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一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料，由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷3-3.5、丁二酸二辛酯磺酸钠0.6-0.8、硅烷偶联剂kh-550 0.08-0.12、纳米LaB6粉末1-1.5、E-12环氧树脂70-75、乙二醇二缩水甘油醚9-12、三乙醇胺7-7.5；本发明将纳米LaB6粉末与二氧化硅气凝胶结合，使得气凝胶具有滤过紫外和近红外的性能，增加了涂料的透明度，减缓了气凝胶的老化速度，本发明涂料保温性能好，耐光老化性好，可以用于光照强烈的场所。

Description

一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温涂料领域，尤其涉及一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料及其制备方法。
背景技术
二氧化硅气凝胶具有纳米孔隙，是一种多孔性固态材料，具有低密度，高孔隙率的结构特点，具有超级绝热性能。利用二氧化硅气凝胶微球与涂料用成膜材料组合，形成具有超级保温性能的涂料。
目前的二氧化硅气凝胶大多利用溶胶凝胶法，通过正硅酸乙酯等硅源水解制备，由此得到的二氧化硅气凝胶极易吸潮，遇水开裂，导致纳米孔结构遭到破坏，影响气凝胶的性能，因此在制备过程中通常要对二氧化硅凝胶进行必要的疏水改性，增强气凝胶的疏水性。其主要的手段是采用特定的疏水改性剂，将二氧化硅湿凝胶上亲水性的硅羟基替换为甲基，亚甲基等疏水的非极性基团，从而增强凝胶体的疏水性，常用作疏水改性剂的物质有三甲基氯硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，甲基二硅胺烷，甲基三甲氧基硅烷等。
过疏水的二氧化硅气凝胶微球是一种良好的隔热材料，但是由于它表面含有大量的非极性基团，当它与水性聚合物体系混合时相容性差，界面热阻大，同时气凝胶微球分散不均，极易团聚，导致复合材料的性能下降，因此，必须对疏水二氧化硅气凝胶微球进行适当改性。
二氧化硅气凝胶气凝胶质脆易碎，强度低，抗压等性能不够强，容易失去保温性能，因次需要增加二氧化硅气凝胶的强度，增加二氧化硅气凝胶强度的方法有添加骨架，还有就是对其进行改性，增加其分子之间的连接强度，还需要改善气凝胶的其他性能，如耐紫外等性能。利用二氧化硅气凝胶与高分子涂料结合制作高保温性能的涂料，可以节约大量能源，还需要解决气凝胶与高分子的结合强度，就需要对气凝胶进行适当的改性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料，其特征在于由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷3-3.5、丁二酸二辛酯磺酸钠0.6-0.8、硅烷偶联剂kh-550 0.08-0.12、纳米LaB6粉末1-1.5、E-12环氧树脂70-75、乙二醇二缩水甘油醚9-12、三乙醇胺7-7.5；
所述含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）在100-130重量份的去离子水中加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，再加入纳米LaB6粉末，超声处理8-10分钟，加入二氧化硅凝胶微球，混合均匀，静置12-14小时，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入丁二酸二辛酯磺酸钠，混合均匀，用3倍重量的乙醇清洗3次，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
本发明的有益效果
本发明将纳米LaB6粉末与二氧化硅气凝胶结合，使得气凝胶具有滤过紫外和近红外的性能，增加了涂料的透明度，减缓了气凝胶的老化速度，本发明涂料保温性能好，耐光老化性好，可以用于光照强烈的场所。
具体实施方式
一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料，由下列重量份（公斤）的原料制成：正硅酸乙酯36、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷3.3、丁二酸二辛酯磺酸钠0.7、硅烷偶联剂kh-550 0.1、纳米LaB6粉末1.3、E-12环氧树脂73、乙二醇二缩水甘油醚10、三乙醇胺7.3；
所述含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）在120重量份的去离子水中加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，再加入纳米LaB6粉末，超声处理9分钟，加入二氧化硅凝胶微球，混合均匀，静置13小时，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球；
（3）取35重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入丁二酸二辛酯磺酸钠，混合均匀，用3倍重量的乙醇清洗3次，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
实验数据
该实施例的涂料涂敷在钢板上，厚度为3mm，经检测导热系数为0.024W/mk（25℃环境），涂膜烧蚀余量为99% ，耐81次水洗。

Claims (2)

1.一种含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料，其特征在于由下列重量份的原料制成：正硅酸乙酯34-38、乙醇适量、去离子水适量、三甲基氯硅烷3-3.5、丁二酸二辛酯磺酸钠0.6-0.8、硅烷偶联剂kh-550 0.08-0.12、纳米LaB6粉末1-1.5、E-12环氧树脂70-75、乙二醇二缩水甘油醚9-12、三乙醇胺7-7.5。
2.根据权利要求1所述含有纳米LaB6粉末的超级绝热保温涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用正硅酸乙酯为硅源, 用溶胶凝胶法制成二氧化硅凝胶，进行雾化处理，得到二氧化硅凝胶微球，粒径在1-300μm；
（2）在100-130重量份的去离子水中加入硅烷偶联剂kh-550，搅拌均匀，再加入纳米LaB6粉末，超声处理8-10分钟，加入二氧化硅凝胶微球，混合均匀，静置12-14小时，过滤，用乙醇洗涤3次，得到包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入三甲基氯硅烷，搅拌均匀，加入然后加入包覆纳米LaB6粉末的二氧化硅凝胶微球中，搅拌均匀，在常温下老化两天，将乙醇与去离子水按体积比1:1混合，得到乙醇水溶液，取二氧化硅凝胶微球的3倍重量的乙醇水溶液，清洗凝胶微球3次，加入丁二酸二辛酯磺酸钠，混合均匀，用3倍重量的乙醇清洗3次，在超临界CO2条件下干燥，得到改性的二氧化硅气凝胶微球；
（4）将其他剩余成分混合，搅拌均匀，再加入第（3）步得到的改性二氧化硅气凝胶微球，搅拌均匀，即得。
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