一种阻燃隔热泡棉气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃隔热泡棉气凝胶及其制备方法，所述泡棉气凝胶的制备原料包括：开孔泡棉、含硅溶剂，所述开孔泡棉选自开孔PU泡棉、开孔PE泡棉、开孔EPDM泡棉、开孔EVA泡棉中的一种，按质量份计，所述含硅溶剂包括：5

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃隔热泡棉气凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及G03F
，具体涉及一种阻燃隔热泡棉气凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]伴随着科技发展，消费电子产品不断智能化、轻薄化，意味着对电子产品的导热、隔热、均热等的要求也越来越高，尤其对材料的隔热、缓冲，阻燃提出了更高的要求。
[0003]CN109651821A公开了一种有机硅泡棉，包括树脂、交联剂、补强剂、阻燃剂等成分，得到的有机硅泡棉具有高韧性、高延展性、高弹性等性能，阻燃性好，但是其隔热性能较差，制备原料以及制备工艺较为复杂。
[0004]CN107141808A公开了一种导热耐温泡棉材料，制备原料包括硅橡胶、硅树脂、补强剂等成分，虽然导热性能好，但是阻燃性差，制备工艺复杂。

技术实现思路

[0005]针对于上述问题，本专利技术一方面提供了一种阻燃隔热泡棉气凝胶，所述泡棉气凝胶的制备原料包括：开孔海棉、含硅溶剂，体积比为1：(5
‑
10)。
[0006]在一种实施方式中，所述开孔泡棉选自开孔PU泡棉、开孔PE泡棉、开孔EPDM泡棉、开孔EVA泡棉中的一种。
[0007]优选的，所述开孔泡棉选自开孔PU泡棉。
[0008]优选的，所述开孔PU泡棉，PPI为30
‑
60。
[0009]进一步优选的，所述开孔PU泡棉，PPI为50。
[0010]本专利技术所述开孔PU泡棉市售即可。
[0011]专利技术人在实验过程中创造性发现，采用开孔PU泡棉，尤其是PPI为30
‑
60制备得到的泡棉气凝胶，韧性好，柔软性好，隔热效果佳。专利技术人认为可能的原因是：开孔海棉的孔隙率对溶剂的浸入速度有重要影响，当开孔海棉PPI小于30时，孔隙率较低，溶剂浸入过程中阻力大，浸入速率较低，导致溶剂中部分功能悬浮物质无法均匀分布到泡棉中，海棉发泡不均匀，从而影响泡棉气凝剂最终的隔热效果；而当PPI大于60时，发泡过程中海棉内部硬度不足，容易对海棉内部产生破坏，影响泡棉气凝胶的韧性，力学强度变差。
[0012]在一种实施方式中，按质量份计，所述含硅溶剂包括：5
‑
10份硅粉、5
‑
15份硅溶胶、15
‑
30份溶剂、1
‑
5份发泡剂。
[0013]优选的，按质量份计，所述含硅溶剂包括：7份硅粉、10份硅溶胶、20份溶剂、3.5份发泡剂。
[0014]在一种实施方式中，所述硅粉为超细硅微粉。
[0015]优选的，所述超细硅微粉平均粒径为1
‑
50μm。
[0016]进一步优选的，所述超细硅微粉平均粒径为10μm。
[0017]所述超细硅微粉购自于江苏隆晶新型材料有限公司，型号为1250，粒径为10μm。
[0018]在一种实施方式中，所述硅溶胶为酸性硅溶胶。
[0019]优选的，所述酸性硅溶胶中二氧化硅平均粒径为30
‑
70nm。
[0020]所述酸性硅溶胶购自于临沂市科翰硅制品有限公司，型号为KHAS
‑
5030。
[0021]在一种实施方式中，所述溶剂选自水、醇类、烷烃中的一种。
[0022]优选的，所述溶剂选自烷烃。
[0023]进一步优选的，所述溶剂为正己烷。
[0024]在一种实施方式中，所述发泡剂选自碳酸氢钠、碳酸氢铵、二亚硝基五次甲基四胺、对
‑
氧化二苯磺酰肼、偶氮二甲酰胺中的一种或多种。
[0025]优选的，所述发泡剂选自对
‑
氧化二苯磺酰肼和碳酸氢钠，质量比为(2
‑
5)：1。
[0026]进一步优选的，所述对
‑
氧化二苯磺酰肼和碳酸氢钠，质量比为3：1。
[0027]本专利技术另一方面提供了所述泡棉气凝胶的制备方法，制备步骤如下：
[0028]S1：溶剂浸泡；
[0029]S2：二次发泡；
[0030]S3：凝胶干燥，即得。
[0031]在一种实施方式中，所述S1步骤具体为：将PU泡棉浸泡在含硅溶剂中，浸泡时间为10
‑
30min，浸泡温度为20
‑
35℃。
[0032]优选的，所述浸泡时间为15min，浸泡温度为25℃。
[0033]在一种实施方式中，所述S2步骤具体为：使用硫酸将溶液pH调节为4
‑
6，温度控制在110
‑
140℃。
[0034]优选的，所述硫酸将溶液pH调节为5，温度控制在125℃。
[0035]在一种实施方式中，所述S3步骤具体为：采用超临界干燥方式进行气凝胶干燥。
[0036]本专利技术通过二次发泡改性开孔泡棉得到的泡棉气凝胶，阻燃能力强，隔热性能极佳。专利技术人认为的原因是：二次发泡过程中，调节pH为4
‑
6，酸性硅凝胶凝胶化过程加剧，迅速在泡棉内部凝结，将超细硅微粉稳定包裹在凝胶中，提高了泡棉的阻燃性，而在110
‑
140℃温度下，发泡剂产生气体的同时，烷烃蒸发，在气凝胶中产生了大量微孔结构，在干燥后，在开孔泡棉内部形成了纳米网状结构，比表面积大，隔热性能以及阻燃能力大大提升。
[0037]有益效果：
[0038]1、本专利技术采用开孔泡棉，选择其PPI为30
‑
60制备得到的泡棉气凝胶，韧性好，柔软性好，隔热效果佳。
[0039]2、本专利技术通过二次发泡改性开孔泡棉得到的泡棉气凝胶，阻燃能力强，隔热性能极佳。
[0040]3、本专利技术制备得到的泡棉气凝胶隔热性能优异，可以应用于笔记本等精密现代仪器设备中。
具体实施方式
[0041]实施例1
[0042]本实施例1一方面提供了一种阻燃隔热泡棉气凝胶，所述泡棉气凝胶的制备原料为：开孔PU泡棉、含硅溶剂，体积比为1：5。
[0043]所述开孔PU泡棉，PPI为30。
[0044]所述开孔PU泡棉市售即可。
[0045]按质量份计，所述含硅溶剂为：5份超细硅微粉、15份酸性硅溶胶、30份正己烷、5份发泡剂。
[0046]所述发泡剂为对
‑
氧化二苯磺酰肼和碳酸氢钠，质量比为2：1。
[0047]所述超细硅微粉购自于江苏隆晶新型材料有限公司，型号为1250，粒径为10μm。
[0048]所述酸性硅溶胶购自于临沂市科翰硅制品有限公司，型号为KHAS
‑
5030。
[0049]本实施例1另一方面提供了所述泡棉气凝胶的制备方法，制备步骤如下：
[0050]S1：溶剂浸泡：将PU泡棉浸泡在含硅溶剂中，浸泡时间为10min，浸泡温度为35℃。
[0051]S2：二次发泡：使用硫酸将溶液pH调节为4，温度控制在140℃。
[0052]S3：凝胶干燥：采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃隔热泡棉气凝胶，其特征在于，所述泡棉气凝胶的制备原料包括：开孔泡棉、含硅溶剂，体积比为1：(5
‑
10)。2.根据权利要求1所述的泡棉气凝胶，其特征在于，所述开孔泡棉选自开孔PU泡棉、开孔PE泡棉、开孔EPDM泡棉、开孔EVA泡棉中的一种。3.根据权利要求2所述的泡棉气凝胶，其特征在于，所述开孔泡棉，PPI为30
‑
60。4.根据权利要求1所述的泡棉气凝胶，其特征在于，按质量份计，所述含硅溶剂包括：5
‑
10份硅粉、5
‑
15份硅溶胶、15
‑
30份溶剂、1
‑
5份发泡剂。5.根据权利要求4所述的泡棉气凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：方文，姜学广，林阳，王艺瑾，姜伟，
申请(专利权)人：常州威斯双联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：