[发明专利]一种气凝胶复合保温板及其制备方法

说明书

本发明提供一种气凝胶复合保温板及其制备方法，所述气凝胶复合保温板，其特征在于，其原料组成为：水玻璃，玻璃纤维毡，硫酸，氨水，硅烷处理剂，硅烷偶联剂。所述气凝胶保温材料具有优异的保温性能，且绿色环保；制作成本较低，制作过程亦无毒害。

技术领域

本发明属于保温材料技术领域，具体涉及一种气凝胶保温材料及其制备方法。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，世界范围内的能源紧缺已经愈发凸显，节能及开发新的高效节能材料已经成为全球各国的重点及焦点。保温节能是在能源紧张并且能源利用率低的情况下提出的节能措施之一，其目的就是为了增加热阻、节约能源、减少热量损失。

隔热节能技术已经大量应用于航空航天、建筑节能、工业制造、能源动力、低温制冷、工艺生产等领域。但是，对于保温隔材料的选择必须要遵守几点要求：一、保温隔热性要好；二、防火、防水及耐高温性要强；三、要有一定的机械强度。同时建筑的一些关键的部位与环境，由于容易受到环境与空间的影响，对隔热保温材料的要求更加苛刻。

1980年以前，我国的保温材料的发展比较缓慢，为数不多的生产企业的保温材料只能够生产少量膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、超细玻璃棉、矿渣棉、微孔硅酸钙等产品，而且产品的数量与质量都不满足要求，生产能力不足万吨。多年以来，我国投入了许多的物力与人力改善这些方面的缺陷，并取得了不错的结果。但是对超级绝热材料的研究还处于初级阶段，超级绝热材料的节能潜力无法估量，因此开发及应用轻质、高效隔热材料对我们的军事领域、工业、民用部门、特别是建筑节能领域等有着非常重要的意义。

目前的民用保温材料主要分为以下几类：

a、纯有机类保温材料，如挤塑聚苯板，聚氨酯泡沫等。这类材料是最传统的保温材料。这些材料导热系数低保温效果好且比重较轻，防水性和耐候性好，广泛应用与建筑外墙外保温等领域。但是这类材料有着致命的缺陷：有机材料易燃，燃烧时易释放大量有害物质，消防隐患很大。尤其是应用于高层建筑外墙领域的保温板，一旦发生火灾，将造成极其巨大的生命财产损失。在上海高层大火和央视大楼出现火灾后国家机关强制性要求公安部、住房和城乡建设部发布通知，要求保温材料防火性能必须达到 A 级，这对我国的建筑节能市场将会是一个不小的冲击，因此传统意义上的纯有机类保温材料正逐渐被市场所淘汰。

b、传统无机类保温材料如膨胀珍珠岩，发泡水泥板等。这类材料的防火性能优异，在高温下不燃烧不分解，但保温效果不及有传统有机材料，其导热系数多维持在0.06 W/(m﹒K)以上，同时，这些材料还有着其他的缺陷，如：膨胀珍珠岩防水效果差，易吸水，水具有巨大的比热容会产生严重的热损失；发泡水泥不仅导热系数高，而且强度较普通水泥差很多，不易于实现大规模应用；岩棉纤维毡难以制成有强度的保温板，只能以毡子的形式应用于供暖管道等部分领域，其材料本身的形状成为其广泛应用的瓶颈。这些都严重限制了传统无机保温材料的广泛的应用。

c、以 SiO₂气凝胶类为代表的新型保温材料，其导热系数低（0.01~0.03 W/(m﹒K)），且防火不燃，是理想的保温材料。但因为其成本过高目前仍难以在民用保温材料中广泛应用。

发明内容

本发明提供一种气凝胶保温材料及其制备方法，所述气凝胶保温材料具有优异的保温性能，且绿色环保；制作成本较低，制作过程亦无毒害。

气凝胶具有极低的导热系数，最低可达到 0.013-0.016W/(m·K),低于静态空气（0.024W/(m·K)）的导热系数,比相应的无机绝缘材料低 2-3 个数量级。即使在 800℃的高温下其导热系数才为 0.043W/(m·K)这归因于其独特的多孔纳米结构。高温下不分解不燃烧，无有害气体放出，属于符合公安部 A 级防火要求的绿色环保型保温材料。

气凝胶的隔热机理可简要分析如下：