本发明专利技术提供了一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料及其制备方法，制备方法包括：S10.制备二氧化硅凝胶前驱胶体溶液；S20.向二氧化硅凝胶前驱胶体溶液内加入引发催化剂，进而形成弹性的二氧化硅立体凝胶化合物；S30.置换出二氧化硅立体凝胶化合物中的液体相，进而形成二氧化硅纳米孔隔热材料。本发明专利技术提供的无刺激性气味的纳米孔隔热材料，以二氧化硅为主，高温热解化合物中，含氯和氮的有机脂肪族化合物占比低于1.9wt％，含氯和氮的有机芳香族化合物占比低于2.1wt％。用高温火焰对于该二氧化硅为主的纳米孔隔热复合物进行灼烧时，没有刺激性气味，不对人体的眼睛和鼻子产生伤害。该纳米孔隔热复合物在密封空间长时间使用，不会对人体健康产生损害。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隔热材料，尤其是涉及一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料及其制备方法。
技术介绍
1、纳米孔隔热材料具有优良的隔热保温特性，由此常常用于高温隔热领域，其可以大幅度降低能源消耗。但目前的纳米孔隔热在高温条件下会释放出具有刺激性气味的分解物。该分解物一般为包含氯、氮等元素的有机化合物。特别是，该分解物会长时间留在密闭空间中，对于在该空间内工作人员的健康造成极大的损伤。
2、这些分解物以各种途径短期或长期进人机体，具有毒性。中毒时，中枢神经系统受损，条件反射活动发生紊乱。而分解物中的有机胺化合物不仅本身有毒性，而且能通过与亚硝基化剂，例如亚硝酸盐或硝酸盐的化学反应生成致癌物质亚硝胺。在大多数情况下，亚硝胺属于在短期内使动物发生肿瘤的强致癌原。最近的研究已经证明亚硝胺是潜在的导致许多动物多样性肿瘤的致癌物。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料的制备方法，包括：
3、s10.制备二氧化硅凝胶前驱胶体溶液；
4、s20.向二氧化硅凝胶前驱胶体溶液内加入引发催化剂，进而形成弹性的二氧化硅立体凝胶化合物；
5、s30.置换出二氧化硅立体凝胶化合物中的液体相，进而形成二氧化硅纳米孔隔热材料。
6、进一步地，步骤s10包括如下步骤；</p>7、s11.将硅烷氧化合物溶解在水溶剂中，水解反应后进而获得所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液。
8、优选地，所述硅烷氧化合物为硅酸酯。
9、进一步地，步骤s11中，硅酸酯溶解在水溶剂中并反生如下水解反应：
10、s i(oc2h5)4+4h2o→s i(oh)4+4(c2h5oh)；
11、进而获得所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液。
12、二氧化硅凝胶前驱胶体溶液中水解的氢氧化物呈胶体状态，以分子低聚胶体群簇的形式悬浮在水溶剂中。
13、进一步地，所述水溶剂为带有1至4个碳原子的低级醇、酮或者酯类的水溶剂。
14、进一步地，所述水溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、丙酮、丁酮和四氢呋喃中的一种或若干种。
15、进一步地，通过向所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液添加酸液或碱液，进而控制所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液的ph值为2-10。
16、优选地，所述酸液选自h2so4，h3po4，氟硅酸，氟硼酸，硝酸，草酸中的一种或若干种。
17、优选地，所述碱液选自氢氧化钠或氢氧化钾。
18、进一步地，二氧化硅凝胶前驱胶体溶液中包含有填充材料或添加剂，用于强化纳米孔隔热材料。
19、进一步地，所述填充材料或添加剂包括：开口发泡体强化材料、蜂窝强化材料、纤维强化材料等。
20、优选地，所述纤维强化材料为松散的离散纤维、非织物材料等。如棉絮、网织物或毡制品等。
21、以纤维为主体材料与一种或多种其他强化材料组合，可形成连续地或者非连续地的网络结构。
22、进一步地，所述填充材料或添加剂包括：碳(例如石墨、石墨烯)、聚丙烯腈(pan)或玻璃纤维等。
23、进一步地，所述填充材料或添加剂包括：石英等高硅氧制品，或者其他二氧化硅纤维、碳化硅纤维或者陶瓷纤维等。
24、进一步地，步骤s20中，所述引发催化剂为加速反应的化合物溶液，用于促使二氧化硅凝胶前驱胶体凝结形成所述的二氧化硅立体凝胶化合物；
25、所述引发催化剂选自氟化钾溶液、氟化氢铵溶液、氟硅酸溶液和氟硅酸钠溶液中的一种或若干种。
26、进一步地，步骤s20中，向二氧化硅凝胶前驱胶体溶液中输入紫外光、可见光、红外光、微波、机械振动波和电磁波中的一种或若干种，用于加速二氧化硅凝胶前驱胶体的凝结。
27、二氧化硅凝胶前驱胶体，即一种溶胶-凝胶的前驱胶体的在催化体系的强有力作用下，溶胶可转变成凝胶体。凝胶体的凝胶点是指该前驱胶体呈现不流动性，及/或形成遍及溶胶体内部的连续的穿插的或者三维的聚合物骨架的连接点。
28、进一步地，步骤s30中，通过萃取干燥方法置换出二氧化硅立体凝胶化合物中的液体相，进而形成纳米孔隔热材料。
29、步骤s30中，采用迫使二氧化硅立体凝胶化合物中纳米骨架结构低收缩的方式置换出二氧化硅立体凝胶化合物中的液体相。例如，利用气体如空气等置换湿凝胶材料中的液体相的方法。
30、优选地，步骤s30中，采用与有机溶剂混溶性好的亚临界或超临界流体(例如二氧化碳等)置换出二氧化硅立体凝胶化合物中的液体相。
31、纳米孔隔热材料通常是高于流体的临界点的温度及压力，一旦超过(超临界)(亦即系统的压力及温度分别在或高于临界压力及临界温度)，就会出现新超临界相。这样条件下，可在消除气液界面压力的时候，进行溶剂置换。此外，超临界流体通常与有机溶剂混溶性好，因此具有良好的溶解能力。
32、普通的干燥技术，如常压蒸发，因液体蒸发或移除所产生的毛细管力可造成湿凝胶材料显性的孔收缩及骨架坍塌。
33、本申请通过使用亚临界或超临界流体，或者亚临界或超临界条件，从湿凝胶基体中置换液体相。在近临界或超临界流体干燥过程中，在超过介质的临界点时，进行干燥，并置换湿凝胶中的液体，从而，保持骨架的完整性。从而减少在液体置换时，毛细管力对凝胶的骨架的不利影响。
34、本申请中，纳米孔隔热材料的组成包含但不限于：纤维强化的纳米孔隔热复合物；包含添加剂元素如遮光剂的纳米孔隔热复合物；气凝胶-泡沫体复合物；或类似的固体材料中的复合物材料。
35、本申请第二方面公开了一种采用上述制备方法制得的无刺激性气味的纳米孔隔热材料。
36、采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
37、本专利技术提供的无刺激性气味的纳米孔隔热材料，以二氧化硅为主，具有如下优异的性质：
38、1)高温热解化合物中，含氯和氮的有机脂肪族化合物占比低于1.9wt％，含氯和氮的有机芳香族化合物占比低于2.1wt％。
39、2)用高温火焰对于该二氧化硅为主的纳米孔隔热复合物进行灼烧时，没有刺激性气味，不对人体的眼睛和鼻子产生伤害。
40、3)该纳米孔隔热复合物在密封空间长时间使用，不会对人体健康产生损害。
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【技术保护点】
1.一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S10包括如下步骤；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷氧化合物为硅酸酯；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶剂为带有1至4个碳原子的低级醇、酮或者酯类的水溶剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、丙酮、丁酮和四氢呋喃中的一种或若干种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过向所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液添加酸液或碱液，进而控制所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液的PH值为2-10。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二氧化硅凝胶前驱胶体溶液中包含有填充材料或添加剂，用于强化纳米孔隔热材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述填充材料或添加剂包括：开口发泡体强化材料、蜂窝强化材料、纤维强化材料；所述纤维强化材料为松散的离散纤维或者非织物材料。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述填充材料或添加剂包括：碳、聚丙烯腈或玻璃纤维；
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S20中，所述引发催化剂为加速反应的化合物溶液，用于促使二氧化硅凝胶前驱胶体凝结形成所述的二氧化硅立体凝胶化合物；
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【技术特征摘要】
1.一种无刺激性气味的低成本纳米孔隔热材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s10包括如下步骤；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷氧化合物为硅酸酯；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶剂为带有1至4个碳原子的低级醇、酮或者酯类的水溶剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、丙酮、丁酮和四氢呋喃中的一种或若干种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过向所述二氧化硅凝胶前驱胶体溶液添加酸液或碱液，进而控制所...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹军锋，荆慧，牟昱烨，张旭东，梁鹏，李曼曼，梁磊，孙文丹，
申请(专利权)人：航天规划设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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