酯纤维毡气凝胶的老化；

5）老化后的聚酯纤维毡气凝胶的二次陈化；

6）二次成化后的聚酯纤维毡气凝胶的表面改性；

7）表面改性后的聚酯纤维毡气凝胶的干燥及检测。

前述方法中，所述硅源前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三甲基氯硅烷中的一种或两种以上的混合物。