[发明专利]一种含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸及其制备方法

说明书

本申请涉及一种含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸及其制备方法，制备方法包括如下步骤：将玻璃纤维和玻璃棉纤维加水进行打浆分散，再先后加入粘接剂及中空二氧化硅微球，所述中空二氧化硅微球包括中空内腔、环绕中空内腔的含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状内部壳层以及与蜂窝状内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层；最后将浆料混合液经湿纸页抄造、压榨脱水、干燥；本申请制备的含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸显著提升了隔热纸在高压下的隔热和绝缘性能，有效解决了隔热纸的掉粉问题，且能有效控制耐压隔热纸的厚度及定量。

技术领域

本申请属于特种纸技术领域，尤其是涉及一种含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸及其制备方法。

背景技术

随着经济的发展，对低碳节能、工作环境的要求越来越高，隔热材料作为一类新型功能性材料应运而生，主要原因为：隔热材料能够有效阻止热量传递，减少热量损失，达到节能减排作用，同时能够维持较高或较低温度的工作环境，改善工作环境。

目前，通常采用无机纤维做出隔热纸，不仅可以耐高温，并且孔隙率较高，导热系数较低，但是在实际使用过程中，需要隔热纸捆紧挤压，导致其孔隙率变小，从而使导热系数变差，满足不了在应用过程中被挤压下的隔热要求。

气凝胶是一种纳米多孔材料，其孔隙率可以达到80～99％，孔洞尺寸一般在5～50nm，该尺寸小于气体分子热运动的自由行程，能够有效限制对流传热和气体分子的热运动传递，将其加入隔热纸中能够减少材料内部热传导，降低耐压隔热纸的导热系数，达到隔热目的，因此，已有技术将二氧化硅气凝胶和纤维材料复合制备隔热纸。

目前，将二氧化硅气凝胶和纤维材料复合制备隔热纸的方法主要有两类：

第一类是将制备二氧化硅气凝胶的前驱体、溶剂等组成的溶胶浸润于无机纤维中，再采用超临界干燥，得到二氧化硅气凝胶隔热纸，如文献号为CN107313297A的专利采用此方法制备了一种疏水性保温隔热纸；但该方法需要通过超临界工艺，难控制二氧化硅的掺入比例和分散性，导致隔热纸的厚度难以控制，此外该方法制备的隔热纸表面会有粉尘，容易掉粉；

第二类是先制备二氧化硅气凝胶粉体，然后加入纤维材料和/或无机(或有机)粘结剂，最后压制成型，得到隔热纸，如文献号为CN1196035A的专利公开了一种含有气凝胶和粘合剂的复合材料，其使气凝胶颗粒与粘合剂混合，使混合物成型并固化得到所述复合材料；但是，由于二氧化硅气凝胶比表面积大且疏水，难以分散，也即二氧化硅气凝胶难以与纤维及其他材料均匀混合，导致隔热纸的导热系数差，同时该方法制备的隔热纸表面也会有粉尘，容易掉粉。

此外，上述两种制备隔热纸的方法都有一个共同问题，就是常规的二氧化硅气凝胶脆弱，抗压强度低，会使隔热纸在使用过程中因外力挤压下导致导热系数的上升而满足不了隔热要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术制备的隔热纸在挤压下隔热效果差且容易掉粉的不足，从而提供一种含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸的制备方法，包括如下步骤：

将玻璃纤维和玻璃棉纤维加水进行打浆分散，再加入粘结剂搅拌均匀，静置后，加入中空多孔二氧化硅微球搅拌均匀，静置，得到浆料混合液；所述中空二氧化硅微球包括中空内腔、环绕中空内腔的含有致密微孔、介孔和大孔的蜂窝状内部壳层以及与蜂窝状内部壳层相邻的仅含介孔的外部壳层；

将浆料混合液经湿纸页抄造、压榨脱水、干燥，得到含中空多孔二氧化硅微球的耐压隔热纸。

优选地，所述中空多孔二氧化硅微球直径为10～40μm，比表面积优选为520～800m²/g，蜂窝状结构内部壳层与外部壳层的厚度比例优选为0.05～0.2。