CN101468907A - 一种SiO2纳米复合绝热保温膏及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

一种SiO2纳米复合绝热膏，其特征在于：本发明物的形态是膏状混合物，干燥后为微孔、纳米孔及纤维结构复合物。其成分组成：SiO2纳米气凝胶20－50％；无机闭孔微珠材料0－30％，膨胀珍珠岩7－15％，膨润土0－1％，渗透剂2－6％，粘合剂10－20％，硅酸钙纤维3－6％，硅酸铝镁纤维0－5％，硅酸铝纤维0－5％，水0－40％，阻燃剂0.1－2％，颜料3－7％。其制备设备为真空吸料和搅拌装置。

Description

一种SiO2纳米复合绝热保温膏及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种SiO2纳米复合绝热保温膏及其制备工艺，属于隔热保温和热反射技术领域，适合于各种管道、罐体、设备、建筑内外墙、门窗密封的隔热保温。
背景技术
现有的膏体保温材料，如CN87102864A公布的复合硅酸盐隔热保温材料及其制备方法，CN1105380A公布的复合绝热膏及其制备方法，均采用具有危害性的石棉做骨料。干燥收缩率高，干燥体密度大，导热系数高，保温效果不够理想。
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种不采用石棉这一有害物质，干燥体密度小，干燥收缩率小，导热系数低，内应力小，耐老化性能好，颜色可调，并具有反射太阳光能量的复合膏体材料及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的是这样实现的：一种SiO2纳米复合绝热保温膏及其制备工艺，其特征在于该复合绝热膏是有机无机复合物，干燥后为封闭的纳米孔、微米孔、网状纤维复合物。成分为：SiO2纳米气凝胶20—50％；无机闭孔微珠材料0—30％，膨胀珍珠岩7—15％，膨润土0—1％，渗透剂2—6％，粘合剂10—20％，硅酸钙纤维3—6％，硅酸铝镁纤维0—5％，硅酸铝纤维0—5％，水0-40％，阻燃剂0.1-2％，颜料3-7％。其制备工艺流程为：将渗透剂、粘合剂、阻燃剂和水混合后球磨混合均匀，然后在低速搅拌情况下逐步加入纤维材料，分散20分钟后加入一半量的无机闭孔微珠材料和膨胀珍珠岩，再加入膨润土和颜料，分散均匀后加入一半SiO2纳米气凝胶，均匀后再加入剩余的无机闭孔微珠材料、膨胀珍珠岩及剩余的SiO2纳米气凝胶，静止消泡2小时，即为成品。
所述的SiO2纳米气凝胶常温下导热系数低于0.03w/m.k，密度低于0.1g/cm3。
所述的无机闭孔微珠材料可以是玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠，其常温导热系数低于0.04w/m.k。
所述的粘合剂为氟碳乳液、丙烯酸乳液、有机硅复合乳液，磷酸铝液，水玻璃的一种或几种；渗透剂为磺化琥珀酸脂硫酸钠和超分散剂；阻燃剂可以为氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸酯、聚磷酸铵的一种或几种；颜料为钛白粉、氧化铁红、群青、酞箐蓝等的一种或几种。
所述的超分散剂为上海三正高分子材料有限公司的CH系列产品。
所述的制备工艺所采用的设备为真空吸附装置和搅拌装置，可以避免生产环境中的粉尘飞扬，减少对工人及环境的危害，并可以有效清除膏体中的大气泡，以免在膏体固化后产生大的开口气孔。
本发明采用导热系数极低的SiO2纳米气凝胶作为主体材料，使得绝热膏的保温性能非常优异，导热系数很低，各种纤维材料的添加使得本绝热膏具有很好的强度，同时本发明绝热膏体轻(密度<0.25g/cm3)，工艺简单，不采用石棉等有害物质，不产生粉尘，有利于环保，可广泛应用于各种管道、罐体、设备、建筑内外墙、门窗密封的隔热保温。
具体实施方式
以下通过具体实施案例来进一步说明本说明，但实施案例仅用于说明，并不能限制本发明的范围。
案例1
取氢氧化铝0.5份，丙烯酸乳液0.6份、有机硅复合乳液0.6份，CH—3超分散剂0.2份，球磨后加入4份水中，在搅拌中加入0.6份硅酸钙纤维，0.4份硅酸铝纤维，20分钟后加入1份无机闭孔微珠材料，0.55份膨胀珍珠岩，0.06份膨润土，0.5份钛白粉，充分搅拌均匀后加入3份SiO2纳米气凝胶，继续搅拌均匀之后，添加1份无机闭孔微珠材料，0.55份膨胀珍珠岩，3份SiO2纳米气凝胶。搅拌均匀后，静止消泡2小时，即可获得成品。
经同济大学玻耳固体物理研究所测得，膏体固化后测得密度230千克/m3，导热系数为0.052w/m.k，全反射率为82％。
案例2
取三聚氰胺氰尿酸酯0.5份，氟碳乳液1份，磺化琥珀酸脂硫酸钠0.2份，，球磨后加入3份水中，在搅拌中加入0.6份硅酸钙纤维，0.5份硅酸镁铝纤维，0.4份硅酸铝纤维，20分钟后加入1份膨胀珍珠岩，0.06份膨润土，0.3份钛白粉，0.2份氧化铁红，充分搅拌均匀后加入2份SiO2纳米气凝胶，继续搅拌均匀之后，添加1份膨胀珍珠岩，2份SiO2纳米气凝胶。搅拌均匀后，静止消泡2小时，即可获得成品。
经同济大学玻耳固体物理研究所测得，膏体固化后测得密度180千克/m3，导热系数为0.039w/m.k。
案例3
取聚磷酸铵0.5份，磷酸铝液0.6份、有机硅复合乳液0.6份，CH超分散剂0.2份，球磨后加入4份水中，在搅拌中加入1份硅酸镁铝纤维，0.4份硅酸铝纤维，20分钟后加入1份无机闭孔微珠材料，0.06份膨润土，0.3份钛白粉，0.2份酞箐蓝，充分搅拌均匀后加入1.95份SiO2纳米气凝胶，继续搅拌均匀之后，添加1份无机闭孔微珠材料，1.95份SiO2纳米气凝胶。搅拌均匀后，静止消泡2小时，即可获得成品。
经同济大学玻耳固体物理研究所测得，膏体固化后测得密度240千克/m3，导热系数为0.056w/m.k。

Claims (9)

1、一种SiO2纳米复合绝热膏，其特征在于：本发明物的形态是膏状混合物，干燥后为微孔、纳米孔及纤维结构复合物。其成分组成：SiO2纳米气凝胶20—50％；无机闭孔微珠材料0—30％，膨胀珍珠岩7—15％，膨润土0—1％，渗透剂2—6％，粘合剂10—20％，硅酸钙纤维3—6％，硅酸铝镁纤维0—5％，硅酸铝纤维0—5％，水0-40％，阻燃剂0.1-2％，颜料3-7％。
2、根据权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏，其特征在于：其成分含量的最佳比例为：SiO2纳米气凝胶33％；无机闭孔微珠材料15％，膨胀珍珠岩11％，膨润土0.6％，渗透剂4％，粘合剂12％，硅酸钙纤维6％，硅酸铝镁纤维5％，水8.9％，阻燃剂0.5％，钛白粉4％。
3、根据权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏，其特征在于：粘合剂为氟碳乳液、丙烯酸乳液、有机硅复合乳液，磷酸铝液，水玻璃的一种或几种；渗透剂为磺化琥珀酸脂硫酸钠和超分散剂；阻燃剂可以为氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸酯、聚磷酸铵的一种或几种；颜料为钛白粉、氧化铁红、群青、酞青蓝等的一种或几种。
4、如权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏的制备工艺：将渗透剂、粘合剂、阻燃剂和水混合后球磨，然后在低速搅拌情况下逐步加入纤维材料，分散20分钟后加入一半量的无机闭孔微珠材料和膨胀珍珠岩，再加入膨润土和颜料，分散均匀后加入一半SiO2纳米气凝胶，均匀后再加入剩余的无机闭孔微珠材料、膨胀珍珠岩及剩余的SiO2纳米气凝胶，静止消泡2小时，即为成品。
5、如权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏的制备设备为真空吸料和搅拌装置，可以避免生产环境中的粉尘飞扬，减少对工人及环境的危害，有效清除膏体中的大气泡，以免在膏体固化后产生大的开口气孔。
6、如权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏所用的SiO2气凝胶可以是超临界干燥或常压干燥方法制备，其常温导热系数低于0.03w/m.k。
7、如权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏所用的无机闭孔微珠材料可以是玻璃微珠、陶瓷微珠和漂珠，其常温导热系数低于0.04w/m.k。
8、如权利要求1所述的纳米复合绝热保温膏的常温导热系数低于0.04w/m.k，干燥体密度小于0.25g/cm3，在140℃下可以长期工作，耐老化性能好，白色膏体则具有反射太阳光的作用，其全反射率大于82％。
9、根据权利要求3所述的纳米复合绝热保温膏，其特征在于，所述的超分散剂为上海三正高分子材料有限公司的CH系列产品。
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