[发明专利]一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺，具体涉及气凝胶复合膜制备技术领域，包括二氧化硅气凝胶层和两个TPU无基材高温热熔胶，两个所述TPU无基材高温热熔胶分别设在二氧化硅气凝胶层的顶部和底部，所述二氧化硅气凝胶层由无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆发泡定型制成。本发明通过热压温度机与压延机使表面粉体更加紧固，在使用热压温度机与压延机使脱落粉体的二氧化硅气凝胶保温隔热材与耐高温TPU无基材高温热熔胶复合加工成不脱落粉体复合材料，已达到材料表面没有任何粉体溢出、脱落的目的，并在不同的发泡温度条件下加入改性氧化炭黑、碳化硅和氧化锆的混合粉末能够有效的提高复合材料的遮光性，进而能够提高本发明在高温条件下的隔热性能。

技术领域

本发明涉及气凝胶复合膜制备技术领域，具体涉及一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺。

背景技术

二氧化硅气凝胶是一种由纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，孔隙中充满空气介质的高分散轻质多孔非晶态材料。二氧化硅气凝胶具有高比表面积、高孔隙率、高热绝缘性、低密度、超低介电常数以及低折射系数等优异性能，且性能可随着对结构的控制而具有连续可调性。二氧化硅气凝胶在热绝缘、催化、节能环保、石油化工、药物释放、航空航天等领域具有广阔的应用前景，已作为隔热保温材料、催化剂及载体、声阻抗耦合材料、Cherenkov探测器等材料得到应用。将二氧化硅气凝胶做成薄膜，能够使其广泛应用于电子烟、电子烟雾化器、空调电子、衣服、手机、平板电脑、电子保温瓶以及车载电子产品等物品的保温隔热方面。但是，由于二氧化硅的气凝胶材料的弱应变性以及强度较低等缺点，导致了制备的二氧化硅气凝胶薄膜的机械性能较差，从而容易限制其使用范围。为了提高二氧化硅气凝胶薄膜的机械强度，会在气凝胶制备的过程中在发泡材料中添加聚氨酯，由于聚氨酯时热固性聚合物，所以能够有效的增强二氧化硅发泡制得的气凝胶薄膜的机械强度。

现有技术中的二氧化硅气凝胶薄膜在制备的过程中在剖片的过程中其表面容易出现粉体脱落的现象，脱落的粉体会在人们使用的过程中粘附在人们的手上，而且脱落的粉体也会影响该薄膜与其它物品之间的粘接，此外，虽然气凝胶薄膜具有一定的保温隔热性能，然而人们为了提高其隔热性能会在发泡的过程中添加炭黑作为遮光剂，由于炭黑在高温条件下容易氧化，所以当薄膜的使用温度较高时，炭黑将会发生氧化而无法继续发挥其遮光的作用，从而难以提高二氧化硅薄膜的隔热性能。

发明内容

为此，本发明提供一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺，通过热压温度机与压延机使表面粉体更加紧固，在使用热压温度机与压延机使脱落粉体的二氧化硅气凝胶保温隔热材与耐高温TPU无基材高温热熔胶复合加工成不脱落粉体复合材料，已达到材料表面没有任何粉体溢出、脱落的目的，并在不同的发泡温度条件下加入改性氧化炭黑、碳化硅和氧化锆的混合粉末能够有效的提高复合材料的遮光性，进而能够提高本发明在高温条件下的隔热性能，以解决现有技术中由于气凝胶膜表面脱粉以及炭黑在高温条件下不稳定导致的影响气凝胶膜使用、粘贴以及隔热性能的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜，包括二氧化硅气凝胶层和两个TPU无基材高温热熔胶，两个所述TPU无基材高温热熔胶分别设在二氧化硅气凝胶层的顶部和底部，所述二氧化硅气凝胶层由无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆发泡定型制成，其中，所述无定形二氧化硅重量占比80%，所述聚氨酯重量占比5%，所述氧化改性炭黑重量占比5%，所述碳化硅重量占比5%，所述氧化锆重量占比5%。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶层和两个TPU无基材高温热熔胶通过平板热压机热压固定在一起，且热压后的总厚度为0.5-5mm，所述TPU无基材高温热熔胶的熔点温度为125℃- 160℃。

进一步地，所述二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜的颜色为白色，热传导率为0.014~0.018W/m·K，长期使用温度为-30~280℃，耐温范围为-40~300℃，密度为100kg/m³，体积电阻率大于等于1.0x1013Ω·cm，介电常数大于等于5.5KHz。