[发明专利]一种轻质高强保温泡沫复合材料的制备方法

摘要

本发明提供的轻质高强保温泡沫复合材料的制备方法，是以轻质、高孔隙率、低热导率的气凝胶纳米颗粒为异相成核剂和保温功能粒子添加剂，聚合物PMMA为基体制成的。该方法包括以下的步骤：(1)气凝胶/PMMA复合材料的制备；(2)气凝胶/PMMA泡沫复合材料的制备。本发明所制备的泡沫复合材料，密度为0.35～0.44g/cm³，常温测试条件下其压缩强度为15.19～19.92MPa，弯曲强度为15.53～22.24MPa，热导率为0.052～0.091W/(m·K)，且微观形貌可控，制备工艺简单，易操作，成本较低，可用作保温和结构材料，在建筑节能和航空航天等领域有广泛的应用前景。

主权项

1.一种轻质高强保温泡沫复合材料的制备方法，其特征是以轻质、高孔隙率、低热导率的气凝胶纳米颗粒为异相成核剂和保温功能粒子添加剂，聚合物PMMA为基体，采用包括以下步骤的方法制备出具有多级孔结构的轻质高强保温泡沫复合材料：(1)气凝胶/PMMA复合材料的制备：用有机硅烷对气凝胶进行疏水化改性后，将其研磨粉碎，得到气凝胶颗粒，再将气凝胶颗粒和经干燥的PMMA颗粒混合，得到气凝胶/PMMA混合体系，气凝胶颗粒在混合体系中的含量为0.5wt.％～30wt.％；然后将混合体系倒入密炼机进行熔融混合，得到熔融物；该熔融物经热压成型，得到气凝胶/PMMA复合材料；(2)气凝胶/PMMA泡沫复合材料的制备：将气凝胶/PMMA复合材料放入超临界二氧化碳流体中发泡，使复合材料产生大量微孔，具体的发泡方法是：将所述复合材料放入高压反应釜中，注入CO₂气体，调节釜内压力为10～22MPa，温度为70～110℃，达到超临界状态后保压5～24h后，拧开泄压阀快速泄至常压，泄压速率为10～20MPa/s；然后用冰水混合物快速冷却，得到气凝胶/PMMA泡沫复合材料，其为具有多级孔结构的轻质高强保温泡沫复合材料，该材料体积密度为0.35～0.44g/cm³，在常温测试条件下，其热导率为0.052～0.091W/(m·K)，其压缩强度为15.19～19.92MPa，弯曲强度为15.53～22.24MPa。