一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，所述隔热保温涂料的组成材料的质量分数比如下，所述硅溶胶50

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法


[0001]本专利技术涉及保温涂料
，具体是一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法。

技术介绍

[0002]气凝胶保温隔热涂料是一种新型的保温涂料，具有超级绝热性能。气凝胶的纳米孔以及三维网状结构破坏了基质的热量传导路径，独特的纳米孔结构限制了空气分子的自由流动，抑制了空气的对流传导，无限多的孔壁形成了热辐射的反射面和折射面，最大限度的抑制了辐射导热。具有极低导热系数，能有效减少热量的传输。因此将具有优异隔热性能的气凝胶用于涂料中会大大提升隔热效果，起到降低能耗、改善生态环境的作用。
[0003]现有气凝胶保温涂料在制造过程中难以保证气凝胶材料的均匀分布，使得热量会绕过气凝胶继续传递，且在配制过程中不可避免地会导致气凝胶与液态介质混合，破坏内部的纳米多孔结构，进而严重损害，甚至完全丧失隔热能力。无法发挥出气凝胶材料的真正性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，包括硅溶胶、聚乙烯醇、气凝胶粉末、空心玻璃微珠、碳化硅、二氧化硅、钛白粉、分散剂、消泡剂、氨水溶液、氧化铝纤维和硅酸铝纤维，其具体步骤如下，步骤一：将聚乙烯醇溶解在去离子水中，形成PVA水溶液，将硅溶胶、PVA水溶液和去离子水按照一定的比例进行混合，向所述混合溶液中加入分散剂和少量的消泡剂并且在高速搅拌机的作用下搅拌分散形成新的粘结溶剂；步骤二：将氧化铝纤维和硅酸铝纤维依次加入到步骤一的粘结溶剂中，采用高速搅拌机对纤维进行搅拌分散，使得纤维完全均匀的分散在粘结溶剂中，形成胶纤混合物；步骤三：将钛白粉、碳化硅、二氧化硅、空心玻璃微珠加入粉碎机中进行粉碎，粉碎后得到的粉末经过2000目
‑
2300目的筛网进行筛选，得到填充材料粉末；步骤四：在胶纤混合物中加入气凝胶粉末和少量的消泡剂并利用高速搅拌机进行搅拌，得到气凝胶浆料；步骤五：将步骤三中得到填充材料粉末加入到气凝胶浆料中，并利用高速搅拌机进行搅拌混合，得到填充浆料，最后加入氨水溶液制备得到膏状的隔热保温涂料。
[0006]进一步的：所述硅溶胶的固含量为40%，所述钛白粉具体为金红石型钛白粉，平均粒径45
‑
48nm，所述聚乙烯醇的溶解度为87%
‑
89%之间，所述二氧化硅为气相二氧化硅，其平均粒径10
‑
15nm，所述碳化硅具体为纳米碳化硅，平均粒径为30
‑
40nm，所述氧化铝纤维的耐火温度为1800
‑
2100℃，所述硅酸铝纤维的耐火温度为1300
‑
1500℃，所述分散剂为水溶性分散剂，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述氨水溶液的PH值为7
‑
10。
[0007]进一步的：所述隔热保温涂料的组成材料的质量分数比如下，所述硅溶胶50
‑
100
份、聚乙烯醇5
‑
15份、气凝胶粉末20
‑
50份、空心玻璃珠粉3
‑
8份、碳化硅5
‑
10份、二氧化硅5
‑
10份、钛白粉10
‑
20份、分散剂5
‑
10份、消泡剂2
‑
5份、氨水溶液3
‑
8份、氧化铝纤维15
‑
30份、硅酸铝纤维17
‑
35份。
[0008]进一步的：在步骤一中，所述硅溶胶、PVA水溶液和去离子水三者之间的比如为5：1：0.8，所述分散剂和消泡剂占混合溶液总质量的2%
‑
3.5%，调整高速搅拌机的转速为2000
‑
3000r/min的情况下搅拌，30min
‑
40min，使得聚乙烯醇与硅溶胶完全复合。
[0009]进一步的：在步骤二中，所述氧化铝纤维和硅酸铝纤维加入量占物料总量的20%
‑
30%，所述粘结溶剂占物料总量的35%
‑
40%，调整高速搅拌机的转速为2000r/min
‑
2200r/min，所述搅拌时间为70min
‑
90min，所述步骤二中搅拌混合时的温度为80
‑
90℃。
[0010]进一步的：在步骤三中，所述填充材料粉末占物料总量的30%
‑
35%，所述钛白粉、二氧化硅、碳化硅三者之间的质量分数比为2：1：1，在经过粉碎机粉碎20min
‑
30min后利用2000目
‑
2300目的筛网进行筛选。
[0011]进一步的：在步骤四中，调整高速搅拌机的转速为1800r/min
‑
2000r/min，在高速搅拌机中高速搅拌30min
‑
40min，使得气凝胶能够完全充分的胶纤混合物融合，得到气凝胶浆料，所述步骤四中的搅拌混合温度为85
‑
95℃。
[0012]进一步的：在步骤五中，所述搅拌混合温度控制在50
‑
65℃，首先将高速搅拌机的转速调整为500r/min
‑
600r/min，将二氧化碳和碳化硅粉末加入到气凝胶浆料中，在高速搅拌机的作用下搅拌分散35
‑
40min，然后将高速搅拌机的转速调整为400r/min
‑
500r/min，将空心玻璃微珠加入，再加入1
‑
2份的消泡剂，缓慢搅拌25
‑
30min，最后在高速搅拌机转速为500r/min
‑
600r/min的情况下加入3
‑
8份是氨水溶液，制备得到膏状的隔热保温涂料。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过聚乙烯醇具有优良的成膜性，将PVA溶于水形成溶液并加入氨水调节溶液PH值，与硅溶胶复合，可以有效改善硅溶胶单独成膜时易产生裂纹、微孔的缺陷；2、利用金红石型钛白粉在近红外段有高红外反射率，可以反射一部分热量；通过碳化硅具有的高红外辐射率，可以将一部分热量以辐射的方式发射回去，如此可以明显有效提升涂料的隔热性能，避免了热量的流失，并且涂料体系中无机成分居多，可以适用于高温领域中；3、采用包含上述原料制备得到的保温隔热涂料具有较低的导热系数，可有效的实现组合涂料两侧的热交换，并且对红外光具有较强的反射率，因此具有良好的保温效果；4、在其配置过程中气凝胶粉末是与胶纤混合物进行混合而形成浆料，其次通过加入填充粉末来充分保证气凝胶中纳米级多孔结构的存在，这样就提高了本专利技术的隔热性能。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，包括硅溶胶、聚乙烯醇、气凝胶粉末、空心玻璃微珠、碳化硅、二氧化硅、钛白粉、分散剂、消泡剂、氨水溶液、氧化铝纤维和硅酸铝纤维，其具体步骤如下：步骤一：将聚乙烯醇溶解在去离子水中，形成PVA水溶液，将硅溶胶、PVA水溶液和去离子水按照一定的比例进行混合，向所述混合溶液中加入分散剂和少量的消泡剂并且在高速搅拌机的作用下搅拌分散形成新的粘结溶剂；步骤二：将氧化铝纤维和硅酸铝纤维依次加入到步骤一的粘结溶剂中，采用高速搅拌机对纤维进行搅拌分散，使得纤维完全均匀的分散在粘结溶剂中，形成胶纤混合物；步骤三：将钛白粉、碳化硅、二氧化硅、空心玻璃微珠加入粉碎机中进行粉碎，粉碎后得到的粉末经过2000目
‑
2300目的筛网进行筛选，得到填充材料粉末；步骤四：在胶纤混合物中加入气凝胶粉末和少量的消泡剂并利用高速搅拌机进行搅拌，得到气凝胶浆料；步骤五：将步骤三中得到填充材料粉末加入到气凝胶浆料中，并利用高速搅拌机进行搅拌混合，得到填充浆料，最后加入氨水溶液制备得到膏状的隔热保温涂料。2.根据权利要求1所述的一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，其特征在于：所述硅溶胶的固含量为40%，所述钛白粉具体为金红石型钛白粉，平均粒径45
‑
48nm，所述聚乙烯醇的溶解度为87%
‑
89%之间，所述二氧化硅为气相二氧化硅，其平均粒径10
‑
15nm，所述碳化硅具体为纳米碳化硅，平均粒径为30
‑
40nm，所述氧化铝纤维的耐火温度为1800
‑
2100℃，所述硅酸铝纤维的耐火温度为1300
‑
1500℃，所述分散剂为水溶性分散剂，所述消泡剂为有机硅消泡剂，所述氨水溶液的PH值为7
‑
10。3.根据权利要求1所述的一种气凝胶隔热保温水性涂料的制备方法，其特征在于：所述隔热保温涂料的组成材料的质量分数比如下，所述硅溶胶50
‑
100份、聚乙烯醇5
‑
15份、气凝胶粉末20
‑
50份、空心玻璃珠粉3
‑
8份、碳化硅5
‑
10份、二氧化硅5
‑
10份、钛白粉10
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20份、分散剂5
‑
10份、消泡剂2
‑
5份、氨水溶液3
‑
8份、氧化铝纤维15
‑
30份、硅酸铝纤维17
‑
35份。4.根据权利要求1所述的一种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，
申请(专利权)人：隽秀新材料科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：