[发明专利]一种超疏水纳米微孔绝热材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种超疏水纳米微孔绝热材料，其组分及质量份数配比为：纳米二氧化硅30‑50份、增强剂10‑15份、红外遮蔽剂8‑10份、酸性溶胶30‑50份、碱性溶胶30‑50份。所述酸性溶胶由正硅酸酯、酸性催化剂、溶剂和水混合配制而成；所述碱性溶胶由正硅酸酯、碱性催化剂、溶剂、水和低表面能修饰剂混合配制而成。本发明的超疏水纳米微孔绝热材料通过装入纳米二氧化硅等多孔隔热材料的纤维布袋浸渍超疏水溶胶制得，使得绝热材料不仅隔热性能优异，且具有超疏水性能。

技术领域

本发明属于绝热材料技术领域，具体涉及一种超疏水纳米微孔绝热材料及其制备方法。

背景技术

纳米微孔绝热材料是一种新型的绝热耐火材料，其内部含有大量纳米级气孔，纳米级气孔平均尺寸为50nm左右，常温下的导热系数低于静止空气的导热系数，绝热性能优异，在石化、冶金、航空航天等领域具有很大的应用价值。

目前常见的纳米介孔绝热材料是以气相二氧化硅超细粒子为主体，通过添加补强用增强纤维物质和粘合剂等物质，经充分搅拌混合后，采用模压工艺进行加压模制，最后经由高温焙烧制得纳米介孔绝热材料。但气相二氧化硅虽然具有优良的隔热性能，但由于其本身结构特点，表面硅原子容易和表面吸附水结合，保持氧的四面体配位，因此在纳米二氧化硅的孔道内壁存在大量的硅羟基，这些羟基一方面可用来固定活性基团，赋予纳米介孔材料新的性能；另一方面，大量端羟基的存在，加上它本身具有高度孔隙率，孔隙率高达60～90％，使得纳米介孔材料对环境湿度非常敏感，极易吸收空气中的水分及潮气。吸收的水分不仅可以使气相二氧化硅的介电常数大幅增加，而且还会造成在气相二氧化硅内部产生较强的毛细管表面张力，当这种表面张力达到一定程度时会导致纳米孔结构坍塌从而使得绝热效果大打折扣。这严重制约其在怕潮设备中使用，同时，这对于材料在空气环境中的保存、运输及搬运也带来很大不便。因此改进以气相二氧化硅为主要材料的微孔绝热材料，使其具有优异的疏水性能成为研究的方向。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种超疏水纳米微孔绝热材料，以装入纳米二氧化硅等多孔隔热材料的纤维布袋浸渍超疏水溶胶，使得绝热材料不仅隔热性能优异，且具有超疏水性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种超疏水纳米微孔绝热材料，其组分及质量份数配比为：纳米二氧化硅30-50份、增强剂10-15份、红外遮蔽剂8-10份、酸性溶胶30-50份、碱性溶胶30-50份。

所述酸性溶胶由正硅酸酯、酸性催化剂、溶剂和水混合配制而成，其中各组分的质量份数配比为：正硅酸酯10-20份、酸性催化剂3-5份、溶剂30-50份、水20-40份。

所述碱性溶胶由正硅酸酯、碱性催化剂、溶剂、水和低表面能修饰剂混合配制而成，其中各组分的质量份数配比为：正硅酸酯10-20份、碱性催化剂3-5份、溶剂30-50份、水20-40份、低表面能修饰剂5-8份。

优选地，所述增强剂为玻璃纤维、玄武岩纤维、陶瓷绝热纤维、水镁石纤维中的一种或多种。

优选地，所述红外遮蔽剂为碳化硅、六钛酸钾晶须、炭黑和锆英砂中的一种或多种。

优选地，所述低表面能修饰剂为烷基烷氧基硅烷。

优选地，所述溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、丙醇、丁醇中的一种或几种。

优选地，所述酸性催化剂为盐酸、乙酸、硝酸中的一种或几种。

优选地，所述碱性催化剂为氨水和/或四甲基氢氧化铵。

本发明还提供了一种上述的超疏水纳米微孔绝热材料的制备方法，其制备方法为：

步骤1)：按照质量份数配比将纳米二氧化硅、增强剂、红外遮蔽剂装入纤维布袋中，缝合纤维布袋，并将纤维布袋摊平压制，得到平板状板材；