[发明专利]一种二氧化硅气凝胶聚脲及其制备方法

说明书

本发明涉及气凝胶应用技术领域，尤其是一种二氧化硅气凝胶聚脲及其制备方法，由二氧化硅气凝胶聚脲组份和传统聚脲组份混合组成，将传统聚脲组份作为A组份，二氧化硅气凝胶聚脲组份作为B组份，A组份与B组份的混合比例为1：1或2:1，二氧化硅气凝胶聚脲组份由聚脲组份和亲水性二氧化硅粉末组成，聚脲组份由聚醚多元醇和二乙基甲苯二胺组成；传统聚脲组份由二苯甲烷二异氰酸酯和预聚物组成，本发明填补了二氧化硅气凝胶聚脲材料领域的空白，大大提升了传统聚脲的工作温度范围，增强实际应用中材料的耐候性，同时，特殊的配方体系对材料的导热系数范围可调，拓展了材料在保温领域的应用可行性。

技术领域

本发明涉及气凝胶应用技术领域，具体领域为一种二氧化硅气凝胶聚脲的制备方法。

背景技术

二氧化硅(SiO2)气凝胶是一种固体相颗粒，颗粒孔隙大小均为纳米量级的新型多孔功能材料，连续的三维网络结构可在纳米尺度控制和剪裁。因其具有半透明性和超轻重量，二氧化硅气凝胶有时也被称为“固态烟”或“冻烟”。二氧化硅气凝胶具有许多独特的性能，如高比表面积、高孔隙率、高热绝缘性、低密度、超低介电常数及低折射系数等，性能可随着对其结构的控制而具有连续可调性。二氧化硅气凝胶具有的优异性能使之在隔热保温、热绝缘、催化、节能环保、石油化工、药物释放、航空航天等领域具有广阔的应用前景；

聚脲由异氰酸酯组分与氨基化合物反应生成的一类化合物。异氰酸酯组分可以是单体、聚合物、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。聚脲可以应用于防水、防腐、耐磨、抗冲等多种领域。聚脲材料本身普遍存在耐温性能差(对环境温度比较敏感，无法在零上90℃或零下20摄氏度保持性能和状态)、耐候性不强等的缺点；

本发明旨在通过特定的方式将二氧化硅气凝胶融入到聚脲的制备工艺中，利用二氧化硅气凝胶高热绝缘性、高孔隙率、低密度、超低价电常数及低折射系数等特性全面提升聚脲的耐温性能和耐候性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种二氧化硅气凝胶聚脲的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种二氧化硅气凝胶聚脲，由二氧化硅气凝胶聚脲组份和传统聚脲组份混合组成，将传统聚脲组份作为A组份，二氧化硅气凝胶聚脲组份作为B组份，A组份与B组份的混合比例为1：1或2:1，

二氧化硅气凝胶聚脲组份由聚脲组份和亲水性二氧化硅粉末组成，聚脲组份由聚醚多元醇和二乙基甲苯二胺组成；

传统聚脲组份由二苯甲烷二异氰酸酯和预聚物组成。

优选的，所述的二氧化硅气凝胶聚脲组份中其物质组成以百分比浓度形式说明为：二苯甲烷二异氰酸酯小于等于75％，二乙基甲苯二胺小于等于25％，亲水性二氧化硅粉末小于等于10％。

优选的，所述的传统聚脲组份中其物质组成以百分比浓度形式说明为：二苯甲烷二异氰酸酯45％～55％和预聚物55％～45％。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种二氧化硅气凝胶聚脲的制备方法，其步骤为：

(1)将聚脲组份加热后，倒入分散仪的容器中进行充分搅拌；

(2)将亲水性二氧化硅粉末分成等量批次依次加入聚脲组份中进行搅拌；

(3)在亲水性二氧化硅粉末和聚脲组份混合搅拌时，保持聚脲组份温度控制在50-60℃；

(4)当亲水性二氧化硅粉末和聚脲组份混合后的体积比在5％-10％之间，同时粘稠度不高于1000mPa.s后，得到B组份；

(5)将B组份与A组份按比例混合后得到二氧化硅气凝胶聚脲。

优选的，步骤(1)中，聚脲组份的加热温度为50-60℃之间，聚脲组份的在分散仪中的搅拌速度为300～500r/min。。