[发明专利]一种硅橡胶基气凝胶复合绝热材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种硅橡胶基气凝胶复合绝热材料的制备方法，属于新材料技术领域。本发明采用二氧化锆气凝胶为原料，制备硅橡胶基气凝胶复合绝热材料，由于二氧化锆气凝胶的孔径小于空气分子的平均自由程，孔隙率高，固体所占的体积比低，比表面积大，使气凝胶的热导率很低，能够提高绝热材料的绝热效果。本发明通过添加纳米二氧化硅纳粉末，制备硅橡胶基气凝胶复合绝热材料，纳米二氧化硅粉末纯度高、密度低、比表面积大、分散性好且无毒无污染，由于纳米二氧化硅粉末中孔隙尺寸小于或接近空气中分子的平均自由程，具有无对流传热和热传导都非常小的特点，绝热材料中添加纳米二氧化硅粉末能有效降低材料的导热率，提高绝热材料的隔热保温效果。

技术领域

本发明涉及一种硅橡胶基气凝胶复合绝热材料的制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

玻璃纤维纸是在深冷低温绝热中应用较为广泛的绝热材料，一般是作为真空多层绝热中的间隔材料使用，玻璃纤维隔热纸对多层绝热结构的隔热效果起到至关重要的作用。随着低温绝热技术应用的不断推广，对绝热容器的性能也提出了更多的要求；尤其像液氮、液氢这类汽化潜热小，沸点低的低温液体，对储运容器的绝热性能要求很高。为了尽量减少低温液体在存储与传输过程中的损失，提高储存效率，就需要提高隔热材料的隔热性能。国内生产的多层绝热低温储运容器绝大多数采用玻璃纤维隔热纸这种材料为间隔物，而且需求量大，占整个产品生产的比重很大，生产成本高。

目前深冷液体储运容器及其配套管路大体采用普通包装绝热和真空绝热两大类。真空绝热又分为：高真空绝热、真空纤维(粉末绝热)、高真空多层绝热、高真空多屏绝热、多层绝热等，其中真空纤维(粉末绝热)为常用，真空纤维绝热又分为有机纤维与无机纤维。有机纤维采用涤纶纤维，耐高温差，易收缩，绕烧面积大，无机纤维用玻璃纤维布，也存在布面厚度>0.1mm，纤维粗而产生真空下蒸发力大等弊端，粉末绝热材料存在易流动和材料的燃烧热固有缺陷，其应用领域受到限制，使用寿命短。

据文献和相关资料报道，国内较先进的常见绝热纸，只能勉强生产厚度>0.06mm的超细玻璃纤维绝热纸，而对于要求更薄，基重更低的绝热纸，则难以控制，难以收卷，纸面起皱严重，均匀度不能确保，拉力强度更是无法满足用户要求。由于低温压力容器内外层空隙有限，而且缠绕绝缘纸不能少于50层的安装要求，从而制约了低温压力容器的延伸发展。目前常用的保温材料有聚氨酯泡沫保温材料、聚氯乙烯保温材料和普通玻璃、保温棉等，但是上述保温材料的比表面积比较小，因此导热系数大，保温效果有限，不能作为深冷绝热材料使用。

研究开发新型隔热材料，可以为帮助企业减少成本，获得更大的利润；同时能够起到节约能源，减少环境污染的作用。经济高效的绝热材料的研制和推广对减少低温液体蒸发，节约能源有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有保温材料的比表面积比较小，因此导热系数大，保温效果有限的问题，提供了一种硅橡胶基气凝胶复合绝热材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）将甲基硅橡胶、苯基硅橡胶、二氧化锆气凝胶、酚醛树脂置于真空捏合机中预混20~30min，得预混料；

（2）将纳米二氧化硅、芳纶短纤、氧化锌、硬脂酸、氧化铁加入预混料中，在双辊开炼机上塑炼30~40min，得塑炼混合料；

（3）将乙烯基三胺、硫磺加入塑炼混合料中，在平板硫化机上室温硫化22~24h，得硅橡胶基气凝胶复合绝热材料。

所述的甲基硅橡胶、苯基硅橡胶、二氧化锆气凝胶、纳米二氧化硅、酚醛树脂、芳纶短纤、氧化锌、硬脂酸、氧化铁、乙烯基三胺、硫磺的重量份为50~70份甲基硅橡胶、30~50份苯基硅橡胶、20~30份二氧化锆气凝胶、15~20份纳米二氧化硅、10~15份酚醛树脂、5~10份芳纶短纤、3~5份氧化锌、1~3份硬脂酸、1~3份氧化铁、3~5份乙烯基三胺、2~4份硫磺。