一种气凝胶复合保温管壳及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种气凝胶复合保温管壳及其制备方法，该材料包括层层卷绕的纤维棉管壳及填充并包裹纤维棉管壳内外部的气凝胶，该材料具有良好的保温隔热性能、力学性能和可加工性能；且制备过程简单易操作，对设备要求较低，可以进行放大试验，再与现代化工业生产技术相结合，该气凝胶复合保温管壳的工业化批量化生产具有很大的可行性，具有很强的市场竞争力和商用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶复合保温管壳及其制备方法
本专利技术属于气凝胶复合材料
，具体涉及一种气凝胶复合保温管壳及其制备方法。
技术介绍
气凝胶是一种新型的纳米多孔三维网络结构材料，其孔隙率在80％～99.8％，比表面在500～1200m2/g，常温下的导热系数最低可达0.018W/(m·K)，是目前质量最轻、孔隙率高、隔热性能最好的固体材料。气凝胶复合保温材料是将气凝胶采用与纤维材料通过一定的工艺复合而成的一种具有柔性、疏水、轻质、耐高温、低导热、防火阻燃、绝热保温等性能为一体的复合材料，是未来取代传统隔热保温材料的绝佳替代品。常温下气凝胶的热导率为0.018W/(m·K)，低于空气的热导率(0.026W/(m·K))，在真空下，其热导率还可以降一个数量级，而相同温度下离心玻璃棉的导热系数为0.06～0.09W/(m·K)，在同一工况达到相同保温效果的条件下，气凝胶复合材料的用量仅为传统保温材料用量的1/3～1/5，大幅降低了热损失量，可在传统材料的基础上节能40％左右。目前，气凝胶材料主要应用于航空航天、管道运输、高温窑炉和建筑装饰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气凝胶复合保温管壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)纤维棉的预处理：将纤维棉采用层层卷绕的方式制成管壳状，置于100～200℃下热处理1～3h后，室温冷却后待用；/n2)溶胶的制备：将前驱体、溶剂和去离子水以1:15～35:0.5～3的摩尔比加入容器搅拌，在室温下密封静置，得到透明均一的溶胶；所述前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、仲丁醇铝、异丙醇铝、硝酸氧锆、钛酸四丁酯中的至少一种，所述溶剂包括乙醇；/n3)复合及成型：将质量分数为0.2～0.5％的氨水乙醇溶液和步骤2)制备的溶胶，以1:0.5～1的体积比混合搅拌得到凝胶；将步骤1)预处理后的纤维棉管壳完全浸渍于凝胶中，在...

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶复合保温管壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)纤维棉的预处理：将纤维棉采用层层卷绕的方式制成管壳状，置于100～200℃下热处理1～3h后，室温冷却后待用；
2)溶胶的制备：将前驱体、溶剂和去离子水以1:15～35:0.5～3的摩尔比加入容器搅拌，在室温下密封静置，得到透明均一的溶胶；所述前驱体包括正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、仲丁醇铝、异丙醇铝、硝酸氧锆、钛酸四丁酯中的至少一种，所述溶剂包括乙醇；
3)复合及成型：将质量分数为0.2～0.5％的氨水乙醇溶液和步骤2)制备的溶胶，以1:0.5～1的体积比混合搅拌得到凝胶；将步骤1)预处理后的纤维棉管壳完全浸渍于凝胶中，在室温条件下胶凝并成型，得到凝胶复合材料；
4)老化和干燥：将步骤3)制备的凝胶复合材料，在湿度为25～35RH％的常温环境中用无水乙醇密封浸泡5～36h，并每隔8h更换一次无水乙醇，通过超临界流体干燥工艺得到完整的气凝胶复合保温管壳。


2.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合保温管壳的制备方法，其特征在于：所述纤维棉包括硅酸铝纤维棉、硅酸钙纤维棉、超细岩棉、离心玻璃棉、莫来石纤维棉，纤维直径为5～20μm，纤维长度为1～10cm。


3.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合保温管壳的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中以正硅酸乙酯、正硅酸甲酯为前驱体制备硅溶胶，还加入酸、碱作为催化剂，所述酸包括盐酸、硝酸、醋酸中的至少一种，所述碱包括含氨的乙醇溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的至少一种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：余煜玺，马锐，
申请(专利权)人：福建纳美特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35