[发明专利]疏水沉淀二氧化硅复合材料的制备方法

说明书

本发明属于新材料的制备领域，具体涉及一种疏水沉淀二氧化硅复合材料的制备方法。本方法将水性沉淀二氧化硅浆料、硅烷偶联剂、疏水改性剂混合搅拌配成混合浆料，混合浆料与纤维毡复合后干燥得到疏水沉淀二氧化硅复合材料。该方法通过在浆料中加入改性剂的方式实现沉淀二氧化硅的疏水功能化，避免了沉淀二氧化硅产品加入改性剂溶液中对其结构的破坏，而且灵活性更好，环境友好性更好，适合沉淀二氧化硅工业化疏水改性。所制得的疏水沉淀二氧化硅复合材料表观密度为0.08～0.20g/cm³，热导率为0.024～0.032W/(m·K)，水接触角为100～135°。

技术领域

本发明属于新材料的制备领域，具体涉及一种疏水沉淀二氧化硅复合材料的制备方法。

背景技术

氧化硅气凝胶具有低密度、高比表面积、大孔隙率等结构特征，赋予其优异的隔热性能，但氧化硅气凝胶的高成本限制了其大范围应用。

沉淀二氧化硅的成本远低于氧化硅气凝胶，仅有氧化硅气凝胶的百分之五不到，用于隔热材料有利于大面积推广，与氧化硅气凝胶高低搭配使用可减小工程应用成本。沉淀二氧化硅是以水玻璃和无机酸为原料制备的一种纳米二氧化硅材料，一般用于轮胎补强、塑料填料、日化品、饲料、涂料等行业，沉淀二氧化硅作为隔热材料较少提及。

专利201080007741.2报道了包含沉淀二氧化硅的隔热材料及其模制品，其产品成分为沉淀二氧化硅、遮光剂、粘结剂和颗粒隔离填料(蛭石、珍珠岩、粉煤、二氧化硅等)，但未述及疏水沉淀二氧化硅复合材料制品及相关技术方案。

专利201710893609.X和201110178448.9提供了沉淀二氧化硅的疏水改性方法，其主要技术路线为将包含疏水改性剂的溶液与沉淀二氧化硅作用实现沉淀二氧化硅的疏水，是一种后改性方法，该方法对沉淀二氧化硅的结构有破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种疏水沉淀二氧化硅复合材料的制备方法。该方法对沉淀二氧化硅结构无破坏，所述的疏水沉淀二氧化硅复合材料，可用于隔热、隔音或真空绝热板芯材。

本发明的技术方案为：一种疏水沉淀二氧化硅复合材料的制备方法，其特征在于：

将水性沉淀二氧化硅浆料、硅烷偶联剂、疏水改性剂混合搅拌配成混合浆料，然后将混合浆料与纤维毡复合，最后干燥得到疏水沉淀二氧化硅复合材料。

本发明所制得的疏水沉淀二氧化硅复合材料的表观密度为0.08～0.20g/cm³，热导率为0.024～0.032W/(m·K)，水接触角为100～135°。

优选所述的水性沉淀二氧化硅浆料的质量固含量为5～25％。(更优选水性沉淀二氧化硅浆料在喷雾干燥后沉淀二氧化硅粉体的堆积密度0.10～0.15g/cm³，孔容1.5～2.0cm³/g，干基SiO₂含量质量分数92～98％。)

优选所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷或N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。

优选所述的疏水改性剂为甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷或二甲基乙氧基硅烷中的一种。

有混合浆料各组分的体积份为：85～95份沉淀二氧化硅浆料、1～5份硅烷偶联剂、3～10份疏水改性剂。

优选所述的混合搅拌的温度为20～60℃，搅拌时间为5～30分钟。

优选所述的纤维毡为玻璃纤维毡、炭纤维毡、有机高分子纤维毡、预氧丝纤维毡或陶瓷纤维毡中的一种；纤维毡的密度为0.05～0.15g/cm³。

优选所述的混合浆料与纤维毡的复合的方式为浸渍或喷涂中的一种。