[发明专利]气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜的制造方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶微球‑聚四氟乙烯隔热薄膜的制造方法，包括以下步骤：1）气凝胶微球基隔热涂料的制备：将气凝胶微球分散在溶剂中，搅拌25~35 min，随后加入粘结剂，并继续搅拌85~95 min，获得气凝胶微球基隔热涂料；2）聚四氟乙烯薄膜基底的清洗：将聚四氟乙烯薄膜基底在去离子水、乙醇和丙酮中分别进行超声处理，烘干，得清洗后的聚四氟乙烯薄膜基底；3）气凝胶微球‑聚四氟乙烯隔热薄膜的制备：将气凝胶微球基隔热涂料涂布在清洗后的聚四氟乙烯薄膜基底上，干燥固化，最后烘干，最终获得气凝胶微球‑聚四氟乙烯隔热薄膜。本发明制造的隔热薄膜具有良好的隔热性能，同时可以保持气凝胶结构不被破坏。

技术领域

本发明涉及隔热薄膜技术领域，特别是涉及一种气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜的制造方法。

背景技术

采用聚四氟乙烯制备的膨体聚四氟乙烯薄膜具有良好的隔水透气性能、较高的稳定性和疏水性能，可以应用在服装、汽车零部件以及微电子等领域。然而，膨体聚四氟乙烯薄膜本身的多孔结构导致其热导率较高，不利于在汽车和新型电子器件中的应用。因此，膨体聚四氟乙烯薄膜的隔热问题亟待解决。

传统的块体隔热材料如隔热毡、隔热板等厚度和重量较大，同时机械柔性差，不适宜与膨体聚四氟乙烯薄膜复合。隔热涂层可以适用于各种复杂表面，施工工艺较为简单，同时涂层厚度可控，是较为理想的提升膨体聚四氟乙烯薄膜隔热性能的方式。隔热涂层一般由隔热涂料涂布在膨体聚四氟乙烯薄膜表面后干燥形成。在隔热涂料中，一般包含隔热填料，粘结剂，溶剂以及其他功能助剂等。一般隔热填料选择具有良好隔热性能的材料，包含海泡石，珍珠岩，硅藻土，玻璃微珠等。

二氧化硅气凝胶具有纳米孔结构，是一种新型多孔材料。由于其连续的三维网络结构，具有极低的导热系数约0.013-0.016W/(m•K)，远高于目前常用的各种隔热填料，可以明显提升隔热涂层的隔热性能。然而，目前制备的气凝胶隔热涂料相关专利较多，一般采用气凝胶粉体作为隔热填料，聚氨酯、聚丙烯酸和硅丙乳液等有机树脂作为粘结剂，如CN106752561A采用硅丙乳液作为粘结剂制备了水性气凝胶浆料；CN108997911A则采用了环氧树脂、聚氨酯或聚丙烯酸乳液作为粘结剂。然而，在涂料混合和涂布过程中，一方面高分子粘结剂会进入并堵塞气凝胶的三维孔洞结构，最终导致气凝胶涂层完全致密，提高了导热系数；另一方面，在溶剂蒸发过程中产生的毛细管力可能对气凝胶的三维骨架结构造成破坏，气凝胶结构坍塌后同样会导致最终的导热系数上升。

因此，采用新的气凝胶材料制备具有更好稳定性和隔热性能的聚四氟乙烯基复合隔热薄膜具有重要意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜的制造方法，制造的隔热薄膜具有良好的隔热性能，同时可以保持气凝胶结构不被破坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜的制造方法，包括以下步骤：

1）气凝胶微球基隔热涂料的制备：

将气凝胶微球分散在溶剂中，搅拌25~35 min，随后加入粘结剂，并继续搅拌85~95min，获得气凝胶微球基隔热涂料；

2）聚四氟乙烯薄膜基底的清洗：

将聚四氟乙烯薄膜基底在去离子水、乙醇和丙酮中分别进行超声处理10~20min后，烘干，得清洗后的聚四氟乙烯薄膜基底；

3）气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜的制备：

将气凝胶微球基隔热涂料涂布在清洗后的聚四氟乙烯薄膜基底上，在45~55℃下干燥固化，最后95~105℃下烘干55~65 min，最终获得气凝胶微球-聚四氟乙烯隔热薄膜。

在本发明一个较佳实施例中，步骤1）中气凝胶微球直径为5~50 μm。