气凝胶涂料及其制备方法和气凝胶涂层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种气凝胶涂料及其制备方法和气凝胶涂层及其制备方法。上述气凝胶涂料的制备方法包括如下步骤：先将质量比为4∶(0.2～4)∶(0.5～2)的矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合，制备干粉，然后将干粉与水混合，干粉与水的质量比为1∶(0.2～0.5)，制备地聚物浆料；将气凝胶粉末与地聚物浆料混合，制备气凝胶涂料。上述气凝胶涂料的制备方法能够使制备的气凝胶涂料具有良好的粘结性、耐高温性和保温性。

【技术实现步骤摘要】
气凝胶涂料及其制备方法和气凝胶涂层及其制备方法
本专利技术涉及气凝胶涂料领域，特别是涉及一种气凝胶涂料及其制备方法和气凝胶涂层及其制备方法。
技术介绍
传统的气凝胶涂覆材料多采用有机粘结剂组分，具有粘结性好的优点，但存在不能长期受热、易老化脱落的问题，例如传统技术中公开了一种以二氧化硅气凝胶粉、有机胶粘剂、固化剂、成膜助剂为原料，通过搅拌、研磨制备二氧化硅气凝胶涂料的方法。其特点在于所选配方使涂料与基材良好键合，可有效隔热、减少爆炸变形，具有防护功能，同时制备工艺简单，成本低廉。但该方法所用的气凝胶粘接剂主要组分为水性聚氨酯等有机组分，存在耐热和耐老化性能较差的缺陷，在温度过高时粘结剂会受热分解丧失粘接性能从而造成粘接物脱落，长时间使用会有造成保温性能下降的可能。还有一种传统技术公开了一种以自由环氧改性树脂、酚醛改性树脂、有机硅改性树脂和有机硅橡胶组成的组为涂料基体，以气凝胶颗粒为功能填料，以聚乙烯醇等为助剂制成气凝胶涂料的制备方法。该方法制备的气凝胶涂料分散性好、稳定性好、耐高温及隔热性能好。但该方法所采用的涂料基体同样存在粘接性能和长期耐温性能有限的问题，在长久使用或者经受较大外力冲击时容易发生脱落现象，并且不适用长时间在较高温度下使用。因此，逐渐出现了以无机粘结剂代替有机粘结剂的气凝胶涂料，例如，一种技术公开了一种以硅铝质粘土和/或工业固体废物、高钙粉煤灰为主要原料，以磷酸和有机三元酸为复配激发剂制，以双氧水和稳泡剂为发泡剂制备多孔地聚物复合保温板，并在此基础上利用溶胶-凝胶法原位浸渍、憎水剂改性制备SiO2气凝胶/多孔地聚物复合保温板的方法。该方法制备的复合保温板质量轻、保温效果好、抗压强度大、耐火度高、防水性好，同时制备方法能耗较低、制造成本较低，利于产业化应用。但该方法制备的复合保温板存在气凝胶与多孔地聚物复合保温板接触有限，气凝胶掺杂量小导致其保温效果有限的问题，且板状材料不具有粘接性和涂覆性，难以应用在一些不规则表面与罐体等的粘接保温。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够使制备的气凝胶涂料兼具粘接性好、耐高温且保温效果好的气凝胶涂料的制备方法。此外，还有必要提供一种气凝胶涂料和气凝胶涂层及其制备方法。一种气凝胶涂料的制备方法，包括如下步骤：先将质量比为4∶(0.2～4)∶(0.5～2)的矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合，制备干粉，然后将所述干粉与水混合，所述干粉与水的质量比为1∶(0.2～0.5)，制备地聚物浆料；将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合，制备气凝胶涂料。在其中一个实施例中，所述将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合的步骤中，采用机械搅拌或蠕动搅拌的方式将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合。在其中一个实施例中，所述机械搅拌或蠕动搅拌的时间为1min～20min。在其中一个实施例中，所述采用机械搅拌或蠕动搅拌的方式将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合的步骤之前，还包括采用直接添加或者喷雾的方式将所述气凝胶粉末加入到所述地聚物浆料中的步骤。在其中一个实施例中，所述地聚物浆料与所述气凝胶粉末的体积比为1∶(1～5)。在其中一个实施例中，所述气凝胶粉末为二氧化硅气凝胶粉末。在其中一个实施例中，还包括气凝胶粉末的制备步骤，所述气凝胶粉末的制备步骤包括：将硅源、水和醇类溶剂混合，制备硅凝胶，然后进行老化、干燥，制备气凝胶块；将所述气凝胶块进行粉碎，制备所述气凝胶粉末。在其中一个实施例中，将所述气凝胶块进行粉碎的步骤之前，还包括：将所述气凝胶块在400℃～700℃下进行热处理0.5h～5h。在其中一个实施例中，所述将硅源、水和醇类溶剂混合，调节pH，制备硅凝胶的步骤包括：将所述硅源、所述醇类溶剂和水按摩尔比为1∶(10～20)∶(3～15)的比例混合，然后调节pH为2～4，制备溶胶；调节所述溶胶的pH为8～10，制备所述硅凝胶。在其中一个实施例中，所述调节所述溶胶的pH为8～10的步骤之前，还包括将所述溶胶与碳化硅粉混合搅拌的步骤。在其中一个实施例中，所述碳化硅粉与所述硅源的摩尔比为(1～10)∶100。在其中一个实施例中，所述老化的时间为24h～72h；及/或，所述干燥的步骤中，采用二氧化碳超临界干燥的方式，所述二氧化碳超临界干燥的温度为32℃～50℃，压力为7.4MPa～18MPa。一种气凝胶涂料，由上述的气凝胶涂料的制备方法制备得到。一种气凝胶涂层的制备方法，包括如下步骤：将气凝胶涂料涂覆在基材上，然后进行养护，使所述气凝胶涂料附着在所述基材上，制备气凝胶涂层，所述气凝胶涂料为上述的气凝胶涂料。在其中一个实施例中，所述养护的步骤包括：在40℃～100℃蒸汽下养护4h～24h；或者，所述养护的步骤包括：在17℃～23℃、湿度≥90％的条件下进行标准养护1天～28天。一种气凝胶涂层，由上述的气凝胶涂层的制备方法制备得到。上述气凝胶涂料的制备方法先将矿渣粉、粉煤灰、水玻璃及水按一定比例混合，制备地聚物浆料，然后将地聚物浆料与气凝胶粉末混合，制备气凝胶涂料。该地聚物浆料具有高抗压强度(30MPa～100MPa)、耐高温(不低于800℃)、强粘接性(普通水泥粘接性的2倍～3倍)的特点，从而使制备的气凝胶涂料具有良好的耐高温、耐老化性以及强粘结性。另外，气凝胶粉体作为隔热基体，密度较低、孔隙率较高、界面较多，对分子平均自由程具有限制作用，具有较低的固态热导率；同时其多孔网络构多呈介孔，孔径尺寸小于气体分子平均自由程，有利于抑制气态热传导，因此常温下导热系数较传统保温材料更低，可实现高效保温。因此，上述气凝胶涂料的制备方法将地聚物浆料与气凝胶粉末混合制备气凝胶涂料，能够使制备的气凝胶涂料具有良好的粘结性、耐高温性和保温性。附图说明图1为一实施方式的气凝胶涂料的制备方法的工艺流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施方式对本专利技术进行更全面的描述。具体实施方式中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，一实施方式的气凝胶涂料的制备方法，包括如下步骤：步骤S110：将矿渣粉、粉煤灰、水玻璃及水混合搅拌，制备地聚物浆料。将矿渣粉、粉煤灰、水玻璃及水混合搅拌的步骤包括：先将质量比为4∶(0.2～4)∶(0.5～2)的矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合，制备干粉，然后将干粉与水混合，干粉与水的质量比为1∶(0.2～0.5)。具体地，将矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合的步骤中，在干粉搅拌机中混合。将干粉与水混合的步骤中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n先将质量比为4∶(0.2～4)∶(0.5～2)的矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合，制备干粉，然后将所述干粉与水混合，所述干粉与水的质量比为1∶(0.2～0.5)，制备地聚物浆料；及/n将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合，制备气凝胶涂料。/n

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
先将质量比为4∶(0.2～4)∶(0.5～2)的矿渣粉、粉煤灰与水玻璃进行混合，制备干粉，然后将所述干粉与水混合，所述干粉与水的质量比为1∶(0.2～0.5)，制备地聚物浆料；及
将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合，制备气凝胶涂料。


2.根据权利要求1所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，所述将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合的步骤中，采用机械搅拌或蠕动搅拌的方式将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合。


3.根据权利要求2所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，所述机械搅拌或者蠕动搅拌的时间为1min～20min。


4.根据权利要求2所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，在所述采用机械搅拌或者蠕动搅拌的方式将气凝胶粉末和所述地聚物浆料混合的步骤之前，还包括采用直接添加或喷雾的方式将所述气凝胶粉末加入到所述地聚物浆料中的步骤。


5.根据权利要求1所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，所述地聚物浆料与所述气凝胶粉末的体积比为1∶(1～5)。


6.根据权利要求1～5任一项所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，所述气凝胶粉末为二氧化硅气凝胶粉末。


7.根据权利要求1～5任一项所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，还包括气凝胶粉末的制备步骤，所述气凝胶粉末的制备步骤包括：
将硅源、水和醇类溶剂混合，制备硅凝胶，然后进行老化、干燥，制备气凝胶块；
将所述气凝胶块进行粉碎，制备所述气凝胶粉末。


8.根据权利要求7所述的气凝胶涂料的制备方法，其特征在于，所述将所述气凝胶块进行粉碎的步骤之前，还包括：将所述气凝胶块在400℃～700℃下进行热处理0...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵园，魏欢怡，仇若翔，王开拓，曾献，邹青，段承杰，林继铭，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，岭东核电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44