本发明专利技术涉及一种气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料及其制备方法，该复合保温隔热材料是采用无机轻集料或无机轻集料板材与SiO2气凝胶复合，然后凝胶、老化、干燥制备而成的；其制备方法，包括：（1）以水玻璃为硅源，加入硼酸，稀释后，加入催化剂，制得溶胶；（2）通过低压吸附或直接浸泡的工艺，将配制好的溶胶吸入无机轻集料的孔内或其板材孔隙内，然后静置待凝胶后，采用常压干燥工艺或超临界干燥工艺，制得气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料。本发明专利技术的制备方法操作简单，成本低，可规模化生产；本发明专利技术得到的复合保温隔热材的导热系数低，保温隔热性好，寿命也较长，且具有很好的防火性能，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合保温隔热材料及其制备领域，特别涉及。
技术介绍
公消201165号红头文件的公布后，无机保温隔热材料已经拥有了一个庞大的市场。然而目前建筑节能采用的无机保温隔热材料从形态上可以分为纤维状和多孔状两类。纤维状保温隔热材料主要有岩(矿)棉、玻璃棉、陶瓷纤维等，呈固体基质与气孔连续的结构特征和软质易压缩的性能特征，易下坠、吸水率高，用于外墙保温时须采取繁复的构造措施，确保外保温系统整体的强度、抗裂、保温、防潮、防下坠等性能，通常作为多层复合板材中的保温隔热材料层使用，其施工难度大，造价高，无市场竞争力。多孔状保温隔热材料主要有泡沫玻璃、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙等，呈固体基质连续与气孔不连续的结构特征和 硬质不易压缩的性能特征，可直接用于建筑墙体外保温的保温构造层。相对于有机保温隔热材料，目前建筑上所用的无机保温隔热材料的导热系数较高。迄今为止，超级绝热材料是保温隔热性能最好的材料之一。它是指在预定的使用条件下，其导热系数低于“无对流空气”导热系数的绝热材料。目前研究最为广泛的超级绝热材料是SiO2气凝胶。SiO2气凝胶主要有以下特征(I)孔的特征=SiO2气凝胶几乎所有的孔隙都应在IOOnm以下，80%以上的气孔都应小于50nm (孔径小于空气分子自由程)。(2)密度特征=SiO2气凝胶具有很低的体积密度。为了降低固体材料的热传导，作为气体屏障的固体薄壁应该最大限度的薄，即SiO2气凝胶必须有最大的气孔率。(3)导热系数常温下“无对流空气”的导热系数为O. 005w/(m ·Κ)，材料在常温和特定使用温度下，导热系数应比“无对流空气”的导热系数更低。SiO2气凝胶极低的体积密度决定了它极差的机械强度，通常无法直接作为保温隔热材料使用。为了提高SiO2气凝胶的强度，通行的方法是从结合剂以及骨架材料来考虑增加其强度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法操作简单，成本低，得到的复合保温隔热材的导热系数低，保温隔热性好，寿命也较长，且具有很好的防火性能。本专利技术的一种气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料，该复合保温隔热材料是采用无机轻集料或无机轻集料板材与SiO2气凝胶复合，然后凝胶、老化、干燥制备而成的；所述的气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料中无机轻集料或无机轻集料板材与SiO2气凝胶的质量比为20 70 :1。所述的无机轻集料板材为复合后的无机轻集料板材，其是由无机轻集料与SiO2气凝胶复合、凝胶、老化、干燥得到的复合保温隔热材料制备得到的板材。所述的无机轻集料为膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或玻化微珠。本专利技术的一种气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料的制备方法，包括I、溶胶的制备I. I以水玻璃为硅源，加入定量的硼酸，稀释后，加入定量的催化剂，制得凝胶时间为I小时左右的溶胶。 I. 2以水玻璃为硅源，加入定量的硼酸，稀释后，加入适量表面改性剂(如六甲基二娃氧烧、TK甲基_■娃胺烧、二甲基TK娃烧或甲基二甲氧基娃烧等)，然后加入定量的催化剂，制得凝胶时间为I小时左右的溶胶。1.3以水玻璃为硅源，加入定量的硼酸，稀释后，加入适量抗收缩剂(如聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚苯乙烯磺酸钠等)，然后加入定量的催化剂，制得凝胶时间为I小时左右的溶胶。上述的溶胶的制备过程中，按质量分数Na2O 5% 30%、B203 ( 30%、Si0240% 80%配置 Na2O-B2O3-SiO2 溶胶。2、气凝胶与无机轻集料复合(如图I所示)2. I在室温条件下，将I. I中制备的溶胶直接与无机轻集料混合，在低压条件(-0. IMPa)下将溶胶吸入无机轻集料的孔内，之后静置40分钟左右，滤出吸饱溶胶的无机轻集料。凝胶后，40°C老化一定时间，然后在40°C、10Mpa条件下，与超临界态的二氧化碳混合，静置I天后，接着以6 8kg/h的速度循环二氧化碳干燥I小时，最后制得气凝胶与无机轻集料的复合保温隔热材料。2. 2在室温条件下，将I. 2中制备的溶胶直接与无机轻集料混合，在低压条件(-0. IMPa)下将溶胶吸入无机轻集料的孔内，之后静置40分钟左右，滤出吸入溶胶的无机轻集料。凝胶后，40°C老化I天，依次在70、90、120和200°C各干燥两小时，最后制得气凝胶与无机轻集料的复合保温隔热材料。2. 3在室温条件下，将I. 3中制备的溶胶直接与无机轻集料混合，在低压条件(-0. IMPa)下将溶胶吸入无机轻集料的孔内，之后静置40分钟左右，滤出吸入溶胶的无机轻集料。凝胶后，40 V老化I天，依次在70、90、120、200和400 V各干燥两小时，最后制得气凝胶与无机轻集料的复合保温隔热材料。3、气凝胶与无机轻集料板材复合(如图2所示)3. I在室温条件下，将无机轻集料板材浸泡于I. I中制备的溶胶中，让溶胶进入无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右；凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，然后在40°C、IOMpa条件下，与超临界态的二氧化碳混合，静置I天后，接着以6 8kg/h的速度循环二氧化碳干燥I小时，最后制得气凝胶的无机轻集料改性板材。3. 2在室温条件下，将无机轻集料板材浸泡于I. 2中制备的溶胶中，让溶胶进入无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右；凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200°C各干燥两小时，最后制得气凝胶的无机轻集料改性板材。3. 3在室温条件下，将无机轻集料板材浸泡于I. 3中制备的溶胶中，让溶胶进入无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右；凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200、400°C各干燥两小时，最后制得气凝胶的无机轻集料改性板材。4、气凝胶与复合后无机轻集料制备的板材复合(如图3所示)4. I在室温条件下，将复合后的无机轻集料板材浸泡于I. I中制备的溶胶中，让溶胶进入复合后的无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右。凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，然后在40°C、IOMpa条件下，与超临界态的二氧化碳混合，静置I天后，接着以6 8kg/h的速度循环二氧化碳干燥I小时，最后制得气凝胶与复合后的无机轻集料改性板材。4. 2在室温条件下，将复合后的无机轻集料板材浸泡于I. 2中制备的溶胶中，让溶胶进入复合后的无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右。凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200°C各干燥两小时，最后制得气凝胶与复合后的无机轻集料改性板材。4. 3在室温条件下，将复合后的无机轻集料板材浸泡于I. 3中制备的溶胶中，让溶胶进入复合后的无机轻集料板材的间隙内，静置40分钟左右。凝胶后，将板材表面多余的凝胶刮去，40°C老化I天，依次在70、120、200、400V各干燥两小时。最后制得气凝胶与复合后的无机轻集料改性板材。 本专利技术是以膨胀珍珠岩、膨胀蛭石或玻化微珠等无机轻集料及其板材为基体，采用气凝胶与之复合，以制得低导热系数和高强度的气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料。其制备工艺为以水玻璃为硅源，引入硼酸、外加剂和催化剂制得均匀的溶胶，通过低压吸附或直接浸泡的工艺，将配制好的溶胶吸入无机轻集料的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料，其特征在于：该复合保温隔热材料是采用无机轻集料或无机轻集料板材与SiO2气凝胶复合，然后凝胶、老化、干燥制备而成的；所述的气凝胶/无机轻集料复合保温隔热材料中无机轻集料或无机轻集料板材与SiO2气凝胶的质量比为20～70：1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王子生，王智宇，王小山，阮华，李陆宝，屠浩驰，
申请(专利权)人：宁波荣山新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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