[发明专利]一种新型硬质气凝胶泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型硬质气凝胶泡沫，包括气凝胶和热膨胀微球，热膨胀微球的外壳为热塑性材料，热膨胀微球的内部填充有发泡剂。制备方法如下：将环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、偶联剂按比例研磨均匀得物料A，将低粘度环氧树脂和固体环氧树脂按比例熔化均匀得物料B，物料A和物料B混合均匀得物料C，加入增韧剂和热膨胀微球，搅拌均匀得物料D，将二氧化硅气凝胶粉用溶剂润湿后倒入物料D中搅拌均匀，将混合物料直接放入模具中固化成型，或将混合物料存储处理，需要时再放入模具中固化成型。本发明通过在环氧泡沫中加入气凝胶，得到的气凝胶泡沫具有良好的隔热保温性能，与热膨胀微球配合使用，使气凝胶泡沫同时具备良好的隔音性能，扩大了应用范围。

技术领域

本发明属于泡沫材料的制备技术领域，具体涉及一种新型硬质气凝胶泡沫及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步，经济的发展，能源资源的消耗量大幅提升，人们节能环保意识的增加，隔热保温材料作为降低能耗的高效能，已经得到越来越多人的重视，被广泛应用于工业、建筑、航空、航天等领域。目前隔热保温材料主要包括：陶瓷纤维棉板、玻璃纤维棉板、岩棉棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统和聚苯颗粒保温浆料等。随着技术的进一步发展，隔热保温材料技术正向新型、高效、环保的方向发展。

二氧化硅气凝胶是一种纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而致使其热导率效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以气凝胶具有非常低的导热系数，是目前世界上导热系数最低的固体材料。并且其材料组成为无机物，属于A级不燃材料，这种材料可以代替现有有机类保温材料在工业建筑保温系统中的应用。但是由于纯的气凝胶的机械强度低、韧性差，这导致气凝胶材料尺寸稳定性较差，业限制了其在施工上的可操作性性和应用。因此在保持二氧化硅气凝胶高温隔热性能的基础上，如何改善气凝胶材料的力学性能，实现其在隔热保温领域的广泛应用显得尤为必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足之处，提供一种新型硬质气凝胶泡沫及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种新型硬质气凝胶泡沫，包括气凝胶和热膨胀微球，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶；所述热膨胀微球的外壳为热塑性材料，所述热膨胀微球的内部填充有发泡剂。

较好地，所述热塑性材料为二氯乙烯共聚物、丙烯腈系共聚物或丙烯酸系共聚物，所述发泡剂为异丁烷或异戊烷等烃类。

所述的新型硬质气凝胶泡沫的制备方法，包括以下具体步骤：

（1）将环氧树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂、偶联剂按照质量份数为（30～60）：（6～10）：（2～4）：（15～20）：（1～2）的比例在三辊机上进行研磨，研磨均匀后得到物料A；

（2）将低粘度环氧树脂和固体环氧树脂按照质量份数为（30～60）：（30～50）的比例在微波炉中熔化混合均匀得到物料B，然后取出冷却至25～70℃；

（3）将物料A和冷却后的物料B混合均匀后得到物料C，然后加入（3～5）质量份数的增韧剂、（10～40）质量份数的热膨胀微球，将其置与搅拌机中在30～60℃下搅拌混合均匀得到物料D；

（4）将（20～60）质量份数的二氧化硅气凝胶粉用溶剂润湿后倒入物料D中，在30～60℃下搅拌混合均匀；

（5）将混合物料直接放入模具中固化成型，得到所需要的硬质气凝胶泡沫；或将混合物料进行存储处理，需要时再放入模具中固化成型，得到所需要的硬质气凝胶泡沫。