CN108328602B - 一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料其制备方法，包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，利用碳纳米管极大的比表面积，将硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒附着在其表面，提高了硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的保温效果和保温持久性。
Description
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，具体地，一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料其制备方法。
背景技术
随着经济与社会的发展，全球对能源的需求也日益增大，能源问题日益紧张，建筑节能问题引起引起了越来越多国家的重视。建筑节能就是在建筑中合理使用和有效利用能源，不断提高能源利用效率，降低建筑能耗。另一方面，建筑节能对环境保护也将产生直接或间接的影响，改善了环境。常规的用于建筑的碳纳米管纳米颗粒复合保温材料成分比较单一，大多主要采用无机原料制成保温效果较差，达不到保温节能的效果。
因此，需要研发一种可以提高保温、节能效果的保温材料。
碳纳米管是一种新型纳米线结构。碳纳米管具有极大的比表面积，优良的机械和光电性能，被广泛应用于复合材料的制备。纳米颗粒本身具有极大的比表面积的特性，但是纳米颗粒本身容易团聚。所以，将纳米颗粒分散于碳纳米管表面，制备碳纳米管纳米颗粒复合材料成为研究的热点。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料制备方法。
根据本发明一方面提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，所述纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，所述纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，所述混合物A与混合物B的质量比为1:3-5。
优选地，所述硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的质量比为：1-3:2-5:2-4。
优选地，所述磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂的质量比为：9-11:1-3:1-2:0.2-5:11-13:2-5:2-6:2-4:3-9:0.1-1.3。
优选地，所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸钙。
优选地，所述纤维为无机纤维或有机纤维。
优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或苯磺酰肼。
根据本发明的另一方面提供一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料制备方法，所述方法包括如下步骤：
纳米颗粒复合保温材料的制备方法包括如下步骤：
(1)向碳纳米管表面引入按比例称量的硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒，形成厚度为1-100纳米的纳米颗粒层；
(2)按比例称量磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂，混合搅拌后得到混合物B；
(3)向纳米颗粒层表面引入混合物B，即可。
优选地，所述向碳纳米管表面引入纳米颗粒层的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法中的一种或多种。
优选地，所述向纳米颗粒层表面引入混合物B的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，对传统的保温材料的原料组成和加工方式均进行了改进。利用碳纳米管极大的比表面积，将硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒附着在其表面，提高了硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的保温效果和保温持久性。同时，在纳米颗粒层表面引入保温材料的其他组分，使保温层形成复合结构，使得保温效果呈阶梯型。
2、本发明提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料的制备方法，该方法可选自物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法中的一种或多种，方法成熟，易实现，制备的保温材料保温效果优异，制得推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，所述纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，所述纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，所述混合物A与混合物B的质量比为1:5。
作为优选方案，所述硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的质量比为：3:2:4。
作为优选方案，所述磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂的质量比为：11:1:2:0.2:13:2:6:2:9:0.1。
作为优选方案，所述磷酸盐为磷酸钠。
作为优选方案，所述纤维为无机纤维。
作为优选方案，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
根据本发明的另一方面提供一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料制备方法，所述方法包括如下步骤：
纳米颗粒复合保温材料的制备方法包括如下步骤：
(1)向碳纳米管表面引入按比例称量的硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒，形成厚度为60纳米的纳米颗粒层；
(2)按比例称量磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂，混合搅拌后得到混合物B；
(3)向纳米颗粒层表面引入混合物B，即可。
作为优选方案，所述向碳纳米管表面引入纳米颗粒层的方法为物理气相沉积法。
作为优选方案，所述向纳米颗粒层表面引入混合物B的方法为物理气相沉积法。
实施例2
本实施例提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，所述纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，所述纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，所述混合物A与混合物B的质量比为1:3。
作为优选方案，所述硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的质量比为：1:5:2。
作为优选方案，所述磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂的质量比为：9:3:1:5:11:5:2:4:3:1.3。
作为优选方案，所述磷酸盐为磷酸钙。
作为优选方案，所述纤维为有机纤维。
作为优选方案，所述发泡剂为苯磺酰肼。
根据本发明的另一方面提供一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料制备方法，所述方法包括如下步骤：
纳米颗粒复合保温材料的制备方法包括如下步骤：
(1)向碳纳米管表面引入按比例称量的硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒，形成厚度为30纳米的纳米颗粒层；
(2)按比例称量磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂，混合搅拌后得到混合物B；
(3)向纳米颗粒层表面引入混合物B，即可。
作为优选方案，所述向碳纳米管表面引入纳米颗粒层的方法为浸渍法。
作为优选方案，所述向纳米颗粒层表面引入混合物B的方法为浸渍法。
实施例3
本实施例提供的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，所述纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，所述纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，所述混合物A与混合物B的质量比为1:4。
作为优选方案，所述硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的质量比为：2:4:3。
作为优选方案，所述磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂的质量比为：10:2:1:3:12:3:4:3:6:0.9。
作为优选方案，所述磷酸盐为磷酸钠。
作为优选方案，所述纤维为无机纤维。
作为优选方案，所述发泡剂为苯磺酰肼。
根据本发明的另一方面提供一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料制备方法，所述方法包括如下步骤：
纳米颗粒复合保温材料的制备方法包括如下步骤：
(1)向碳纳米管表面引入按比例称量的硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒，形成厚度为40纳米的纳米颗粒层；
(2)按比例称量磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂，混合搅拌后得到混合物B；
(3)向纳米颗粒层表面引入混合物B，即可。
作为优选方案，所述向碳纳米管表面引入纳米颗粒层的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法中的一种或多种。
作为优选方案，所述向纳米颗粒层表面引入混合物B的方法包括物理气相沉积法、化学气相沉积法、浸渍法、喷涂法以及丝网印刷法中的一种或多种。
实验测试：
按照实施例1-3所述的原料及配比，制备碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，分为1组、2组、3组，取市售普通的保温材料为对照组，测试上述各组的性能，测试结果见表1。
表1测试结果一览表
由此可见，本发明提供的碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，具有较低的导热系数，较好的保温等性能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料包括碳纳米管，所述碳纳米管表面附着纳米颗粒层，其特征在于：所述纳米颗粒层为由硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒组成的混合物A，所述纳米颗粒层表面涂覆由磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂组成的混合物B，所述混合物A与混合物B的质量比为1:3-5。
2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，其特征在于：所述硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒的质量比为：1-3:2-5:2-4。
3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，其特征在于：所述磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂的质量比为：9-11:1-3:1-2:0.2-5:11-13:2-5:2-6:2-4:3-9:0.1-1.3。
4.根据权利要求3所述的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，其特征在于：所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸钙。
5.根据权利要求3所述的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，其特征在于：所述纤维为无机纤维或有机纤维。
6.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或苯磺酰肼。
7.一种碳纳米管纳米颗粒复合保温材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管纳米颗粒复合保温材料的制备方法包括如下步骤：
(1)向碳纳米管表面引入按比例称量的硅藻土纳米颗粒、凹凸棒土纳米颗粒和膨胀珍珠岩纳米颗粒，形成厚度为1-100纳米的纳米颗粒层；
(2)按比例称量磷酸盐、氯化镁、氢氧化镁、纤维、硅酸盐、高温陶瓷胶、明矾、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂，混合搅拌后得到混合物B；
(3)向纳米颗粒层表面引入混合物B，即可。
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