涂层厚度可控的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种涂层厚度可控的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备方法，属于纳米隔热材料制备技术领域，向纳米粉体中加入白油，球磨得到改性纳米粉体；将改性纳米粉体与改性短切纤维、改性助剂进行均匀混合得到组合物A，在马弗炉中处理得到组合物B；将组合物A、组合物B等比例质量混合得到组合物C；在模具内将组合物A、组合物B、组合物C按照设计顺序铺层，然后进行模压成形，得到纳米隔热材料坯料；再在坯体表面施加亲水/疏水涂料，得到带亲水/疏水涂层的纳米隔热材料。本发明专利技术解决了纳米隔热材料存在的掉粉等难题，同时纳米隔热材料表面强度大幅提升。幅提升。幅提升。

【技术实现步骤摘要】
涂层厚度可控的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备方法


[0001]本专利技术属于纳米隔热材料制备
，具体涉及一种涂层厚度可控的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备方法。

技术介绍

[0002]纳米隔热材料是由纳米粉体、短切纤维和助剂经混合、模压而成的隔热材料，具有成本低、隔热性能好等优点。与此同时，由于纳米隔热材料是由纳米粉体模压而成，纳米粉体之间不存在化学连接，因此存在易掉粉的缺点。为解决该问题，需要在纳米隔热材料表面制备涂层。然而，由于纳米隔热材料为多孔材料，材料基体存在很强的毛细效应，若直接在表面制备涂层，涂料极易通过孔隙渗透进入到纳米隔热材料内部，不仅会使得涂层厚度难以控制，还会降低材料的隔热性能。因此，急需专利技术一种涂层厚度可控的纳米隔热材料的制备方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决纳米隔热材料表面易掉粉、强度低的难题，以及涂层深度不可控的问题，提出一种涂层厚度可控的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备方法，可制备涂层厚度可控的亲水涂层纳米隔热材料，以及涂层厚度可控的疏水涂层纳米隔热材料。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种涂层厚度可控的亲水涂层纳米隔热材料，主要制备步骤如下：
[0006]1)向纳米粉体中加入占其质量0.5％～5％的白油后，以100～400r/min的速度球磨0.5～5小时后取出，得到改性纳米粉体；
[0007]2)将改性纳米粉体与改性短切纤维、改性助剂进行均匀混合，得到组合物A；r/>[0008]3)将组合物A在马弗炉中于600～700℃处理1～3小时后，得到组合物B；
[0009]4)将组合物A、组合物B等比例质量混合，得到组合物C；
[0010]5)在模具内，自下而上依次铺覆均匀厚度的组合物B、组合物C、组合物A、组合物C、组合物B，然后进行模压成形，得到纳米隔热材料坯料；
[0011]6)在纳米隔热材料坯料表面施加亲水涂料，并使涂料充分浸入到纳米隔热材料坯体内部，待涂料成形固定后，便得到带亲水涂层的纳米隔热材料。
[0012]优选地，所述纳米粉体为无机非金属纳米粉体，例如二氧化硅纳米粉体、氧化铝纳米粉体、氧化铬纳米粉体的一种或任意比组合物。
[0013]优选地，所述改性短切纤维的制备方法为：将长度1～5mm、直径1～20μm的陶瓷纤维置于三甲基甲氧基硅烷的150℃蒸汽中处理1～10小时。
[0014]优选地，所述改性助剂的制备方法为：将粒径0.5～10μm的遮光剂粉体，加入占其质量0.5％～3％的白油后，以100～200r/min的速度球磨2～5小时后取出。
[0015]优选地，所述遮光剂粉体为钛白粉、碳化硅粉、氧化铬粉的一种。
[0016]优选地，所述改性纳米粉体、短切纤维、助剂的质量比为(70～90):(1～10):(5:
30)。
[0017]优选地，所述组合物B在模具下层、上层的铺覆量一致，为0.03～0.2g/cm2；所述组合物C在模具下层、上层的铺覆量一致，铺覆量为组合物B铺覆量的0.5～2倍；所述组合物A的铺覆量为模具中除组合物B、组合物C以外的剩余量。
[0018]优选地，所述纳米隔热材料坯料的密度范围为0.25～0.6g/cm3。
[0019]优选地，所述亲水涂料可根据需求任意选取，例如硅溶胶、铝溶胶、水玻璃的一种。
[0020]一种涂层厚度可控的疏水涂层纳米隔热材料，主要制备步骤如下：
[0021]将步骤5)中的组合物B与组合物A进行相互替换，将步骤6)中的亲水涂料替换为疏水涂料，便得到带疏水涂层的纳米隔热材料。
[0022]优选地，所述疏水涂料可根据需求任意选取，例如聚四氟涂料、聚烯烃涂料、聚酯涂料的一种。
[0023]本专利技术取得的有益效果如下：
[0024]1)对于带亲水涂层的纳米隔热材料：组合物B与涂料的亲水性一致，组合物A与涂料的亲水性相反，因此，涂料可完全渗透进入到组合物B内部，填充组合物B所在层，而无法进入到组合物A内部，通过控制组合物B的用量，可以精确控制涂层的厚度。对于带疏水涂层的纳米隔热材料：组合物A与涂料的亲水性一致，组合物B与涂料的亲水性相反，因此，涂料可完全渗透进入到组合物A内部，填充组合物A所在层，而无法进入到组合物B内部，通过控制组合物A的用量，可以精确控制涂层的厚度。
[0025]2)组合物C的亲水/疏水性能介于组合物B与组合物A之间，涂料可以不完全渗透进入到组合物C内部，起到组合物B层与组合物A层之间的过渡层作用，避免组合物B层与组合物A层之间因差异过大而导致结合不匹配。
[0026]3)白油是工业提炼的以液态饱和烃为主的白色矿物油，对纳米粉体进行表面疏水改性。纳米隔热材料坯料所用亲水涂料根据需求选择，涂料添加量使涂料充分浸渍到纳米隔热材料内部，直至不能进入为止。
[0027]4)制备的涂层与纳米隔热材料基体结合强度大于纳米隔热材料基体自身；通过在纳米隔热材料表面制备涂层，解决了纳米隔热材料存在的掉粉等难题，同时，纳米隔热材料表面强度大幅提升。
附图说明
[0028]图1是本专利技术提出的亲水/疏水涂层纳米隔热材料的制备流程图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
[0030]实施例1
[0031]一种涂层厚度可控的亲水涂层纳米隔热材料，主要制备步骤如下：
[0032]1)向纳米粉体中加入占其质量0.5％的白油后，以400r/min的速度球磨0.5小时后取出，得到改性纳米粉体；
[0033]其中，所述纳米粉体为二氧化硅纳米粉体。
[0034]2)将改性纳米粉体与改性短切纤维、改性助剂进行均匀混合，得到组合物A；
[0035]其中，所述改性短切纤维的制备方法为：将长度1mm、直径1μm的陶瓷纤维置于三甲基甲氧基硅烷的150℃蒸汽中处理1小时。
[0036]其中，所述改性助剂的制备方法为：将粒径0.5μm的遮光剂粉体，加入占其质量3％的白油后，以100r/min的速度球磨5小时后取出。
[0037]其中，所述遮光剂粉体为钛白粉。
[0038]其中，所述改性纳米粉体、短切纤维、助剂的质量比为70:1:5。
[0039]3)将组合物A在马弗炉中于600℃处理3小时后，得到组合物B；
[0040]4)将组合物A、组合物B等比例质量混合，得到组合物C；
[0041]5)在模具内，自下而上依次铺覆均匀厚度的组合物B、组合物C、组合物A、组合物C、组合物B，然后进行模压成形，将纳米隔热材料坯料密度压至0.25g/cm3；
[0042]其中，所述组合物B在模具下层、上层的铺覆量一致，面密度为0.03g/cm2，厚度为25mm；所述组合物C在模具下层、上层的铺覆量一致，铺覆厚度为12.5mm；所述组合物A的铺覆量为模具中除组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂层厚度可控的亲水涂层纳米隔热材料，其特征在于，包括如下步骤：1)向纳米粉体中加入占其质量0.5％～5％的白油后，以100～400r/min的速度球磨0.5～5小时后取出，得到改性纳米粉体；2)将改性纳米粉体与改性短切纤维、改性助剂进行均匀混合，得到组合物A；3)将组合物A在马弗炉中于600～700℃处理1～3小时后，得到组合物B；4)将组合物A、组合物B等比例质量混合，得到组合物C；5)在模具内，自下而上依次铺覆均匀厚度的组合物B、组合物C、组合物A、组合物C、组合物B，然后进行模压成形，得到纳米隔热材料坯料；6)在纳米隔热材料坯料表面施加亲水涂料，并使涂料充分浸入到纳米隔热材料坯体内部，待涂料成形固定后，得到带亲水涂层的纳米隔热材料。2.如权利要求1所述的亲水涂层纳米隔热材料，其特征在于，所述纳米粉体为无机非金属纳米粉体，选自二氧化硅纳米粉体、氧化铝纳米粉体、氧化铬纳米粉体的一种或任意比组合物。3.如权利要求1所述的亲水涂层纳米隔热材料，其特征在于，所述改性短切纤维的制备方法为：将长度1～5mm、直径1～20μm的陶瓷纤维置于三甲基甲氧基硅烷的150℃蒸汽中处理1～10小时。4.如权利要求1所述的亲水涂层纳米隔热材料，其特征在于，所述改性助剂的制备方法为：将粒径0.5～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓波，安烜熜，祝越，国亚新，雷朝帅，张凡，张恩爽，刘瑾，李文静，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：