CN106977132A - 保温隔热板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保温隔热板料及其制备。该保温隔热板的原料包括白炭黑、硅微粉、碳化硅和乙烯基‑POSS及其衍生物、短纤维、粘合剂。本发明所述保温隔热板，以白炭黑、硅微粉和碳化硅作为保温主体材料，以乙烯基POSS衍生物为力学增强剂和保温增强剂，以耐高温短纤维为力学补强材料，以粘合剂为粘接材料，所得保温隔热板具有低导热系数、柔性好、抗压和抗折性能好、800℃高温不粉化等优点，且制备方法简单，可实现批量生产，易于大范围推广。

Description

保温隔热板及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种保温隔热板及其制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
能源消耗问题一直是当前影响人类发展的重大问题，随着社会的发展，“节能降耗”越来越多的被提及，工业保温和建筑物保温越来越受到关注与重视，合适的绝热保温材料亟待开发。目前，在工业保温和建筑物保温方面，虽然有不同的节能材料在使用，但是都存在着许多不尽人意的地方。有的隔热材料保温效果好，但是易燃不耐热，容易造成火灾隐患，高温下容易变形失去强度和结构破坏；有的隔热板虽然强度高，但是密度高，保温效果相对不好，因而用量大，占用空间和成本都较高。因此，同时具有较高的强度、良好的阻燃性能、容易接受的成本、较长的寿命和良好的保温性能的隔热材料是工业保稳和建筑物保温领域亟需的。
传统的保温材料主要分为有机和无机两种。有机保温材料包括发泡聚氨酯、发泡聚苯乙烯等，虽然保温效果好，但是易燃，不耐热，使用寿命不长，强度也不高；无机保温材料主要有硅酸盐类、石英粉类以及组合类，这类物质来源丰富，价格低廉，虽然阻燃性能和耐热性好，但是导热系数较高，一般都高于0.05W/(mK)(20℃)，而在高温下的传热系数则会高达0.2W/(mK)(600℃)，因而在高温下使用保温隔热效果不是很好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种保温隔热板，保温隔热效果良好，力学性能优良，使用寿命长。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种保温隔热板，其原料包括白炭黑、硅微粉、碳化硅和乙烯基-POSS及其衍生物、短纤维、粘合剂。
按上述方案，所述保温隔热板，其原料按质量百分比计为：白炭黑1-40％、硅微粉20-80％、碳化硅0-20％、乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液1-10％、短纤维1-20％、粘合剂5-30％。其中，乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液中，乙烯基-POSS及其衍生物与乙醇的质量比为1：(1-99)，即该乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液的质量浓度为1-50％；粘合剂为质量浓度为2-30％的溶液。
按上述方案，所述白炭黑为气相白炭黑和沉淀白炭黑中的一种或其混合物，可以选择市售产品。
按上述方案，所述硅微粉的粒径为100nm-10μm，比表面积10-1000m2/g，可以选择市售的各类符合该条件的硅微粉。
按上述方案，所述乙烯基-POSS即八乙烯基-POSS、八乙烯基八硅倍半氧烷；所述乙烯基-POSS衍生物为八(三甲氧基硅乙基)POSS(化学式为(Si8O12(C2H4Si(OCH3)3)8))和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS(化学式为(Si8O12(C2H3)2(C2H4Si(OCH3)3)8))等中的一种或两者的混合物。
按上述方案，所述碳化硅为比表面大于20m2/g的市售纳米碳化硅粉，。
按上述方案，所述短纤维的长度为35-150mm，纤维直径为10-20μm，优选为短玻璃纤维和短碳纤维等中的一种或几种的混合物。
按上述方案，所述粘合剂为质量浓度为2-30％的溶液或乳液。优选地，粘合剂选自聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酸酯乳液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯酸盐溶液、白乳胶、硅丙乳液、水玻璃、硅树脂等中的一种或几种的混合物。
本发明提供一种保温隔热板浆料及保温隔热板的制备方法。
上述保温隔热板浆料的制备方法，其步骤如下：
1)按质量百分比计，称取各原料为：白炭黑0-40％、硅微粉20-80％、碳化硅0-20％、乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液1-10％、短纤维1-20％、粘合剂5-30％，备用；
2)在乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液中加入硅微粉、白炭黑，搅拌反应0.5-5h，得到A组分；然后将碳化硅粉和短纤维加入到粘合剂中，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀，即得到保温隔热板浆料。
按上述方案，所述步骤1)中，乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液的质量浓度为1-50％，粘合剂为质量浓度为2-30％的溶液。
上述保温隔热板浆料的制备方法，将本发明所述保温隔热板浆料经成型、养护后，即得到保温隔热板。其中，成型和养护的步骤为：将拌和好的浆料及时置入模具中，在加入过程中需不断振动，待填充完毕后，用抹刀将其表面膨胀起来的部分削去抹平。然后置于恒温室中密封养护一天脱模，继续在恒温(25℃)条件中密封养护至28d龄期，待测。
本发明所述保温隔热板的性能参数为：导热系数在0.03W/(mK)以下，密度在250Kg/m3以下，抗压强度在0.65MPa以上，抗折强度在0.5Mpa以上，800℃加热收缩率＜0.2％，为A级不燃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明所述保温隔热板，以白炭黑、硅微粉和碳化硅作为保温主体材料，以乙烯基POSS衍生物为力学增强剂和保温增强剂，以耐高温短纤维为力学补强材料，以粘合剂为粘接材料。其中，粘合剂将白炭黑及其它粉体颗粒粘接在一起，由于水分的挥发，在固体颗粒之间形成的大量的纳米级亚微米级孔洞，孔洞中的空气导热系数非常小，因而使得保温隔热板导热系数非常小，隔热保温效果突出；而且，乙烯基POSS衍生物其中的烷氧基与白炭黑的反应，将白炭黑交联而形成微孔结构，使得保温隔热效果大大提高，是普通隔热板的2-5倍，同时在耐高温短纤维的协同作用下，使得保温隔热板力学性能也大大提高，使用寿命长。
2、本发明所述保温隔热板所用的原料绝大部分是无机盐类或氧化物，只有少量的有机助剂，阻燃效果好，不存在火灾隐患；且由于使用的材料绝大部分对热非常稳定，因而即使经过高温灼烧仍能保持其骨架结构和强度，保证了其耐高温性能；同时，由于原材料均具有极好的化学稳定性和耐候性，也保证了其使用寿命长。
3、本发明所述保温隔热板具有低导热系数、柔性好、抗压和抗折性能好、800℃高温不粉化等优点，且制备方法简单，可实现批量生产，易于大范围推广。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中所采用的硅微粉的粒径为100nm-10μm，比表面积10-1000m2/g，可以选择市售的各类符合该条件的硅微粉；碳化硅为纳米碳化硅粉，比表面积大于20m2/g；粘合剂为市售的聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酸酯乳液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯酸盐溶液、白乳胶、硅丙乳液、水玻璃、硅树脂中的一种或几种的混合物，溶液(或乳液)的质量浓度为2-30％；短纤维为长度为35-150mm，直径为10-20μm的市售玻璃纤维或者碳纤维。
实施例1
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑1％、沉淀白炭黑5％，硅微粉60％、碳化硅1％、八(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1:9，质量浓度为10％)2％、长度为35mm，直径为10μm的玻璃纤维1％、粘合剂PVA1799水溶液(质量浓度为10％)30％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将1g气相白炭黑、5g沉淀白炭黑和60g硅微粉加入含有0.2g八(三甲氧基硅乙基)POSS的2g乙醇溶液中，搅拌反应1h，得到A组分；
将1g纳米碳化硅粉末和1g长度为35mm，直径为10μm的玻璃纤维加入到30g 10％PVA1799水溶液中，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀，即得到保温隔热板浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例2
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑20％、沉淀白炭黑20％，硅微粉20％、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基的乙醇溶液(二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基与乙醇的质量比为3:7，质量浓度为30％)5％、长度为150mm，直径为20μm的玻璃纤维20％、质量分数为20％的粘合剂聚丙烯酰胺溶液15％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将20g气相白炭黑、80g沉淀白炭黑、20g硅微粉加入到含有1.5g二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的5g乙醇溶液中，搅拌反应0.5h得到A组分；
将20g长度为150mm，直径为20μm的玻璃纤维加入到15g质量分数为20％的聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀即得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例3
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑1％，硅微粉50％、碳化硅20％，八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为0.1:0.5:4.4)5％、长度为35mm，直径为20μm的碳纤维5％、粘合剂PVA1788水溶液(质量浓度为5％)19％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将1g气相白炭黑、50g硅微粉加入含有0.1g八(三甲氧基硅乙基)POSS和0.5g二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的5g乙醇溶液中，搅拌反应5h得到A组分；
将5g长度为35mm，直径为20μm的碳纤维和20g碳化硅粉末加入到19g 5％PVA1788水溶液中，搅拌均匀即得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例4
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑10％、沉淀白炭黑5％，硅微粉30％、碳化硅15％、八(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1：9)10％、长度为35mm，直径为18μm的玻璃纤维和碳纤维(玻璃纤维与碳纤维质量比为1：1)10％、粘合剂PVA2499水溶液(质量浓度为2％)10％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为2％)10％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将5g沉淀白炭黑、10g气相白炭黑和30g硅微粉加入含有1g八(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将15g纳米碳化硅粉末和10g长度为35mm，直径为18μm的玻璃纤维和碳纤维(玻璃纤维与碳纤维质量比为1：1)10％加入到10g 2％PVA2499水溶液中，搅拌均匀后，加入10g聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为2％)，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例5
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑3％、沉淀白炭黑5％，硅微粉35％、碳化硅15％、八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(质量比为3：2：95)1％、长度为50mm，直径为12μm的玻璃纤维15％、粘合剂PVA2699水溶液(质量浓度为10％)10％和固含量为30％的白乳胶16％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将3g气相白炭黑、5g沉淀白炭黑和35g硅微粉中加入1g八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(质量比为3：2：95)，搅拌反应1h得到A组分；
将15g纳米碳化硅粉末和5g长度为50mm，直径为12μm的玻璃纤维加入到10g10％PVA2699水溶液中，搅拌均匀后，加入16g固含量为30％的白乳胶，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例6
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑6％、沉淀白炭黑6％，硅微粉25％、碳化硅20％、八(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1:9)10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将6g气相白炭黑、6g沉淀白炭黑和25g硅微粉加入到含有1g八(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例7
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑6％、沉淀白炭黑6％，硅微粉25％、碳化硅20％、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1:9)10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将6g气相白炭黑、6g沉淀白炭黑和25g硅微粉加入到含有1g八(二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例8
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑6％、沉淀白炭黑6％，硅微粉25％、碳化硅20％、八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为0.5：0.5：9)10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将6g气相白炭黑、6g沉淀白炭黑和25g硅微粉加入到含有0.5g八(二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS，0.5g二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例9
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑2％、沉淀白炭黑5％，硅微粉30％、碳化硅15％、八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1:2:7)9％、长度为150mm，直径为10μm的碳纤维15％、粘合剂PVA2099水溶液(质量浓度为2.5％)12％、硅丙乳液(质量浓度为20％)12％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将2g气相白炭黑、5g沉淀白炭黑和30g硅微粉加入到含有1g八(三甲氧基硅乙基)POSS和2g二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将15g纳米碳化硅粉末和15g长度为150mm，直径为10μm的碳纤维加入到12g2.5％PVA2099水溶液中，搅拌均匀后，加入12g质量浓度为20％的硅丙乳液，搅拌均匀即得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
实施例10
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：沉淀白炭黑5％，硅微粉35％、碳化硅20％、乙烯基POSS的乙醇溶液(乙烯基POSS与乙醇的质量比为1：5)6％、长度为35mm的玻璃纤维和长度为150mm，直径为10μm的碳纤维(质量比为2：1)8％、粘合剂PVA1799水溶液(质量浓度为1.5％)16％、硅树脂(固含量为20％)10％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将5g沉淀白炭黑和35g硅微粉加入到含有1g乙烯基POSS的6g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和8g长度为35mm的玻璃纤维和长度为150mm，直径为10μm的碳纤维(质量比为2：1)加入到16g 1.5％PVA1799水溶液中，搅拌均匀后，加入10g固含量为20％的硅树脂，搅拌均匀即得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。
为了进一步说明本发明中乙烯基POSS及其衍生物和其他组分的交互作用以及乙烯基POSS及其衍生物与白炭黑的交联反应效果，本发明研制过程了还进行了如下的对比例实验。下述所列出的对比例实验仅仅为了说明各组分的交互作用效果，仅举出了极小一部分具有代表性的对比例实验。
对比例1
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑6％、沉淀白炭黑6％，硅微粉25％、碳化硅20％、乙醇10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将6g气相白炭黑、6g沉淀白炭黑和25g硅微粉加入到10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。(与实施例8对比)
对比例2
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：硅微粉25％、碳化硅20％、八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS、二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为0.5：0.5：9)10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％，水12％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将25g硅微粉加入到含有0.5g八(二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS，0.5g二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，12g水，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。(与实施例9对比)
对比例3
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑6％、沉淀白炭黑6％，硅微粉25％、碳化硅20％、八(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1:9)10％、长度为100mm，直径为15μm的碳纤维10％、粘合剂PVA2488水溶液(质量浓度为6％)8％、聚丙烯酰胺水溶液(质量浓度为10％)6％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为5％)9％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将25g硅微粉加入到含有1g八(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将6g气相白炭黑、6g沉淀白炭黑和、20g纳米碳化硅粉末和10g长度为100mm，直径为15μm的碳纤维加入到8g 6％PVA2488水溶液中，搅拌均匀后，加入6g 10％聚丙烯酰胺水溶液，4g 5％聚丙烯酸钠水溶液，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。(与实施例7对比)。
对比例4
一种保温隔热板，其原料按质量百分比计为：气相白炭黑10％、沉淀白炭黑5％，硅微粉30％、碳化硅15％、八(三甲氧基硅乙基)POSS的乙醇溶液(八(三甲氧基硅乙基)POSS与乙醇的质量比为1：9)10％、长度为35mm，直径为10μm的玻璃纤维和碳纤维(玻璃纤维与碳纤维质量比为1：1)10％、粘合剂PVA2499水溶液(质量浓度为2％)10％、聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为2％)10％。
上述保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量计，称取各原料备用；
2)将30g硅微粉加入含有1g八(三甲氧基硅乙基)POSS的10g乙醇溶液中，搅拌反应1h得到A组分；
将5g沉淀白炭黑、10g气相白炭黑、15g纳米碳化硅粉末和10g长度为35mm，直径为10μm的玻璃纤维和碳纤维(玻璃纤维与碳纤维质量比为1：1)10％加入到10g 2％PVA2499水溶液中，搅拌均匀后，加入10g聚丙烯酸钠水溶液(质量浓度为2％)，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀即得到浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
将本实施例所得保温隔热板按照国标的方法测定其表观密度、阻燃等级、导热系数、加热收缩率和力学性能，结果见表1。(与实施例5对比)。
表1实施例1-11和对比例1-4所得保温隔热板的基本性能
从上表可以看出，1、对比例中不添加乙烯基POSS及其衍生物或者不添加白炭黑制备的保温隔热板密度比本发明产品的密度稍高，强度略低，导热系数明显的偏大；2、实施例中将白炭黑预先与乙烯基POSS及其衍生物进行反应而得到的保温板比相应对比例中乙烯基POSS与白炭黑没有预先反应(只是简单混合)得到的保温板密度低，导热系数低，强度更高。3、本发明制备的保温隔热板导热系数普遍在0.03W/(mK)以下，密度在250Kg/m3以下，抗压强度在0.65MPa以上，抗折强度在0.5Mpa以上，800℃加热收缩率＜0.2％，全部为A级不燃，而市售的高级无机隔热板导热系数普遍在0.065W/(mK)以上，表观密度大于300Kg/m3，抗压强度为0.5MPa左右，抗折强度小于0.4MPa，而且有机隔热板虽然导热系数可以低至0.03-0.04W/(mK)，但是其一般为可燃B2级或以上，加热收缩率普遍在20％以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种保温隔热板，其特征在于它的原料包括白炭黑、硅微粉、碳化硅和乙烯基-POSS及其衍生物、短纤维、粘合剂，白炭黑、硅微粉和碳化硅作为保温主体材料，以乙烯基POSS及其衍生物作为力学增强剂和保温增强剂，以短纤维为力学补强材料，以粘合剂为粘接材料。
2.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述保温隔热板的原料按质量百分比计为：白炭黑1-40％、硅微粉20-80％、碳化硅0-20％、乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液1-10％、短纤维1-20％、粘合剂5-30％。
3.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液的质量浓度为1-50％，即乙烯基-POSS及其衍生物与乙醇的质量比为1：(1-99)。
4.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述粘合剂为质量浓度2-30％的溶液，选自聚丙烯酸酯乳液、聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酰胺水溶液、聚丙烯酸盐水溶液、白乳胶、硅丙乳液、水玻璃、硅树脂中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述乙烯基-POSS及其衍生物选自八乙烯基-POSS、八(三甲氧基硅乙基)POSS和二乙烯基-六(三甲氧基硅乙基)POSS中的一种或一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述硅微粉的粒径为100nm-10μm，比表面积10-1000m2/g；所述碳化硅为比表面积大于20m2/g纳米碳化硅粉。
7.根据权利要求1所述的一种保温隔热板，其特征在于所述短纤维为短玻璃纤维和短碳纤维中的一种或两种的混合物，其纤维长度为35-150mm，纤维直径为10-20μm。
8.一种保温隔热板浆料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量百分比计，称取各原料为：白炭黑1-40％、硅微粉20-80％、碳化硅0-20％、乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液1-10％、短纤维1-20％、粘合剂5-30％，备用；
2)在乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液中加入硅微粉、白炭黑，搅拌反应0.5-5h，得到A组分；然后将碳化硅粉和短纤维加入到粘合剂中，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀，即得到保温隔热板浆料。
9.根据权利要求8所述的一种保温隔热板浆料的制备方法，其特征在于所述乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液的质量浓度为1-50％，粘合剂为质量浓度为2-30％的溶液。
10.一种保温隔热板的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)按质量百分比计，称取各原料为：白炭黑1-40％、硅微粉20-80％、碳化硅0-20％、乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液1-10％、短纤维1-20％、粘合剂5-30％，其中，乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液的质量浓度为1-50％，粘合剂为质量浓度为2-30％的溶液，备用；
2)在乙烯基-POSS及其衍生物的乙醇溶液中加入硅微粉、白炭黑，搅拌反应0.5-5h，得到A组分；然后将碳化硅粉和短纤维加入到粘合剂中，搅拌均匀后得到B组分；
3)将A组分加入B组分中搅拌均匀，即得到保温隔热板浆料；
4)将所得保温隔热板浆料经成型养护后得到保温隔热板。
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