一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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专利技术在高温条件下的隔热性能。在高温条件下的隔热性能。在高温条件下的隔热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及气凝胶复合膜制备
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术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，进而能够提高本专利技术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。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术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%。
[0006]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℃。
[0007]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/m
³
，体积电阻率大于等于1.0x1013Ω
·
cm，介电常数大于等于5.5KHz。
[0008]一种制备二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜的工艺，包括以下具体步骤：步骤一、选取固体颗粒状的无定形二氧化硅、聚氨酯，并选取固态颗粒状的氧化改性炭黑作为第一遮光剂、选取固态颗粒状的碳化硅和氧化锆作为第二遮光剂的原料；步骤二、称取无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆，并确保无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆之间的比例为16:1:1:1:1；步骤三、检验原料和配方是否准确；步骤四、将称量后的碳化硅和氧化锆倒入混合罐中进行充分混合，以制得第二遮光剂，待用；步骤五、启动发泡机，然后预热发泡机，再将无定形二氧化硅和聚氨酯颗粒按照称量后的比例投入发泡机中，发泡机在发泡的过程中还在不停地进行加热，并且最终能够将发泡机内部温度上升到300℃，发泡的过程中，通过发泡机上的显示面板观察发泡机内部的温度，在内部温度达到50
‑
100℃时，将作为第一遮光剂的改性氧化炭黑加入发泡机中，然后在发泡机内部温度达到250
‑
300℃时，将作为第二遮光剂的碳化硅和氧化锆的混合粉末加入发泡机中，然后在发泡机的作用下进行发泡以制成气凝胶复合膜半成品；步骤六、挑选诸多半成品中的几件作为样品，然后测试半成品的隔热性能；步骤七、利用剖片机将半成品加工成各种规格厚度的薄片，薄片的规格为宽1.2m、长100m，剖片厚度按要求，以整数为单位，然后检验薄片的尺寸是否符合要求；步骤八、利用压延机和热压温度机将耐高温TPU无基材高温热熔胶2和二氧化硅气凝胶层1薄片热压在一起，一直制成复合膜体，然后检验贴合厚度，同时进行温度测试；步骤九、将测试合格的产品包装成品并入库进行保存，保存的条件为：室温、环境干燥，且成品的保质期为2年。
[0009]进一步地，在步骤三中，检验原料和配方时，将现场对选取后的原料进行称量并将其与配方上的记录进行比对，一旦比对的过程中存在差别则说明原料的称量存在问题，若比对结果一致则说明原料重量符合要求。
[0010]进一步地，在步骤六中，测试半成品的隔热性能时，将挑选出来的半成品均分为三组，且每组样品数量为四个，第一组样品测试时发热体的实际温度有109.3℃、109.4℃、112.6℃、112.3℃，第二组样品测试时发热体的实际温度有148.5℃、148.9℃、149.5℃、149.1℃，第三组样品测试时发热体的试剂温度有199.3℃、199.0℃、198.7℃、198.9℃。
[0011]进一步地，在步骤六和步骤八中，温度测试的工具有发热台和热电偶测温仪。
[0012]本专利技术具有如下优点：1、本专利技术通过利用压延机和热压温度计将二氧化硅气凝胶层和两个TPU无基材高
温热熔胶热压在一起，制成复合材料，本专利技术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，而且所加工的复合材料的保温隔热效果与没有复合的本体材料保温隔热效果一致；2、本专利技术通过在发泡机内部温度达到50
‑
100℃时，将作为第一遮光剂的改性氧化炭黑加入发泡机中，然后再在发泡机内部温度达到250
‑
300℃时，将作为第二遮光剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜，其特征在于：包括二氧化硅气凝胶层（1）和两个TPU无基材高温热熔胶（2），两个所述TPU无基材高温热熔胶（2）分别设在二氧化硅气凝胶层（1）的顶部和底部，所述二氧化硅气凝胶层（1）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%。2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜，其特征在于：所述二氧化硅气凝胶层（1）和两个TPU无基材高温热熔胶（2）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（2）的熔点温度为125℃
‑ꢀ
160℃。3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜，其特征在于：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/m
³
，体积电阻率大于等于1.0x1013Ω
·
cm，介电常数大于等于5.5KHz。4.制备根据权利要求1
‑
3任意一项所述的一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜的工艺，其特征在于：包括以下具体步骤：步骤一、选取固体颗粒状的无定形二氧化硅、聚氨酯，并选取固态颗粒状的氧化改性炭黑作为第一遮光剂、选取固态颗粒状的碳化硅和氧化锆作为第二遮光剂的原料；步骤二、称取无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆，并确保无定形二氧化硅、聚氨酯、氧化改性炭黑、碳化硅和氧化锆之间的比例为16:1:1:1:1；步骤三、检验原料和配方是否准确；步骤四、将称量后的碳化硅和氧化锆倒入混合罐中进行充分混合，以制得第二遮光剂，待用；步骤五、启动发泡机，然后预热发泡机，再将无定...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨清华，
申请(专利权)人：杨清华，
类型：发明
国别省市：