[发明专利]一种纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于保冷材料领域，具体是指一种纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法。

背景技术

二氧化硅气凝胶由于具有诸如三维纳米颗粒骨架(骨架颗粒2～5nm)，高比表面积(～1000m2/g)，纳米级孔洞(～20nm)，低密度(0.003～0.15g/cm3)等特殊的微观结构，在热学、光学、电学、声学等方面都表现出独特的性质。其中，在热学方面，气凝胶的纳米多孔结构能够有效抑制固态热传导和气体传热，具有优异的绝热特性，是目前公认热导率最低的固态材料(常温下为0.01～0.03W/(m·K))。

同时，二氧化硅气凝胶还具有较高的使用温度，甚至在900℃高温下仍具有较好的多孔网络结构。因此，与传统绝热材料相比，具有纳米孔的SiO2气凝胶复合绝热材料可以用更轻的质量、更小的体积达到等效的绝热效果。

发明内容

针对深冷行业需要良好的保温材料的问题，本发明提出一种纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法，通过该方法制得的纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡具有使用年限长，防火，导热系数低以及环保的特点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡的制备方法，具体步骤如下：

步骤1，将粘胶纤维丝、玻璃纤维丝按比例混纺，以针刺的方式做成复合针刺毡；

步骤2，将水玻璃、盐酸、水混合反应，搅拌，待混合液的PH值达到3.5～4.5时反应完成；

步骤3，通过原位复合的方式，将步骤2得到的水凝胶均匀的分散在复合针刺毡中，收卷之后，放置，使毡中的胶体完全凝胶；

步骤4，干燥改性之后就得到二氧化硅气凝胶毡；

步骤5，将质量份为1的防火胶和质量份为1.5～2.5的水在室温下混合，搅拌机搅拌均匀，涂于步骤4得到的二氧化硅气凝胶毡的表面，待胶达到75％～85％干燥时，用背胶铝箔/PE复合膜贴附于毡的表面；室温下放置8h-12h之后，即可收卷打包，气凝胶复合保冷毡制备完成。

作为优选，步骤1中所述针刺毡由质量份为6～7的粘胶纤维丝和质量份为3～4的玻璃纤维丝混纺而成。

作为优选，步骤2中所述的混合液由质量份为3.4～4的水玻璃、质量份为1.2的盐酸和质量份为8.3～8.6的水在室温混合而成。

作为优选，步骤3中复合针刺毡收卷后放置于60～70℃的环境下2～4小时使毡中的胶体完全凝胶。

一种由上述方法制得的纳米多孔二氧化硅气凝胶保冷毡。

本发明的有益效果是：

1、按一定比例混纺的针刺毡，综合了粘胶纤维和玻璃纤维的优点，使得复合针刺毡既具备玻璃纤维的耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高的特点，同时兼具粘胶纤维的良好的柔软性和抗压抗拉性能；

2、使用背胶铝箔/PE复合膜贴覆于气凝胶毡的一面、两面或者六面，一方面可以隔绝水汽进入到气凝胶内部，温度过低水汽凝结成冰会破坏气凝胶的结构，导致保温性能下降；另一方面还可以作为处理气凝胶毡防掉粉的一种方式。

总而言之，本发明方法制备的材料具有使用年限长、防火、绝热、环保等特点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

首先将粘胶纤维丝，玻璃纤维丝以质量比为7:3的比例混纺，以针刺的方式做成复合针刺毡。其次将水玻璃、盐酸、水混合反应，搅拌，待混合液的PH值达到4.0时反应完成；水玻璃、盐酸、水的室温质量比例3.4：1.2:8.3。然后通过原位复合的方式，将得到的水凝胶均匀的分散在复合针刺毡中，收卷之后，放置于60℃的环境下4h，使毡中的胶体完全凝胶。干燥改性之后得到二氧化硅气凝胶毡。最后将防火胶和水以1:1.5的比例混合，搅拌机搅拌均匀，涂于二氧化硅气凝胶毡的表面，待胶达到75％干燥时(用手按压后，抬起手可以形成胶丝)，用背胶铝箔/PE复合膜贴附于毡的表面。室温下放置8h之后，即可收卷打包，气凝胶复合保冷毡制备完成。

实施例2：