[发明专利]一种气凝胶绝热毡的制备方法

说明书

本发明提供一种气凝胶绝热毡的制备方法，包括以下步骤：S1.将增强纤维加入硅烷偶联剂溶液中，搅拌0.5～2h后取出漂洗，100～120℃下热处理1～5h，冷却至室温后得到预处理增强纤维备用；S2.将不溶不熔的聚二甲基硅烷烘干，然后在氮气保护下加热至400～450℃进行热分解重排反应,得到液态聚碳硅烷备用；S3.将遮光剂与步骤S1得到的预处理增强纤维混匀并放入模具中，将步骤S2得到的液态聚碳硅烷倒入模具中，将乙酰丙酮、乙酰丙酮锆加入液态聚碳硅烷，将模具密封后通入氮气排空，同时预加50KPa压力，升温至聚碳硅烷的超临界点后保温1～2h，高温除碳后取出，冷却至室温后得到气凝胶绝热毡。本发明操作简单，成本较低，且制得的气凝胶绝热毡具有较好的保温性能。

技术领域

本发明涉及一种气凝胶绝热毡的制备方法。

背景技术

气凝胶毡是以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊工艺与玻璃纤维棉或预氧化纤维毡等纤维毡复合而成的柔性保温毡，其特点是导热系数低，具有一定的抗拉及抗压强度，便于保温施工应用，属于保温材料。

目前，气凝胶一般是以正硅酸乙酯或正硅酸甲酯为原料，通过溶胶-凝胶法获得凝胶, 再经过超临界干燥工艺制得。这种方法使用的原料价格昂贵，制备工艺复杂，条件苛刻，能耗比较高，导致二氧化硅气凝胶的制备成本很高，且其制备方法中包括水解和缩聚两部分，使得制备条件的选择以及气凝胶的结构控制相当复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种气凝胶绝热毡的制备方法，其操作简单，成本较低，且制得的气凝胶绝热毡具有较好的保温性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种气凝胶绝热毡的制备方法，包括以下步骤：

S1.将增强纤维加入硅烷偶联剂溶液中，搅拌0.5～2h后取出漂洗，100～120℃下热处理1～5h，冷却至室温后得到预处理增强纤维备用；

S2.将不溶不熔的聚二甲基硅烷烘干，然后在氮气保护下加热至400～450℃进行热分解重排反应, 得到液态聚碳硅烷备用；

S3.将遮光剂与步骤S1得到的预处理增强纤维混匀并放入模具中，将步骤S2得到的液态聚碳硅烷倒入模具中，将乙酰丙酮、乙酰丙酮锆加入液态聚碳硅烷，将模具密封后通入氮气排空，同时预加50KPa压力，升温至聚碳硅烷的超临界点后保温1～2h，高温除碳后取出，冷却至室温后得到气凝胶绝热毡。

进一步地，本发明所述步骤S1中，增强纤维为玄武岩纤维、玻璃纤维或多晶莫来石纤维中的其中一种。

进一步地，本发明所述步骤S1中，硅烷偶联剂溶液中的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的其中一种，

进一步地，本发明所述步骤S1中，硅烷偶联剂溶液中的溶剂为无水乙醇，硅烷偶联剂溶液中硅烷偶联剂与无水乙醇的体积比为1:（500～2000）。

进一步地，本发明所述步骤S3中，遮光剂为粒径为2～5μm的二氧化锆。

进一步地，本发明所述步骤S3中，遮光剂、预处理增强纤维、液态聚碳硅烷、乙酰丙酮、乙酰丙酮锆的质量比为1:15:37.5:（37.5～56.25）:3.75。

进一步地，本发明所述步骤S3中，高温除碳的具体操作为500～600℃下保温12～18h。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明利用含硅聚合物——聚二甲基硅氧烷通过超临界法制备二氧化硅气凝胶，简化了制备工艺，提高二氧化硅气凝胶的制备速度，缩短了制备周期，能有效降低制备成本。

2）本发明使用二氧化锆作为遮光剂，将其掺杂于气凝胶中能起到很好的红外屏蔽作用，进而降低气凝胶绝热毡的热导率，提高气凝胶绝热毡的保温性能。