[发明专利]一种复合阻燃隔热降温材料及其触变型水凝胶

说明书

本发明公开了一种复合阻燃隔热降温材料及其触变型水凝胶，通过将高吸水树脂与易溶于水的金属盐、溶于水的多糖类水溶胶和不溶于水的无机颗粒以及改性剂通过复合工艺制备得到该材料，将该材料与水按照1：80‑250质量比例混合搅拌，静置1‑3分钟即形成水凝胶。该水凝胶热防护性能优异，质地柔韧，黏附性强，无毒无刺激性，绿色环保，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种隔热防护材料，具体涉及一种复合阻燃隔热降温材料及其触变型水凝胶，属于隔热材料技术领域。

背景技术

战场、火场、石油化工、煤炭冶金等诸多领域不可避免地存在潜在的热危险源，表现形式可能是燃烧、爆炸、高温气体、熔融金属液滴、水蒸汽、高温液体飞溅物等等。高吸水树脂具有极强的吸水性和保水性，价格低廉、绿色环保，目前已有若干专利将其应用于水系灭火剂，通过水的大量蒸发降温并隔离氧气与可燃物的灭火机制，灭火效果非常显著，且灭火后实现了现场的迅速降温。

专利201910550565.X提出了一种以水凝胶为基底的防火隔热材料制备方法及应用，是将双网络水凝胶连接到玄武岩膜等阻燃材料之上，分别利用水凝胶的高汽化潜热高比热容特性作为防火层、利用玄武岩膜的低导热率作为隔热层，同时实现防火和隔热。

由于水凝胶的无定形态、对三维物体的粘附性低、缺乏高温结构稳定性，至今尚无水凝胶独立应用于阻燃隔热领域的报道和先例。

发明内容

本发明的目的是提出一种复合阻燃隔热降温材料及其触变型水凝胶。该材料具备优异的阻燃、隔热和降温性能，能够全面阻隔热传导、热对流和热辐射；同时因水凝胶复合体系具有触变性，非常便于广泛推广和应用。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种复合阻燃隔热降温材料，通过将高吸水树脂与易溶于水的金属盐、溶于水的多糖类水溶胶和不溶于水的无机颗粒以及改性剂通过复合工艺制备得到复合阻燃隔热粉末，所述材料，以质量百分数计，包括如下组分：

较佳的，高吸水树脂可以是聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺等，粒径范围3.5-40微米。

较佳的，金属盐可以是焦磷酸钠、硫酸铝、氯化钠和硫酸镁等中的一种或几种复合，粒径范围2.5-15微米。

较佳的，凝结多糖可以是卡拉胶、可得然胶、黄原胶和瓜儿胶等中的一种或几种复合，粒径范围0.05-0.1微米。

较佳的，隔热颗粒可以是凹凸棒、膨润土、硅藻土和玻璃微珠等中的一种或几种复合，粒径范围15-100微米。

较佳的，阻燃颗粒可以是三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺和磷酸三聚氰胺等中的一种或几种复合，粒径范围15-100微米。

较佳的，纳米氧化物可以是二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆和二氧化铝等中的一种或几种复合，粒径范围0.05-0.1微米。

较佳的，改性剂可以是液态表面活性剂如十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等，也可以是硅烷偶联剂如DN630、DN631、HK550、HK560、HK570等。

上述材料的制备方法，包括如下步骤：将上述原料按照配比混合，在高速复合机中以500-800转/分钟运行2-5分钟，然后转为3000-3800转/分钟高速复合15-20分钟，期间控制干粉温度50-60℃，冷却至室温，出料包装即得粉末状的复合阻燃隔热降温材料。

本发明还提供了一种基于上述复合阻燃隔热降温材料的触变型水凝胶，将复合阻燃隔热降温材料与水(可以是纯净水、自来水、天然淡水、淡化海水等)按照1：80-250质量比例混合搅拌，静置1-3分钟即形成水凝胶。