CN103568379A

CN103568379A - 气凝胶复合板及其制备方法

Info

Publication number: CN103568379A
Application number: CN201310512603.5A
Authority: CN
Inventors: 徐征
Original assignee: KUNSHAN LANSHENG BUILDING MATERIAL CO Ltd
Current assignee: KUNSHAN LANSHENG BUILDING MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: CN103568379B

Abstract

本发明公开了一种气凝胶复合板及其制备方法，该复合板包括面板、底板和位于两者之间相互交错形成若干空腔的骨架，并在空腔内填充二氧化硅气凝胶。该制备方法包括在底板一侧涂覆粘结剂，将骨架与底板粘结；在骨架空腔内填充二氧化硅气凝胶；在面板一侧涂覆粘结剂，并与填满二氧化硅气凝胶的骨架粘结。本发明的优点为采用中心为骨架上下复合板材的结构，提高了面板、底板以及复合板整体的机械强度；骨架空腔内均布的气凝胶将导热系数降低到0.010～0.020(W/m.k)，使得该复合板优于各种保温隔热材料，仅次于真空绝热板；该复合板应用范围广泛，如工业、建筑物的外墙体、室内装饰、交通运输车辆、船舶等。

Description

气凝胶复合板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合板及其制备方法，尤其涉及一种气凝胶复合板及其制备方法，属于保温隔热材料领域。

背景技术

气凝胶（aerogels）通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。气凝胶是一种固体，但是99%都是由气体构成，外观看起来像云一样，因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，其作为自然界比重最轻、比表面积最大的固态物质，其优异的隔热保温作用超越了其它所有材料，已经在太阳能利用、建筑物节能、航天军工以及部分有特殊要求的工业行业成功运用。就保温隔热板而言，一般采用气凝胶与耐热纤维复合而成，然而气凝胶机械强度低、成本高，所以用其制备的隔热保温板存在强度不高、不能承受较大压力、制作成本高等问题。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种机械强度高、保温隔热性能优良且成本低的气凝胶复合板；本发明还提供了该气凝胶复合板的制备方法。

技术方案：本发明所述的气凝胶复合板，包括面板、底板和位于两者之间相互交错形成若干空腔的骨架，并在空腔内填充二氧化硅气凝胶。

其中，所述骨架为蜂窝骨架，二氧化硅气凝胶填充在蜂窝内。

所述面板为石膏板、纤维密度板、水泥板、硅酸钙板、石材、仿石材或装饰板；所述底板为纤维密度板、水泥板、硅酸钙板或石膏板。其中，装饰板为塑料装饰板、铝质装饰板或防水硬纸板；纤维密度板为有机或无机中、高纤维密度板。

所述骨架为阻燃型骨架，该阻燃型骨架由金属、聚酰胺树脂、复合树脂或涂覆阻燃剂的胶合硬纸制成的骨架。其中，金属骨架一般为合金铝板、高锰合金铝板。

所述骨架与面板之间以及骨架与底板之间粘结，其中，所用的粘接剂为聚合物粘结剂，具体可为丙烯酸酯类、聚氨酯类或环氧树脂类结构胶。

当底板、面板、骨架、粘结剂均选用阻燃材料时，该复合板即为阻燃型。

本发明所述气凝胶复合板的制备方法，包括如下步骤：

（1）在底板的一侧涂覆粘结剂，将骨架与底板粘结；

（2）在骨架空腔内填充二氧化硅气凝胶；

（3）在面板的一侧涂覆粘结剂，并与填满二氧化硅气凝胶的骨架粘结。

该复合板在面板和底板之间设置骨架，该骨架由密集排列的三角形、菱形等构成或者由六边形或其他多边形的蜂窝构成，该骨架可以分散来自面板或底板方向的压力，使上下板块受力均匀，受压时不易产生形变，保持较高的平整度；同时提高了复合板整体的机械强度；在骨架空腔内填充的气凝胶分布均匀、密实，不使空气流动传热，能抑制热传导、阻止红外热辐射，有效限制局部发热、从而降低导热系数。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点为1、采用中心为骨架上下复合板材的结构，提高了面板、底板以及复合板整体的机械强度，其抗压和抗拉强度≥0.10Mpa；2、骨架空腔内均布的气凝胶将导热系数降低到0.010～0.020(W/m.k)，使得该复合板优于各种保温隔热材料，仅次于真空绝热板；3、当复合板均使用阻燃材料时，复合板为A级阻燃；4、该复合板还具有抗风压、减震、隔音等优良性能；5、该复合板可以任意切割所需尺寸，使用方便；6、使用水玻璃、硅溶胶制制备气凝胶，降低成本；7、该复合板应用范围广泛，如工业、建筑物的外墙体、室内装饰、交通运输车辆、船舶等。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，该气凝胶复合板包括面板1和底板2，骨架3分别与面板1和底板2粘结，该骨架3为六边形蜂窝骨架，蜂窝内填充二氧化硅气凝胶4。

以下实施例中，粘结剂购自靖江市联众胶粘剂有限公司，填充的二氧化硅气凝胶可以是现有的气凝胶，也可由水玻璃和硅溶胶为基本原料制备得到，同时申请人就该制备方法已经申请专利，申请号为201310251633.5。

实施例1：

面板选用氟碳烤漆乐斯尔铝方板；底板选用硅酸钙压力板；粘结剂选用环氧树脂类结构胶；蜂窝骨架选用阻燃型PP蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

具体制备方法为：首先在硅酸钙压力板一侧涂覆环氧树脂类结构胶并粘接PP蜂窝芯；接着在蜂窝内填充二氧化硅气凝胶；然后在氟碳烤漆乐斯尔铝方板一侧也涂覆环氧树脂类结构胶，并粘贴到填满二氧化硅气凝胶的PP蜂窝芯上，然后压实上下板即可。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.019(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为A级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为2.2Mpa，抗拉强度的检测为1.6Mpa。

实施例2：

面板选用天然大理石；底板选用石膏纤维压力板；粘结剂选用丙烯酸酯类粘结剂；蜂窝骨架选用阻燃型PC蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.01(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为A级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为2.3Mpa，抗拉强度的检测为1.6Mpa。

实施例3：

面板选用聚酯纤维板；底板选用聚酯纤维板；粘结剂选用聚氨酯结构胶；蜂窝骨架选用铝蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用硅溶胶气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.02(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为S1级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为2.0Mpa，抗拉强度的检测为1.6Mpa。

实施例4：

面板选用硬质防火印花硬纸板；底板选用水泥板；粘结剂选用聚氨酯结构胶；蜂窝骨架选用涂有阻燃剂的纸质蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.018(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为B1级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为1.6Mpa，抗拉强度的检测为1.0Mpa。

实施例5：

面板选用石膏板；底板选用石膏；粘结剂选用聚氨酯结构胶；蜂窝骨架选用聚酰胺树脂蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.01(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为B1级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为1.8Mpa，抗拉强度的检测为1.2Mpa。

实施例6：

面板选用硅酸钙压力板；底板选用石膏；粘结剂选用聚氨酯结构胶；蜂窝骨架选用阻燃型PC蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.013(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为B1级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为1.8Mpa，抗拉强度的检测为1.3Mpa。

实施例7：

面板选用水泥板；底板选用水泥板；粘结剂选用聚氨酯结构胶；蜂窝骨架选用阻燃型PC蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.015(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为A级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为2.0Mpa，抗拉强度的检测为1.8Mpa。

实施例8：

面板选用仿石材板；底板选用水泥板；粘结剂选用丙烯酸酯类粘结剂；蜂窝骨架选用阻燃型PP蜂窝芯；二氧化硅气凝胶选用水玻璃气凝胶。

制备方法同实施例1。

性能检测：

1、采用GB/T10295-2008，检测该复合板的导热系数为0.012(W/m.k)；

2、采用保温建材国标GB8624-2012，检测该复合板为B1级阻燃；

3、检测抗压强度的检测为1.8Mpa，抗拉强度的检测为1.8Mpa。

Claims

1.一种气凝胶复合板，其特征在于：包括面板（1）、底板（2）和位于两者之间相互交错形成若干空腔的骨架（3），并在空腔内填充二氧化硅气凝胶（4）。

2.根据权利要求1所述的气凝胶复合板，其特征在于：所述骨架（3）为蜂窝结构，二氧化硅气凝胶（4）填充在蜂窝内。

3.根据权利要求1所述的气凝胶复合板，其特征在于：所述面板（1）为石膏板、纤维密度板、水泥板、硅酸钙板、石材、仿石材或装饰板；所述底板（2）为纤维密度板、水泥板、硅酸钙板或石膏板。

4.根据权利要求1或2所述的气凝胶复合板，其特征在于：所述骨架（3）为阻燃型骨架。

5.根据权利要求4所述的气凝胶复合板，其特征在于：所述骨架（3）由金属、聚酰胺树脂、复合树脂或涂覆阻燃剂的胶合硬纸制成的骨架。

6.根据权利要求1所述的气凝胶复合板，其特征在于：所述骨架（3）与面板（1）之间以及骨架（3）与底板（2）之间粘结。

7.一种制备权利要求1所述气凝胶复合板的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在底板（2）的一侧涂覆粘结剂，将骨架（3）与底板（2）粘结；

（2）在骨架空腔内填充二氧化硅气凝胶（4）；

（3）在面板（1）的一侧涂覆粘结剂，并与填满二氧化硅气凝胶（4）的骨架（3）粘结。