[发明专利]一种聚氨酯与二氧化硅气凝胶复合绝热材料及制备方法

摘要

本发明涉及一种聚氨酯与二氧化硅气凝胶复合绝热材料的制备，首先通过聚氨酯预聚物部分交联得到聚氨酯溶胶，其次将二氧化硅溶胶浸润玻纤毡后形成的凝胶（以下简称玻纤毡硅凝胶）浸入聚氨酯溶胶后使聚氨酯溶胶转化为凝胶，得到玻纤毡硅凝胶与聚氨酯的复合凝胶（以下简称聚氨酯复合硅凝胶），最后采用常压干燥或超临界干燥制得聚氨酯与二氧化硅气凝胶复合绝热材料。该材料在保持二氧化硅气凝胶毡绝热性能的同时，解决了其掉粉的问题，使气凝胶毡的使用过程更加环保安全。

主权项

1.一种二氧化硅与聚氨酯气凝胶复合绝热材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）分别制备聚氨酯溶胶和玻纤毡硅凝胶；其中，制备聚氨酯溶胶的步骤为：a1）将聚醚或聚酯多元醇在真空度不低于0.08MPa和100℃‑110℃之间的温度下脱水；a2）将二异氰酸酯与脱水后的聚醚或聚酯多元醇按照摩尔配比为（1.5‑3.5）：1混合，溶解在有机溶剂中，加入催化剂，在30‑60℃温度下预聚1‑2小时，得到预聚物溶液；a3）在所述预聚物溶液中加入官能度大于等于三的多元醇化合物，预聚体端基的异氰酸基（‑NCO）与醇羟基的摩尔比大于1进行交联形成溶胶；制备玻纤毡硅凝胶的步骤为：b1）将硅源、3‑氨丙基三乙氧基硅烷、干燥控制化学添加剂、水和有机溶剂按质量比（1.5‑4）：（0.05‑1）：（0.5‑3）：1：（6‑15）分别称取；b2）先将硅源、3‑氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和干燥控制化学添加剂进行混合；b3）混合均匀后，再加入水和有机溶剂；b4）滴加酸催化剂开始水解，将pH值调整在1.5‑3之间；b5）水解1‑2小时后再滴加碱催化剂，将pH值调整在7.5‑9之间；b6）浸入玻璃纤维毡，形成玻纤毡复合二氧化硅的凝胶毡；b7）将凝胶毡放入烘箱内于50℃‑60℃温度下老化4‑6小时；b8）使用有机溶剂浸泡进行溶剂置换；2）将所述玻纤毡硅凝胶浸入所述聚氨酯溶胶中，添加催化剂，在40‑60℃下使聚氨酯溶胶转化为凝胶，得到聚氨酯硅凝胶；3）将聚氨酯硅凝胶在常压或者CO₂超临界下干燥，即得到二氧化硅与聚氨酯气凝胶的复合绝热材料。