[发明专利]一种低热导率硅橡胶泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料工艺技术领域，涉及一种低热导率的硅橡胶泡沫材料及其制备方法。

背景技术

随着节能环保意识的增强，以及人类活动领域的不断拓展，隔热保温技术越来越受到人们的重视，并被广泛应用于工业、建筑、航空、航天等领域。目前，用于保温绝热的材料种类较多，包括：陶瓷纤维棉板、玻璃纤维棉板、岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统和聚苯颗粒保温料浆等。随着技术的进一步发展，隔热保温材料及技术正逐渐向高效、环保的方向发展。

硅橡胶具有独特的耐高低温、耐腐蚀、耐辐射等特点，同时具有优良的电绝缘性、防水性和耐气候性。由其制备的泡沫更具有轻质、隔热、隔音和抗冲击等优良性能，是今后绝热保温材料的一个发展热点。

通常，硅橡胶泡沫是通过发泡法或析出法制备得到的。即在生胶中加入发泡剂和硫化剂，在硫化过程中，发泡剂发泡成型，形成硅橡胶泡沫；或在生胶中加入成孔剂和硫化剂，混炼硫化后，浸入水或其它溶剂中，将成孔剂析出，形成硅橡胶泡沫。

通过以上方法制备得到的硅橡胶泡沫，孔径分布不均，孔径大多在几十微米以上，且多为通孔。当该材料作为隔热材料使用时，泡沫内部空气容易形成对流传热，降低隔热效率，限制了其在高效隔热材料领域的应用。此外，由于隔热材料往往与结构件共同存在，因此在使用的过程中，需要承受一定的压力，因而对隔热材料具有一定的力学性能要求。而由以上方法制备得到的硅橡胶泡沫，其抗压缩性能较差，产品尺寸稳定性差，在使用时，泡沫的压缩形变较大，对泡沫内部的孔结构影响较大，不利于泡沫的隔热保温。同时，以上方法难以成型结构复杂、尺寸要求精度高的隔热构件。

为此，有必要研究一种新型的硅橡胶泡沫材料，其孔径分布均匀，孔径在几十纳米以内；该材料尺寸稳定和力学性能好；成型方法简单，能够一体成型。

发明内容

为实现上述目的，本发明的发明人将硅橡胶胶粘剂与空心微珠共混，通过一定的成型方法形成硅橡胶泡沫基体，然后在硅橡胶泡沫基体中填充气凝胶，使硅橡胶泡沫孔径达到纳米级，能够降低硅橡胶泡沫的热导率；同时对硅橡胶泡沫基体进行改性，增强两者的相容性，实现硅橡胶泡沫基体的充分浸胶，从而能够改善泡沫结构均匀性，因此完成本发明。

本发明的一个目的是提供一种低热导率的硅橡胶泡沫材料；

本发明的另一个目的是提供制备所述低热导率硅橡胶泡沫材料的方法。

本发明提供了一种低热导率硅橡胶泡沫材料，所述硅橡胶泡沫材料由硅橡胶泡沫基体和气凝胶构成。

优选的是所述硅橡胶泡沫基体与气凝胶的质量比为：1∶0.01-100，例如可以为1∶0.01、1∶0.02、1∶0.05、1∶0.07、1∶0.09、1∶0.1、1∶0.3、1∶0.5、1∶0.7、1∶0.9、1∶1、1∶3、1∶5、1∶7、1∶9、1∶10、1∶0.30、1∶0.50、1∶70、1∶90、1∶100，更优选为1∶0.05～1∶20。

优选的是硅橡胶泡沫基体的体积密度为0.005g/cm³～1.00g/cm³，更优选为0.01g/cm³～0.80g/cm³，例如可以为0.005g/cm³、0.01g/cm³、0.02g/cm³、0.05g/cm³、0.10g/cm³、0.20g/cm³、0.30g/cm³、0.40g/cm³、0.50g/cm³、0.60g/cm³、0.70g/cm³、0.80g/cm³、0.90g/cm³、1.00g/cm³。

气凝胶具有轻质、多孔等特点，孔径在几个纳米，可以有效的阻隔热量的传导。通过气凝聚的添加使硅橡胶泡沫基体中的微米孔减小为纳米孔，有效的改善硅橡胶泡沫的隔热性能。

优选的气凝胶为二氧化硅气凝胶。

优选的二氧化硅气凝胶原材料为硅醇盐，一般可以选择使用硅酸酯，例如可以为选自由正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和正硅酸丙酯组成的组中的一种或两种以上的组合，更优选为正硅酸乙酯。