硅系气凝胶阻燃剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术是关于一种硅系气凝胶阻燃剂及其制备方法和应用。所述方法包括：分别制备第一溶液和第二溶液，混合，得二氧化硅水溶胶；第一溶液是向有机硅源溶液中加入磷酸使其水解；第二溶液是向硅溶胶稀释液中加入磷酸，再加入乙醇使其稀释溶解；第一溶液和第二溶液的温度≥21℃；向二氧化硅水溶胶中加入碱催化剂使其发生凝胶化反应，得二氧化硅水凝胶；将二氧化硅水凝胶进行老化置换，得二氧化硅醇凝胶；超临界干燥，得硅系气凝胶阻燃剂。所解决的技术问题是如何提高二氧化硅气凝胶的阻燃性能，使其极限氧指数≥35％，燃烧热值≤2.2MJ/kg，同时还具有良好的隔热性(导热系数≤0.021W/(m

【技术实现步骤摘要】
硅系气凝胶阻燃剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于阻燃材料
，特别是涉及一种硅系气凝胶阻燃剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]当前我国传统聚苯乙烯保温材料防火性能较差，燃烧等级多为B级，且燃烧时会产生大量的有毒有害气体，安全隐患大，机械强度低，从而限制了其广泛应用。而SiO2气凝胶因其能有效透过太阳光，同时阻止环境温度的红外热辐射，且本身为无机不燃材料，近年来研究学者以SiO2气凝胶作为阻燃剂开展了大量的科研工作，以将其用于聚苯乙烯保温材料中改善其防火阻燃性能。
[0003]现有技术中，SiO2气凝胶的制备过程大多数都包含表面疏水改性的步骤，而疏水改性步骤必然会在SiO2气凝胶中引入有机官能团，进而会导致气凝胶材料的热稳定性变差；且，这些引入的有机组分也可能成为潜在的火灾风险因素。因此，如何提升SiO2气凝胶的隔热阻燃性能，提高其作为阻燃剂的使用可靠性，对其规模化推广应用具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于，提供一种硅系气凝胶阻燃剂及其制备方法和应用，所要解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅系气凝胶阻燃剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：1)分别制备第一溶液和第二溶液，将二者以体积比1～2.5:1混合均匀，得到二氧化硅水溶胶；所述第一溶液是在搅拌下向有机硅源溶液中加入磷酸催化剂使其水解反应1～3h；所述第二溶液是在搅拌下向硅溶胶稀释液中加入磷酸催化剂，再加入乙醇使其稀释溶解0.5～1h；所述第一溶液和第二溶液的温度≥21℃；2)向所述二氧化硅水溶胶中加入碱催化剂使其发生凝胶化反应，得到二氧化硅水凝胶；3)将所述二氧化硅水凝胶进行老化置换，得到二氧化硅醇凝胶；4)超临界干燥，得到硅系气凝胶阻燃剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机硅源溶液包括摩尔比为1：8～10：15～20的有机硅源、无水乙醇和去离子水；所述有机硅源选自甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷和乙烯基乙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅溶胶稀释液是将SiO2质量分数为15～40％，PH值为7.5～8.5，粒径为4～6nm、8～15nm或10～20nm的硅溶胶用去离子水稀释至SiO2质量分数为10％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸催化剂的摩尔浓度为0.01～1mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明铭，张忠伦，辛志军，
申请(专利权)人：中建材科创新技术研究院山东有限公司，
类型：发明
国别省市：