CN106750501A - 一种用于化工的多孔材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1，水玻璃溶液的制备，取模数为1.5‑4.0的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为15%‑35%的水玻璃溶液，S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.0%‑2.0%的氯化钙溶液。本发明提高了多孔材料的阻燃性能，其绝对氧指数达到40％以上，而且可以通过提高凝胶原液浓度进一步提高多孔材料的绝对氧指数，以廉价的水玻璃为主要原料对多孔材料进行阻燃处理，制备同样密度的多孔材料其成本更低,由于无机材料层的保护作用，所制备的多孔材料具有更好的耐候性，通过填充的气凝胶大幅度提高多孔材料的表面积，使材料具有吸附性和隔音性。

Description

一种用于化工的多孔材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及多孔材料技术领域，具体为一种用于化工的多孔材料及其制备方法。
背景技术
化工向人们提供的产品是丰富多彩的，它除了生产大量材料用于制成各种制品为人所用以外，还有用量很少、但效果十分明显的产品，使人们的生活得到不断改善，而用于化工的多孔材料就是一种，多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。典型的孔结构有：一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构；由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料；更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构，通常称之为“泡沫”材料。如果构成孔洞的固体只存在于孔洞的边界，则称为开孔；如果孔洞表面也是实心的，即每个孔洞与周围孔洞完全隔开，则称为闭孔；而有些孔洞则是半开孔半闭孔的。相对连续介质材料而言,多孔材料一般具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点。目前大多数的多孔材料防火性不强，但生产的成本却较高，从而不能满足于化工中的使用，为此提出一种用于化工的多孔材料及其制备方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于化工的多孔材料及其制备方法，解决了防火性差和生产成本高的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于化工的多孔材料，其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫。
优选的，所述热塑性泡沫为聚氨酯泡沫。
一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为1.5-4.0的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为15%-35%的水玻璃溶液；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.0%-2.0%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1-1.5的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗1-2小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置15-30小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥12-20天，干燥后，在温度为70-120℃的条件下干燥3-6小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
优选的，所述工业级水玻璃的模数为2.0-3.5。
优选的，所述水玻璃溶液的百分比浓度为20%-30%。
优选的，所述水玻璃溶液与凝胶引发剂以1：1-1.2的比率进行均匀混合，形成凝胶原液。
（三）有益效果
本发明提供了一种用于化工的多孔材料及其制备方法，具备以下有益效果：
（1）本发明提高了多孔材料的阻燃性能，其绝对氧指数达到40％以上，而且可以通过提高凝胶原液浓度进一步提高多孔材料的绝对氧指数。
（2）本发明以廉价的水玻璃为主要原料对多孔材料进行阻燃处理，制备同样密度的多孔材料其成本更低,由于无机材料层的保护作用，所制备的多孔材料具有更好的耐候性，通过填充的气凝胶大幅度提高多孔材料的表面积，使材料具有吸附性和隔音性。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种用于化工的多孔材料，其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫，热塑性泡沫为聚氨酯泡沫。
一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为1.5-4.0的工业级水玻璃溶液，工业级水玻璃的模数为2.0-3.5，加水溶液稀释至百分比浓度为15%-35%的水玻璃溶液，水玻璃溶液的百分比浓度为20%-30%；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.0%-2.0%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1-1.5的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液，水玻璃溶液与凝胶引发剂以1：1-1.2的比率进行均匀混合，形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗1-2小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置15-30小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥12-20天，干燥后，在温度为70-120℃的条件下干燥3-6小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
实施例1
一种用于化工的多孔材料，其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫。
一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为2.0的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为20%的水玻璃溶液；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.0%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗1小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置15小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥12天，干燥后，在温度为80℃的条件下干燥3小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
实施例2
一种用于化工的多孔材料，其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫。
一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为3.0的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为25%的水玻璃溶液；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.5%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1.1的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗1.5小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置24小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥16天，干燥后，在温度为100℃的条件下干燥4.5小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
实施例3
一种用于化工的多孔材料，其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫。
一种用于化工的多孔材料制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为3.5的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为30%的水玻璃溶液；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为2.0%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1.2的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗2小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置30小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥20天，干燥后，在温度为120℃的条件下干燥6小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
综上所述，本发明提高了多孔材料的阻燃性能，其绝对氧指数达到40％以上，而且可以通过提高凝胶原液浓度进一步提高多孔材料的绝对氧指数，以廉价的水玻璃为主要原料对多孔材料进行阻燃处理，制备同样密度的多孔材料其成本更低,由于无机材料层的保护作用，所制备的多孔材料具有更好的耐候性，通过填充的气凝胶大幅度提高多孔材料的表面积，使材料具有吸附性和隔音性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于化工的多孔材料，其特征在于：其原材料包括水玻璃溶液、氯化钙、水溶液和热塑性泡沫。
2.一种用于化工的多孔材料制备方法，其特征在于；该制备方法包括以下步骤：
S1，水玻璃溶液的制备，取模数为1.5-4.0的工业级水玻璃溶液，加水溶液稀释至百分比浓度为15%-35%的水玻璃溶液；
S2，凝胶引发剂的制备，取氯化钙溶解于水溶液中，配置成百分比浓度为1.0%-2.0%的氯化钙溶液；
S3，凝胶原液的制备，取S1过程中制备的水玻璃溶液以及S2过程中制备的凝胶引发剂，按照质量比1:1-1.5的比率将水玻璃溶液与凝胶引发剂进行均匀混合，从而形成凝胶原液；
S4，原料的渗透，将热塑性泡沫侵没于S3过程中制备的凝胶原液中，并是该侵没过程位于真空度为1.0atm的真空室中真空浸渗1-2小时；
S5，热塑性泡沫与凝胶原液的复合，将S4过程侵没后的热塑性泡沫再次侵没于凝胶原液中，静置15-30小时；
S6，多孔材料的制成，将S5过程后的热塑性泡沫位于室温下自然干燥12-20天，干燥后，在温度为70-120℃的条件下干燥3-6小时，自然冷却至室温后，既得到用于化工的多孔材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于化工的多孔材料，其特征在于：所述热塑性泡沫为聚氨酯泡沫。
4.根据权利要求2所述的一种用于化工的多孔材料制备方法，其特征在于：所述工业级水玻璃的模数为2.0-3.5。
5.根据权利要求2所述的一种用于化工的多孔材料制备方法，其特征在于：所述水玻璃溶液的百分比浓度为20%-30%。
6.根据权利要求2所述的一种用于化工的多孔材料制备方法，其特征在于：所述水玻璃溶液与凝胶引发剂以1：1-1.2的比率进行均匀混合，形成凝胶原液。
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