CN114538824B - 一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆。本申请首先公开了一种气凝胶隔热毡的制备方法，包括以下工艺步骤：S1、配置气凝胶浆料，气凝胶浆料主要包括气凝胶颗粒和胶粘剂；S2、浸渍，取玻璃纤维毡放入步骤S1中配置得到的气凝胶浆料中，并进行超声处理，得到浸渍毡体；S3、干燥，将步骤S2中得到的浸渍毡体进行烘干，得到凝胶化毡体；S4、喷涂保护层，取步骤S3中得到的凝胶化毡体，在凝胶化毡体的两侧喷涂保护胶液，烘干后得到气凝胶隔热毡。本申请进一步公开了一种气凝胶阻燃隔热电缆，包括上述制备方法制得的气凝胶隔热毡。本申请的气凝胶隔热毡具有隔热效果好、不易掉粉且成本低、易于放大生产的效果。

Description

一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆

技术领域

本申请涉及特种电缆的领域，尤其是涉及一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆。

背景技术

电线电缆应用广泛，与人们的工作、生活密不可分，但是目前常见的电线电缆的外部绝缘材料、护套材料等均为易燃的高分子材料。因为种种原因发生火灾时，易燃的高分子材料不但会进一步成为燃烧点，还会释放大量有毒有害气体。

基于上述问题，很多电缆生产厂家都推出了阻燃电缆，阻燃电缆是指在规定的测试条件下，受试电缆在撤去火源后，火焰的蔓延情况在限定范围内，残焰的熄灭时间在限定时间内。因此，即使电线电缆发生火灾也能够控制燃烧面积，大大降低火灾蔓延的可能性。

二氧化硅气凝胶的热导率极低、熔点温度极高，且二氧化硅气凝胶隔热、绝缘，是提高电缆隔热阻燃性能的良好材料，十分适合作为阻燃电缆的隔热耐火功能层。但是二氧化硅气凝胶的结构特性也决定了其次级粒子之间的作用力较弱，从而导致二氧化硅气凝胶的强度低、韧性差，此外，二氧化硅气凝胶价格高昂，也很大程度限定了二氧化硅气凝胶的推广使用。

为了降低成本和提高气凝胶的力学性能，目前常见的做法是将气凝胶与玻璃纤维复合成为毡状制品，其不但保留了气凝胶导热系数低的特点，还具备韧性强和抗拉强度高等特点，这也是为什么目前气凝胶毡类产品是目前商业化最成功的气凝胶产品的重要原因。

但是在将气凝胶毡引入到电缆生产中时，由于需要将气凝胶毡卷包到缆芯上，还需要进一步在气凝胶毡外侧设置阻燃功能层，多道生产工序导致了生产过程中气凝胶毡的掉粉现象较为严重。气凝胶毡掉粉后不但影响生产环境和电缆的隔热性能，还会影响气凝胶毡与电缆各功能层之间的连接强度。因此，如何降低气凝胶毡掉粉的现象是目前的研究热点之一。

发明内容

为了改善目前气凝胶毡在电缆生产过程中容易出现掉粉现象的缺陷，本申请提供一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆。

本申请提供的一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种气凝胶隔热毡的制备方法，采用如下的技术方案：

一种气凝胶隔热毡的制备方法，包括以下工艺步骤：

S1、配置气凝胶浆料，所述气凝胶浆料主要包括气凝胶颗粒和胶粘剂；

S2、浸渍，取玻璃纤维毡放入所述步骤S1中配置得到的气凝胶浆料中，并进行超声处理，得到浸渍毡体；

S3、干燥，将步骤S2中得到的浸渍毡体进行烘干，得到凝胶化毡体；

S4、喷涂保护层，取所述步骤S3中得到的凝胶化毡体，在所述凝胶化毡体的两侧喷涂保护胶液，烘干后得到气凝胶隔热毡。

通过采用上述技术方案，目前最常见的气凝胶隔热毡的制备方法是配置硅溶胶后，将玻璃纤维毡放入配置好的硅溶胶中，随后调节体系的pH值进行凝胶化处理，使湿凝胶沉积到玻璃纤维毡上，再通过老化、溶剂交换和干燥(甚至超临界处理)等步骤，获得气凝胶隔热毡。

上述方法虽然能够获得隔热效果良好的气凝胶隔热毡，但是工艺复杂，不易放大生产，气凝胶隔热毡上的气凝胶在外力下，十分容易掉落(气凝胶与玻璃纤维毡之间的附着力较强，但是气凝胶与气凝胶之间的相互作用力很小，极易损坏)，而气凝胶的价格昂贵，大量掉落的气凝胶不但使气凝胶隔热毡的隔热性能下降，还造成极大的浪费。

本申请通过对气凝胶隔热毡的制备工艺进行改良，以气凝胶颗粒配合玻璃纤维毡作为主要隔热成分，通过胶粘剂将气凝胶颗粒粘附到玻璃纤维毡上，并进一步在玻璃纤维毡上涂覆一层保护胶液，能够获得隔热效果好、不易掉粉且成本低、易于放大生产的气凝胶隔热毡。

可选的，所述保护胶液主要包括水性胶和水，所述水性胶为水性丙烯酸胶水、水性聚氨酯胶水、水性丙烯酸酯胶水或水性环氧树脂胶水中的至少一种。

通过采用上述技术方案，相较于溶剂型胶水，以水性胶作为保护胶液的主体成分，能够大大降低生产过程中VOCs的排放，降低对环境的污染。

可选的，所述气凝胶浆料包括以下质量百分比的组分：

通过采用上述技术方案，胶粘剂的使用量需要严格控制，这是由于，胶粘剂的隔热效果相较于气凝胶颗粒和玻璃纤维毡较差，胶粘剂只需将气凝胶颗粒与玻璃纤维毡的接触点粘接即可(只要能覆盖气凝胶颗粒表面并起到粘接作用，胶粘剂的用量越少越好)。胶粘剂过量容易导致最终制得的气凝胶隔热毡隔热性下降，胶粘剂过少容易导致最终制得的气凝胶隔热毡上气凝胶颗粒含量过少且容易掉落。

气凝胶浆料中增稠剂的用量同样需要严格控制，若气凝胶浆料的粘度过小，气凝胶浆料不易挂糊，且各组分容易进入到气凝胶的孔隙内，破坏气凝胶的孔隙结构，从而导致气凝胶的隔热性能下降；若气凝胶浆料的粘度过大，气凝胶浆料不易进入玻璃纤维毡内，制成的隔热毡气凝胶含量过低，隔热性较差。

可选的，所述气凝胶浆料中，气凝胶颗粒和胶粘剂的质量比为2：(1-1.1)。

通过采用上述技术方案，当气凝胶浆料中气凝胶颗粒和胶粘剂的质量比为2：(1-1.1)时，最终制得的气凝胶隔热毡在隔热性和掉粉率之间取得更好的平衡。这可能是由于，烘干后的胶粘剂能够以较薄且较为均匀的方式覆盖气凝胶颗粒的表面，从而将气凝胶颗粒与玻璃纤维毡更好的粘接，降低掉粉率；在保证粘接性能的基础上，尽量降低胶粘剂的用量，有利于提高气凝胶隔热毡的隔热性能。

可选的，所述气凝胶颗粒使用前经过疏水处理，包括以下工艺步骤：

A1、改性，将气凝胶颗粒放入疏水处理液中进行疏水处理，气凝胶颗粒和疏水处理液的体积比为1：(1.5-2)，过滤后得到湿品；

A2、干燥，将所述步骤A1中得到的湿品烘干，即完成气凝胶颗粒的疏水处理。

通过采用上述技术方案，二氧化硅气凝胶在生产过程中(如硅源水解)引入大量硅羟基并且不能完全交联，残留的硅羟基使得二氧化硅气凝胶具有一定的亲水性。由于亲水性的二氧化硅气凝胶易从环境吸收水分，破坏二氧化硅气凝胶的孔隙结构，而疏水处理能够大大降低气凝胶表面的羟基含量，从而降低气凝胶吸水后隔热性能下降的可能性。若对二氧化硅气凝胶进行疏水处理，则会得到疏水性二氧化硅气凝胶，但是疏水性二氧化硅气凝胶的价格相较于亲水性二氧化硅气凝胶的价格更高，处于成本考虑，采购亲水性二氧化硅气凝胶，并对亲水性二氧化硅气凝胶进行简单的疏水处理，以达到性能和成本的平衡。

发明人还发现，对气凝胶颗粒进行疏水处理不但能够显著降低气凝胶颗粒的吸水率，还能够提高最终制得的气凝胶隔热垫的隔热性能。这可能是由于，亲水性的气凝胶颗粒在配置为气凝胶浆料后，气凝胶表面容易吸附水性的胶水和溶剂等，难以避免这些成分等对其孔隙结构的破坏。对气凝胶颗粒进行疏水处理后，表面疏水的气凝胶颗粒配置为水性体系的气凝胶浆料后，气凝胶颗粒的孔隙结构受到的破坏大大降低，气凝胶颗粒的隔热效果更好，即使同样的气凝胶浆料配方，也能获得更好的隔热效果。

可选的，所述疏水处理液由疏水剂和乙醇按照质量比(15-25)：(75-85)复配得到；所述疏水剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷和氟硅烷中的至少一种。

通过采用上述技术方案，三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷和氟硅烷均是较为常用的气凝胶疏水处理剂，能够很好的将气凝胶表面的羟基取代为疏水的基团。

可选的，所述胶粘剂选用801胶水。

通过采用上述技术方案，801胶水是107胶水的改良产品，其主要成分是尿素氨基化后的聚乙烯醇缩甲醛，是以水为介质的溶液或乳液形成的胶黏剂。聚乙烯醇缩甲醛胶水的价格低、使用方便，更重要的是，聚乙烯醇缩甲醛具有不起燃的效果，因而十分适合用于阻燃隔热产品中。虽然聚乙烯醇缩甲醛的甲醛含量较高(即使801胶水进行工艺改良后利用尿素对游离甲醛进行处理，甲醛含量仍然较高)，并不适合直接作为室内装修的胶粘剂，但是在特定的如电缆等应用领域中，气凝胶隔热毡外往往还会设置功能性层，能够对甲醛起到隔绝作用，即使仍有残留的游离甲醛也几乎不会释放到环境中，因此，几乎不会对环境造成影响。

可选的，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、壳聚糖、羧甲基纤维素钠中至少一种；和/或，所述表面活性剂为吐温-80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种。

通过采用上述技术方案，不论气凝胶颗粒是否经过疏水处理，添加表面活性剂均能够提高气凝胶颗粒的分散效果，且添加表面活性剂能够提高气凝胶浆料在玻璃纤维毡的渗透效果，提高最终制得的气凝胶隔热毡中气凝胶颗粒的含量。

此外，发明人在做对照实验时意外发现，当增稠剂为聚丙烯酰胺且疏水剂为三甲基氯硅烷时，气凝胶颗粒的掉落率特别低(仅增稠剂为聚丙烯酰胺或仅疏水剂为三甲基氯硅烷均无此效果)，这说明增稠剂聚丙烯酰胺和疏水剂三甲基氯硅烷对于降低气凝胶颗粒的掉落率存在一定协同效果。这可能是由于，三甲基氯硅烷容易释放出游离盐酸，而聚丙烯酰胺与聚乙烯醇缩甲醛(801胶水)在盐酸的催化下会发生反应，即增稠剂聚丙烯胺酰胺能够对801胶水进行改性，提高801胶水的性能，从而降低气凝胶颗粒的掉落率。

发明人还发现，相较于选用羧甲基纤维素钠作为增稠剂，以壳聚糖作为增稠剂时，气凝胶颗粒的掉落率也有明显的降低，并且显然超出了两种增稠剂的增稠效果差异所带来的范围。这可能是由于，本申请特定选用了含有较多甲醛但是阻燃性较好的801胶水，801胶水中的甲醛释放后能够促进并参与壳聚糖的交联，从而降低气凝胶颗粒的掉落率。

可选的，所述保护胶液包括以下质量百分比的组分：

水性胶 40-50％；

粘度调节剂 1-1.5％；

水 余量；

所述粘度调节剂为聚丙烯酰胺、壳聚糖、羧甲基纤维素钠中至少一种。

通过采用上述技术方案，同样的，粘度调节剂的添加量需要严格控制，这是由于，若保护胶液的粘度过低，保护胶液不易挂浆；若保护胶液的粘度过高，不利于喷涂作业。

发明人在做对照实验时发现，与聚丙烯酰胺作为增稠剂时气凝胶颗粒的防掉落效果最好不同，粘度调节剂选用壳聚糖时，气凝胶颗粒的掉落率最低，粘度调节剂选用聚丙烯酰胺时次之。这可能是由于，气凝胶浆料中疏水处理后的气凝胶颗粒大面积与增稠剂接触，此时，疏水剂三甲基氯硅烷产生的游离盐酸对于801胶水和聚丙烯酰胺反应的促进作用更明显。而在保护胶液中，气凝胶颗粒与粘度调节剂的接触面积较小，因此，疏水剂释放的游离盐酸对于801胶水和聚丙烯酰胺反应的促进作用不明显，但是801胶水释放的游离甲醛富集到保护胶液附近，此时，甲醛对于壳聚糖的促进交联作用更明显。因此，在气凝胶浆料中，聚丙烯酰胺对于气凝胶颗粒的掉落率影响更大，而在保护胶液中，壳聚糖对于气凝胶颗粒的掉落率影响更大。

可选的，所述粘度调节剂为聚丙烯酰胺和壳聚糖按照质量比为(2-3)：(7-8)的混合物。

通过采用上述技术方案，发明人发现，聚丙烯酰胺和壳聚糖的复配使用具有协同作用，能够进一步降低气凝胶颗粒的掉落率。可能是由于，壳聚糖在801胶水释放的甲醛的作用下发生交联从而提高保护胶液自身的性能；聚丙烯酰胺在疏水剂三甲基氯硅烷释放的盐酸的催化下，与801胶水发生反应，从而将保护胶液形成的保护层与801胶水联结为一体。

第二方面，本申请提供一种气凝胶阻燃隔热电缆，采用如下的技术方案：

一种气凝胶阻燃隔热电缆，包括上述的制备方法制备得到的气凝胶隔热毡。

通过采用上述技术方案，以上述制备方法制备得到的气凝胶隔热毡在运输、电缆生产过程中不易掉粉，气凝胶隔热毡的隔热性能保留率高，能够以更低的成本达到近似甚至更好的隔热效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对气凝胶隔热毡的制备工艺进行改良，能够大大降低气凝胶隔热毡的掉粉现象，因此能够以更低的成本得到隔热效果近似甚至更好的气凝胶隔热毡；

2.通过对气凝胶浆料的组成和配比进行严格的限定，能够在隔热率和掉粉率之间获得更好的平衡，从而以更低的生产成本获得隔热效果更好的气凝胶隔热毡；

3.通过对气凝胶颗粒进行疏水处理，不但能够降低气凝胶颗粒的吸水率，从而提高气凝胶颗粒的性能稳定性，还能够提高最终制得的气凝胶隔热毡的隔热效果；

4.发明人发现，选用特定的胶粘剂、特定的疏水处理剂和特定的增稠剂时，气凝胶颗粒的掉落率特别低，这说明上述三种组分之间能够协同降低气凝胶颗粒的掉落率；

5.通过对保护胶液组成和配比的限定，特别是对增稠剂的种类和用量的限定，能够进一步降低气凝胶颗粒的掉落率。

附图说明

图1是本申请各实施例中气凝胶阻燃隔热电缆的剖视图。

附图标记说明：1、缆芯；11、金属导体；12、绝缘层；13、云母带；14、铜屏蔽层；2、隔热层；3、阻燃层；4、护套。

具体实施方式

以下结合附图1、实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种气凝胶隔热毡的制备方法和气凝胶阻燃隔热电缆。

实施例1

本实施例首先公开了一种气凝胶隔热毡的制备方法，包括以下工艺步骤：

S1、配置气凝胶浆料，将50g表面活性剂十二烷基苯磺酸钠溶解于685g水中，于300r/min的速度搅拌5min，随后将200g气凝胶颗粒(购自廊坊陶戈纳米材料有限公司，常温导热系数约为0.0200W/mk，亲水性规格)加入，添加过程中保持搅拌，搅拌速度为500r/min，添加完成后以800r/min的速度搅拌30min，随后依次将胶粘剂(801胶水，购自怀化市天鼎防水涂料有限公司)和增稠剂(羧甲基纤维素钠，市售)加入，以300r/min的速度搅拌30min，即得到气凝胶浆料。

S2、浸渍，取玻璃纤维毡(购自陕西华特玻纤材料集团有限公司，工业用)放入步骤S1得到的气凝胶浆料中，先浸渍15min，再以100W的功率超声处理10min，取出常温静置约30min，至无气凝胶浆料滴落，得到浸渍毡体。

S3、干燥，将步骤S2中得到的浸渍毡体放入烘箱，在60℃的温度下烘干36h，取出静置至室温，得到凝胶化毡体。

S4、喷涂保护层，取步骤S3中得到的凝胶化毡体，在凝胶化毡体的两侧均喷涂保护胶液，保护胶液由水性聚氨酯胶水、羧甲基纤维素钠和水按照质量比40：1.5：58.5复配得到，保护胶液的喷涂量为80g/m²，水性聚氨酯胶水为陶氏Dow SYNTEGRA YS-3000型号的水性聚氨酯乳液。喷涂结束后在100℃的温度下干燥2h，得到气凝胶隔热毡。

本申请进一步公开了气凝胶阻燃隔热电缆，参照图1，气凝胶阻燃隔热电缆包括缆芯1和从内向外依次包覆于缆芯1的隔热层2、阻燃层3和护套4。

缆芯1包括多股铜线搅合而成的金属导体11、包覆于金属导体11外的绝缘层12、包覆于绝缘层12外的云母带13以及包覆于云母带13外的铜屏蔽层14。实施例2-5

实施例2-5与实施例1的不同之处在于，气凝胶浆料中各组分的组成不同，且记为下表：

实施例6

实施例6与实施例5的不同之处在于，以等质量的壳聚糖代替羧甲基纤维素作为增稠剂。

实施例7

实施例7与实施例5的不同之处在于，以等质量的聚丙烯酰胺代替羧甲基纤维素作为增稠剂。

实施例8

实施例8与实施例5的不同之处在于，气凝胶颗粒使用前经过疏水处理，具体包括以下工艺步骤：

A1、改性，将气凝胶颗粒加入到疏水处理液中，添加过程保持搅拌，搅拌速度为300r/min，气凝胶颗粒与疏水处理液的体积比为1：2。添加完成后覆盖一层滤网，将气凝胶颗粒压入疏水处理液中，浸渍30min后以100W的功率超声10min，超声处理后继续浸渍24h，随后将气凝胶颗粒滤出，得到湿品。

A2、干燥，将步骤A1中得到的湿品放入烘箱中，在60℃的温度下烘干24h，取出冷却至室温，即完成气凝胶颗粒的疏水处理。

其中，步骤A1中的疏水处理液为20wt％的三甲基氯硅烷乙醇溶液。

实施例9

实施例9与实施例6的不同之处在于，气凝胶颗粒使用前经过疏水处理，疏水处理工艺与实施例8相同，不赘述。

实施例10

实施例10与实施例7的不同之处在于，气凝胶颗粒使用前经过疏水处理，疏水处理工艺与实施例8相同，不赘述。

实施例11

实施例11与实施例10的不同之处在于，以等质量的六甲基二硅氮烷代替三甲基氯硅烷作为疏水剂。

实施例12-13

实施例12-13与实施例10的不同之处在于，保护胶液中各组分的质量比不同，且记为下表：

实施例14

实施例14与实施例13的不同之处在于，以等质量的聚丙烯酰胺替换羧甲基纤维素钠作为粘度调节剂。

实施例15

实施例15与实施例13的不同之处在于，以等质量的壳聚糖替换羧甲基纤维素钠作为粘度调节剂。

实施例16

实施例16与实施例13的不同之处在于，粘度调节剂为聚丙烯酰胺和壳聚糖按照质量比2：8的复配物。

实施例17

实施例17与实施例13的不同之处在于，粘度调节剂为聚丙烯酰胺和壳聚糖按照质量比3：7的复配物。

对比例

对比例1

本申请对比例公开了一种气凝胶隔热毡的制备方法，具体包括以下工艺步骤：

一、溶胶配置，将水玻璃和水按照摩尔比1：40混合均匀，得到混合液。

二、溶胶凝胶，在混合液中加入盐酸对混合液的pH值进行调节，直到混合液的pH值达到5，迅速将玻璃纤维毡加入，并以100W的功率超声10min，超声结束后再浸渍15min，使湿凝胶沉积到玻璃纤维毡上，得到凝胶纤维毡。

三、溶剂交换，将凝胶纤维毡放入45℃的水浴中，先以乙醇交换两次，再以正己烷交换两次，得到交换纤维毡。

四、疏水改性，用20wt％的三甲基氯硅烷乙醇溶液进行改性，改性时间24h，得到疏水纤维毡。

五、干燥，将疏水纤维毡用水洗涤2次后，在120℃的温度下干燥12h，得到气凝胶隔热毡。

对比例2

对比例2为空白对照样，即并未对玻璃纤维毡做任何处理。

性能检测和检测数据

测试方法①、气凝胶隔热毡的初始隔热性能

取各实施例和对比例中制得的气凝胶隔热毡，裁切为4cm×4cm的试样，采用西安夏溪电子科技导热系数仪(TC3000E)，测试电流0.08A，测试试样的导热系数，即为初始导热系数W1。初始导热系数越小，说明制备得到的气凝胶隔热毡的隔热性能越好。

测试方法②、气凝胶隔热毡的掉粉率

由于气凝胶的密度极低，且每一块试样的气凝胶颗粒含量有所区别，直接测试气凝胶隔热毡的掉粉率较为困难，因此发明人设计了以下测试方案：

以测试方法①中经过初始隔热性能测试后的试样为测试方法②的试样。将试样横向折叠20次(正反各10次)，竖向折叠20次(正反各10次)，两条折痕垂直交叉，且交点为试样的中心点，即两条折痕将试样均分为四个2cm×2cm的方块。折叠完成后，将试样放到超声波振动筛中筛选30min，将掉落的气凝胶颗粒筛除，模拟气凝胶隔热毡在运输、退卷、卷绕到电缆上等操作。筛除完成后，以测试方法①中的方法再次对试样的导热系数进行测量，即为最终导热系数W2。计算导热系数的增长率，计算公式为：增长率＝(W2-W1)/W1×100％。

导热系数的增长率越大，说明气凝胶隔热毡的气凝胶颗粒被破坏/掉落的越多，说明气凝胶隔热毡的掉粉率越高。

测试结果记为下表：

结论

通过比较实施例1以及对比例1-2的方案和数据，不难看出，不论是目前常见的溶胶凝胶法直接在玻璃纤维毡上沉积气凝胶制备气凝胶隔热毡，还是以本申请中的方法制得的气凝胶隔热毡，相较于未经处理的玻璃纤维毡，其隔热性能都有十分明显的提高。进一步的，与目前常见的采用溶胶凝胶法直接在玻璃纤维毡上沉积气凝胶相比，以本申请中的方法制备得到的气凝胶隔热毡虽然初始隔热性能有所下降，但是本申请制得的气凝胶隔热毡的掉粉率显然更低，因此，最终导热系数差异并没有特别大的差异。且本申请的技术方案工艺简单，易于放大生产；以胶粘剂等替换部分气凝胶颗粒，成本也更低。

通过比较实施例1-5的方案和数据，不难看出，实施例1中虽然气凝胶颗粒和胶粘剂的质量比为2：1，但是气凝胶浆料中气凝胶颗粒的比例过低，最终制得的气凝胶隔热毡隔热性能比较一般。而实施例2中胶粘剂过量，虽然能显著降低掉粉率，但是气凝胶隔热毡的隔热性能也有明显的下降。实施例3中随着气凝胶浆料中气凝胶颗粒比例的提高，能够一定程度提高气凝胶隔热毡的隔热性能。实施例4的气凝胶浆料中胶粘剂过少，而气凝胶颗粒较多，因此，气凝胶隔热毡的初始隔热性能较好，但是掉粉率较高。实施例5中以更低的气凝胶颗粒比例、更合理的配比(气凝胶颗粒和胶粘剂比例约为2：1.1)，能够获得初始隔热性能好、掉粉率低的气凝胶隔热毡。

通过比较实施例5-7的方案和数据，不难看出，在未对气凝胶颗粒进行疏水处理的基础上，三种增稠剂对于气凝胶隔热毡的初始隔热性能影响很小。对于气凝胶隔热毡的掉粉率，三种增稠剂的性能排序为，壳聚糖＞聚丙烯酰胺＞羧甲基纤维素钠。这可能是由于，801胶水中残留的游离甲醛能够促进壳聚糖交联，提高气凝胶浆料固化后的性能，从而降低气凝胶隔热毡的掉粉率。

通过比较实施例5和实施例8的方案和数据，不难看出，在增稠剂为羧甲基纤维素钠的基础上，对气凝胶颗粒进行简单的疏水处理，能够显著提高最终制得的气凝胶隔热毡的初始隔热性能，而对气凝胶隔热毡的掉粉率影响较小。

通过比较实施例6和实施例9的方案和数据，不难看出，在增稠剂为壳聚糖的基础上，对气凝胶颗粒进行简单的疏水处理，能够显著提高最终制得的气凝胶隔热毡的初始隔热性能，而对气凝胶隔热毡的掉粉率影响较小。

通过比较实施例7和实施例10的方案和数据，不难看出，在增稠剂为聚丙烯酰胺的基础上，对气凝胶颗粒进行简单的疏水处理，不但能够显著提高最终制得的气凝胶隔热毡的初始隔热性能，并且能够显著降低气凝胶隔热毡的掉粉率。这可能是由于，疏水剂三甲基氯硅烷释放的盐酸能够催化增稠剂聚丙烯酰胺和801胶水发生反应，从而提高气凝胶浆料固化后的性能，从而降低气凝胶隔热毡的掉粉率。

也就是说，综合对比实施例8-10，在对气凝胶颗粒进行疏水处理的基础上，三种增稠剂对于气凝胶隔热垫的初始隔热效果影响并不大，但是对于气凝胶隔热垫的掉粉率影响排序，聚丙烯酰胺＞壳聚糖＞羧甲基纤维素钠。

通过比较实施例10和实施例11的方案和数据，不难看出，若以六甲基二硅氮烷作为疏水剂，即使对气凝胶颗粒进行疏水处理，也仅能使气凝胶隔热毡的初始隔热性能有所提升，气凝胶隔热毡掉粉率并无明显变化。这说明，只有当疏水剂选用特定的三甲基氯硅烷时，才能够降低气凝胶隔热垫的掉粉率。

通过比较实施例13-15的方案和数据，不难看出，在保护胶液中，三种粘度调节剂对于气凝胶隔热垫的初始隔热性能几乎没有影响，但是对于气凝胶隔热垫掉粉率的影响作用排序，壳聚糖＞聚丙烯酰胺＞羧甲基纤维素钠。

通过进一步比较实施例15-17的方案和数据，不难看出，当聚丙烯酰胺和壳聚糖两者复配作为保护胶液的粘度调节剂时，制得的气凝胶隔热垫掉粉率进一步下降，这说明聚丙烯酰胺和壳聚糖具有协同降低气凝胶隔热垫掉粉率的作用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种气凝胶隔热毡的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：

S1、配置气凝胶浆料，所述气凝胶浆料包括气凝胶颗粒和胶粘剂；

S2、浸渍，取玻璃纤维毡放入所述步骤 S1 中配置得到的气凝胶浆料中，并进行超声处理，得到浸渍毡体；

S3、干燥，将步骤 S2 中得到的浸渍毡体进行烘干，得到凝胶化毡体；

S4、喷涂保护层，取所述步骤 S3 中得到的凝胶化毡体，在所述凝胶化毡体的两侧喷涂保护胶液，烘干后得到气凝胶隔热毡；

所述气凝胶浆料包括以下质量百分比的组分：

气凝胶颗粒 20-25%；

801胶水 10-15%；

聚丙烯酰胺 1-2%；

表面活性剂 0.5-1%；

水 余量；

所述气凝胶颗粒使用前经过疏水处理，包括以下工艺步骤：

A1、改性，将气凝胶颗粒放入疏水处理液中进行疏水处理，气凝胶颗粒和疏水处理液的体积比为1：(1.5-2)，过滤后得到湿品；

A2、干燥，将所述步骤 A1 中得到的湿品烘干，即完成气凝胶颗粒的疏水处理；

所述疏水处理液由三甲基氯硅烷和乙醇按照质量比(15-25)：(75-85) 复配得到。

2.根据权利要求 1所述的一种气凝胶隔热毡的制备方法，其特征在于：所述气凝胶浆料中，气凝胶颗粒和胶粘剂的质量比为2：(1-1.1) 。

3.根据权利要求1 所述的一种气凝胶隔热毡的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为吐温-80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求 1 所述的一种气凝胶隔热毡的制备方法，其特征在于：所述保护胶液包括以下质量百分比的组分：

水性胶 40-50%；

粘度调节剂 1-1.5%；

水 余量。

5.根据权利要求 4 所述的一种气凝胶隔热毡的制备方法，其特征在于：所述粘度调节剂为聚丙烯酰胺和壳聚糖按照质量比为(2-3)：(7-8)的混合物。

6.一种气凝胶阻燃隔热电缆，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的气凝胶隔热毡。

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