[发明专利]一种气凝胶基保温相变涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑用保温材料技术领域，特别涉及一种气凝胶基保温相变涂料的制备方法。

背景技术

随着我国工业化进程的大幅推进，经济的高速发展，城市化程度不断提高，能源问题已经成为制约经济发展的主要因素，节约能源刻不容缓。而节能储能材料的发展，与我国能否实现绿色、节能、可持续发展战略密切相关。随着我国对节约能源与保护环境的不断重视，建筑维护结构的节能储能技术也在日益加强，尤其是外墙保温技术得到长足的发展，已成为我国一项重要的建筑节能技术。

保温相变涂料是实现建筑节能储能的一项重要材料，使用时可涂刷在基体上，施工方便、适用性广。保温相变涂料中的相变组分可以利用材料的相变过程，吸收并将环境的热量存储起来，并在需要时将热量释放出来，可以有效解决解决由时间、空间或强度而引起的热能供给和需求之间不匹配与不均匀的矛盾。相变材料中应用最广泛的是固液相变材料，在其相变过程中存在固态向液态的转变，为了避免相变材料在液相状态下的泄露，需要制备复合相变材料将相变材料定型。因此开发一种稳定性好的定型相变材料，并将其应用于保温相变涂料领域，可以有效防止由于相变材料相变导致的泄露。保温相变涂料应用于外墙外保温系统、可以大大降低建筑的冷热损耗、提高了节能减排的效果。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种保温性能优异、阻燃、防水、防泄漏且使用寿命长的气凝胶基保温相变涂料的制备方法。

技术方案：本发明所述一种新型气凝胶基保温相变涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将硅烷、有机醛类、无水乙醇和盐酸按重量比1：0.2～1：15～30：0.06～0.6混合，在室温下搅拌10～30min混合均匀，将上述溶液密封保存，在20～80℃保温6～36h形成湿凝胶，然后除去湿凝胶中的乙醇/水混合液，加入有机溶剂放在烘箱中20～70℃浸泡10～24h，置换湿凝胶中的水；将上述步骤重复1～4次，然后将浸泡陈化后的凝胶放置于烘箱中，以1～5℃/min的升温速率升温至60～120℃，常压干燥24～120h后即得到改性纳米孔二氧化硅气凝胶；

(2)将可溶性相变芯材溶解于溶剂中，在10～120℃条件下搅拌1～5h，使相变芯材完全溶解，获得相变芯材均相溶液；

(3)将上述制备的改性二氧化硅气凝胶载体在40～200℃条件下抽真空2～10h，将基体的孔道完全打开，得到基体材料；

(4)将步骤(3)中所述基体材料分散于步骤(2)中所述相变芯材均相溶液中，在10～120℃下搅拌2～24h，然后置于干燥箱中，在40～80℃下干燥24～72h，得到改性二氧化硅气凝胶基复合相变材料；

(5)将去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、成膜助剂、颜料按混合均匀，然后加入步骤(4)中所述改性二氧化硅气凝胶基相变复合相变材料、空心玻璃微珠、纤维并混合均匀，然后将成膜乳液、消泡剂加入并混合均匀，搅拌条件下加入增稠剂调节粘度，得到气凝胶基保温相变涂料。

优选地，所述硅烷为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述的有机醛类为对苯二甲醛、4,4^’-联苯二甲醛或2氨基-对苯二甲醛中的一种或几种。

优选地，所述的酸为盐酸、硝酸、甲酸或乙酸中的一种或几种，浓度为0.1mol L^-1～0.5mol L^-1。

优选地，所述的用于除去湿凝胶中的乙醇/水混合液的有机溶剂为无水甲醇、无水乙醇或正己烷中的一种或几种。

优选地，所述相变芯材为多元醇类、硬脂酸类、结晶水合盐类、无机盐类或石蜡类的一种或几种。

为避免引入杂质离子，所述溶剂优选为水或乙醇中的一种或两种。

优选地，所述多元醇类具体包括聚乙二醇、季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基丙烷、2,2-二羟甲基-丙醇或三羟甲基乙烷。

优选地，所述硬脂酸类具体包括硬脂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸癸酸、月桂酸、醋酸或十五烷酸。

优选地，所述结晶水合盐类具体包括十水碳酸钠、十水硫酸钠、十二水磷酸氢钠、六水氯化钙、三水醋酸钠或五水硫代硫酸钠。

优选地，所述无机盐具体包括氯化钠，硝酸钠，碳酸钠，硫酸钠，硝酸钾，硝酸锂，氯化钾，氯化锂，铬酸锂或碳酸锂。