[发明专利]一种硅基防晒隔热粉体的生产工艺

说明书

本发明公开了一种硅基防晒隔热粉体的生产工艺，涉及涂料领域，通过以水玻璃为硅源，采用溶胶凝胶方法制备氧化硅基防晒隔热粉体，水玻璃经离子交换树脂处理后得到SiO₂水溶胶，通过加入碱催化剂、胶凝得到SiO₂凝胶，再经陈化、表面改性、干燥、热处理等工艺，得到干凝胶粗粉，再经气流粉碎制得气凝胶微颗粒；在此过程中，以硼酸、氯化钙、氯化铝、氧氯化锆为原料，将其掺入SiO₂中，解决了纳米氧化硅隔热材料的导热系数随温度升高而急剧增大，高温下的隔热能力大大降低的问题；通过使用改性剂对掺杂SiO₂进行改性，消除掺杂SiO₂表面大量的羟基，使其能够更易于分散在涂料中，进一步提高其防晒隔热效果。

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种硅基防晒隔热粉体的生产工艺。

背景技术

目前建筑领域的防晒隔热普遍应用的是反射隔热涂料，虽然该涂料具有良好的效果，但其隔热性能仍不能满足当前高等级绿色建筑对建筑节能的需求，因此开发新一代绿色建筑防晒隔热产品具有重要的社会效益和潜在巨大的经济效益；

二氧化硅气凝胶独特的微观纳米结构使其具有低密度、高比表面积和高孔隙率的特点，这些特点使其在热学、光学、电学、声学等方面均有独特的优良性质，因此，可作为高效隔热保温材料，通过添加二氧化硅为主要材料的防晒隔热涂料具有良好的隔热防晒效果；

但纳米二氧化硅材料对波段在2.5-7.5μm的有效消光系数为0.1-19.5m²/kg，表明试样对此波段范围的红外辐射几乎是透明的，这一波段内的热辐射能量大部分都直接通过纳米氧化硅隔热材料，最终导致材料的导热系数随温度升高而急剧增大，使其在高温下的隔热能力大大降低；

因此，亟需一种掺杂型硅基防晒隔热粉体解决以上问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种硅基防晒隔热粉体的生产工艺：以硼酸、氯化钙、氯化铝、氧氯化锆为原料，将其掺入SiO₂中，制备掺杂微颗粒，解决了现有的纳米氧化硅隔热材料的导热系数随温度升高而急剧增大，使其在高温下的隔热能力大大降低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种硅基防晒隔热粉体的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一：将水玻璃与乙醇水溶液加入至安装有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，在搅拌速率为300-500r/min的条件下搅拌20-30min，之后将搅拌产物用阳离子交换树脂进行离子交换，得到中间产品A，即为pH为2.1-2.4的SiO₂水溶胶；

步骤二：向中间产品A中逐滴加入掺杂剂，继续搅拌20-30min，加入碱催化剂调节反应体系pH为5.0-5.5，之后继续搅拌3-5min，静置陈化，胶凝后得到中间产品B，即为掺杂SiO₂凝胶；

步骤三：将中间产品B加入至无水乙醇中，在超声波频率为55-75kHz的条件下超声分散10-30min，得到中间产品B的分散液；

步骤四：将无水乙醇a和去离子水加入至安装有安装有搅拌器和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，加入冰醋酸调节pH为5.0-5.5，之后在搅拌速率为300-500r/min的条件下边搅拌边逐滴加入至改性剂，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌10-15min，之后边搅拌逐滴加入中间产品B的分散液，控制滴加速率为1滴/s，滴加完毕后继续搅拌20-30h，反应完成后将反应产物离心处理，收集沉淀物，得到中间产品C，即为改性后的掺杂SiO₂；