[发明专利]二氧化硅气凝胶聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种采用二氧化硅气凝胶‑聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法，包括以下步骤：步骤一、根据所需使用功能进行二氧化硅气凝胶改性；步骤二、将二氧化硅气凝胶加入聚氨酯发泡胶预制料中，分散得到气凝胶‑聚氨酯发泡胶混合物；步骤三、将所得混合物涂覆至施工表面。由于本发明技术的本质是二氧化硅气凝胶为稳定性好不活泼的无机物体系，聚氨酯发泡胶为活泼的有机物体系，两者不发生化学反应仅进行物理分散，因此本发明不会导致聚氨酯发泡胶本身的化学反应变化，同时使常规聚氨酯发泡胶可兼具气凝胶的极低导热率优点。本发明在材料体系上采用常规聚氨酯发泡体系，因此工艺操作简单、成本低、易于推广。

技术领域

本发明涉及一种二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯发泡胶是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。当物料从喷枪或料罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。聚氨酯发泡胶预制料一般分单组分和双组份两种，市售聚氨酯发泡胶一般含有异氰酸酯化合物、聚酯或聚醚类的多元醇、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂和溶剂等，部分产品添加环氧树脂体系进行混合。固化后的聚氨酯发泡胶具有填缝﹑粘结﹑密封﹑隔热﹑吸音等多种效果，是一种环保节能﹑使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏﹑填空补缝﹑固定粘结，保温隔音等工程工艺。一般聚氨酯泡沫的导热系数为0.022～0.033W/m*Κ。

二氧化硅气凝胶是迄今为止已知的最轻的固体材料和性能最好的保温材料，其孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，因此在气凝胶空隙中空气分子近似静止，从而避免了空气的对流传热，而气凝胶极低的体积密度及纳米网格结构的弯曲路径也阻止了气态和固态热传导，趋于“无穷多”的空隙壁可以使热辐射降至最低。这三方面共同作用，几乎阻断了热传递的所有途径，使气凝胶达到其他材料无法比拟的绝热效果，甚至远低于常温下空气0.023W/m.K的导热系数，可以达到0.013 W/m*Κ以下。

同时二氧化硅气凝胶也是气凝胶产品中成本最低，产品化程度最高的产品。目前市场上二氧化硅气凝胶原料以粉体为主，但二氧化硅气凝胶要应用到生产生活场景中，需要对应的从粉体到成型的过程。常见的以气凝胶加玻璃纤维的气凝胶毡，气凝胶与树脂的气凝胶塑料产品为主。采用玻璃纤维-气凝胶复合材料，由于玻璃纤维直径很细，在加工和应用过程中容易对人体皮肤和肺部产生危害。采用树脂-气凝胶复合材料，由于气凝胶抗压能力较差，在树脂成型的挤出过程中会失去大量孔隙导致气凝胶各项性能指标急剧下降。

而通过二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法，结合了二氧化硅气凝胶的极佳的保温隔热吸音优势，同时拥有了聚氨酯发泡胶可任意塑性的优点。拥有如下原理性优点：

1.通过添加二氧化硅气凝胶可大幅提高聚氨酯发泡胶原有的保温隔热吸音能力。

2.通过聚氨酯发泡胶的硬化塑性能力使二氧化硅气凝胶分散并固定到所需的特定位置并具备一定的强度。

3.聚氨酯发泡胶具备低毒性、低成本的优势可大幅降低气凝胶产品的应用成本。

因此二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法具备低价格、高性能、施工简单的优点具备广泛的实用价值和商业价值。

发明内容

为解决二氧化硅气凝胶产品的分散和成型问题，同时进一步增强聚氨酯发泡胶的保温及吸音能力。基于这种发现，完成了本发明。

为了实现二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合保温材料及其制备方法，包括以下步骤：

步骤一、根据所需使用功能进行二氧化硅气凝胶改性；

步骤二、将二氧化硅气凝胶加入聚氨酯发泡胶预制料中，通过分散工艺得到二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶混合物；

步骤三、将所得二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶混合物涂覆至施工表面。

优选的是，所述二氧化硅气凝胶为二氧化硅气凝胶块体、二氧化硅气凝胶粉体中的一种或两种组合。