CN108997903A - 气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料及其制备方法，具体步骤为：S1、按如下重量份组份备料：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉28～32份、SiO2气凝胶90～100份、重钙75～84份、陶瓷纤维55～75份、过氧化环己酮40～50份、过氧化苯甲酞30～40份、丙酮8～12份；S2、将不饱和聚酯树脂、钛白粉、SiO2气凝胶、重钙、陶瓷纤维，搅拌均匀即得主体灰；S3、将过氧化环己酮、过氧化苯甲酞、丙酮、混合搅拌均匀后研磨成均匀膏体即得固化剂；S4、将主体灰和固化剂按质量比为100:1～2混合均匀，即得气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料。本发明具有良好的干燥性、打磨性、耐烘烤性、耐冲击性和隔热保温性能，制备工艺简单，适合工业化生产。

Description

气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及化工涂料技术领域，尤其涉及一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料及其制备方法。
背景技术
气凝胶是一种纳米多孔网状结构的固体材料，也是目前已知世界上最好的固体保温材料(导热系数低至0.013W/m·k)，随着全球经济成长的趋势，世界范围内的能源消耗也日益加剧，节能已成为当今社会重点关注的问题之一；降低能耗，减少环境污染，在经济社会发展中也显得尤为重要。
国内保温隔热材料行业经过二十几年的发展，产生了以保温棉、膨胀珍珠岩、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的保温产业，但是该系列绝热产品存在很多种问题，例如：不防水、易燃、体积较大、耐酸性差、有刺鼻气味、抗拉性差、柔软性差、老化后会有碎屑掉落、易刺穿、支撑性弱、不可受压、寿命短等缺点。但是随着低碳经济、绿色环保意识的觉醒以及人们对居住和工作环境的要求不断提高，而传统保温材料又不能很好的满足市场需求，催生出对既绿色环保又高效绝热材料的需求，而气凝胶材料刚好可以满足这一苛刻的市场需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料及制备方法，具有良好的干燥性、打磨性、耐烘烤性、耐冲击性和隔热保温性能，可应用于钢结构、木材制品、混凝土结构、隧道地洞、金属制品等领域，制备工艺简单、价格低廉，适合工业化生产。
为实现以上目的，本发明的第一个目的在于提供一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，包括重量比为100:1～2的主体灰和固化剂；
所述主体灰包括如下重量份组分：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉28～32份、SiO2气凝胶90～100份、重钙75～84份、陶瓷纤维55～75份；
所述固化剂包括如下重量份组分：过氧化环己酮35～45份、过氧化苯甲酞35～45份、丙酮2～3份。
优选的，所述主体灰包括如下重量份组分：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉3份、SiO2气凝胶94份、重钙80份、陶瓷纤维65份；
优选的，所述固化剂包括如下重量份组分：过氧化环己酮40份、过氧化苯甲酞40份、丙酮2.5份。
优选的，所述SiO2气凝胶的比表面积为500～8000m2/g。
本发明的第二个目的在于提供一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、按如下重量份组份备料：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉28～32份、SiO2气凝胶90～100份、重钙75～84份、陶瓷纤维55～75份、过氧化环己酮40～50份、过氧化苯甲酞30～40份、丙酮8～12份；
S2、向反应釜内依次加入步骤S1所得不饱和聚酯树脂、钛白粉、SiO2气凝胶、重钙、陶瓷纤维，搅拌均匀即得主体灰；
S3、将步骤S1所得过氧化环己酮、过氧化苯甲酞、丙酮、混合搅拌均匀后研磨成均匀膏体即得固化剂；
S4、将步骤S2与S3所得主体灰和固化剂按质量比为100:1～2混合均匀，即得气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料。
优选的，所述步骤S2的搅拌速度为500～700转/分，搅拌时间为10～20分钟。
优选的，所述步骤S3的搅拌速度为700～850转/分，搅拌时间为15～25分钟。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：
1、本发明的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料中加入SiO2气凝胶，提高了其保温性、耐酸碱性及防火性，同时利用SiO2气凝胶的增稠作用，减少了其他组份的加入量，降低了生产成本。
2、本发明的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料可应用于钢结构、木材制品、混凝土结构、隧道地洞、金属制品等领域，制备工艺简单、实用，价格低廉，适合工业化生产。
如表1所示，本发明实施例1至实施例5制备的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料具有良好的干燥性、打磨性、耐烘烤性、耐冲击性和隔热保温性能，其能够避免基材由于夏季太阳暴晒和冬季气温太低而造成的基材温度过高和过低的问题，降低了基材内空调的使用频率和基材运行中空调的负荷，节省了油耗。而且，本实施例1～10制备的一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料具还可用于工业设备、管道和异形件等领域的保温，提高了工业设备、管道和异形件等的保温性能，使得达到相同的保温目的所需的设备涂层更薄，附着力更强。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面将结合各个实施例作进一步描述。
实施例1
本发明的实施例1提供了气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法如下：
S1、主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1000g、钛白粉30g、有机土23g、SiO2气凝胶94g、重钙80g、陶瓷纤维75g，其中，本实施例SiO2气凝胶优选比表面积为500～8000m2/g的SiO2气凝胶气凝胶；
固化剂按如下重量备料：过氧化环己酮40g、过氧化苯甲酞40g、丙酮2.5g；
S2、向反应釜内依次加入步骤S1所得不饱和聚酯树脂、钛白粉、SiO2气凝胶、重钙，搅拌均匀即得主体灰；其中，反应釜的优选设置为500～700转/分，搅拌时间为10～20分钟；
S3、将步骤S1所得过氧化环己酮、过氧化苯甲酞、丙酮混合并在700～850转/分，搅拌时间为15～25分钟，搅拌均匀后研磨成均匀膏体即得固化剂；
S4、将步骤S2与S3所得主体灰和固化剂按质量比为100:1～2混合均匀，即得气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料。
实施例2
本发明的实施例2提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1100g、钛白粉30g、有机土23g、SiO2气凝胶94g、重钙80g、陶瓷纤维75g。
实施例3
本发明的实施例3提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1150g、钛白粉28g、SiO2气凝胶99g、重钙75g、陶瓷纤维75g；固化剂按如下重量备料：过氧化环己酮35g、过氧化苯甲酞37g、丙酮2g。
实施例4
本发明的实施例3提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1150g、钛白粉28g、SiO2气凝胶99g、重钙75g、陶瓷纤维75g；固化剂按如下重量备料：过氧化环己酮35g、过氧化苯甲酞37g、丙酮2g。
实施例5
本发明的实施例5提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1020g、钛白粉32g、有机土25g、SiO2气凝胶100g、重钙83g、陶瓷纤维75g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮40g、过氧化苯甲酞43g、丙酮3g。
实施例6
本发明的实施例6提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1080g、钛白粉28g、有机土20g、SiO2气凝胶90g、重钙75g、陶瓷纤维75g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮45g、过氧化苯甲酞36g、丙酮2g。
实施例7
本发明的实施例7提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1029g、钛白粉29g、有机土22g、SiO2气凝胶100g、重钙81g、陶瓷纤维80g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮44g、过氧化苯甲酞44g、丙酮2g。
实施例8
本发明的实施例8提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1100g、钛白粉28g、有机土24g、SiO2气凝胶99g、重钙78g、陶瓷纤维80g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮41g、过氧化苯甲酞37g、丙酮2.5g。
实施例9
本发明的实施例9提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1099g、钛白粉31g、有机土23g、SiO2气凝胶93g、重钙76g、陶瓷纤维85g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮39g、过氧化苯甲酞45g、丙酮3g。
实施例10
本发明的实施例10提供了一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其制备方法与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例主体灰按如下重量备料：不饱和聚酯树脂1011g、钛白粉28g、SiO2气凝胶90g、重钙77g、陶瓷纤维85g；固化剂包括如下重量备料：过氧化环己酮35g、过氧化苯甲酞45g、丙酮3g。
将实施例1至实施例10所制得的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料现有同类产品进行多项性能试验测试比较，测试结果如表1所示。
1、导热性能测试
将实施例1至实施例10所制得的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料、以及同类产品分别涂覆在一个测试铁盒体外壁上，测试铁盒体设有温度传感器，将测试铁盒体置于100℃的温度下，通过温度传感器检测测试铁盒体内部的温度变化。
2、耐酸碱性测试
将实施例1至实施例10所制得的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料、以及同类产品分别涂覆在一片测试铝板上，将所述测试板在25℃的酸、碱溶液中放置30天，观察涂层受侵蚀的情况。
3、防火性测试
将实施例1至实施例10所制得的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料、以及同类产品分别涂覆在一块测试钢板上，对测试板进行200℃的烘烤1个小时，观察涂层产生裂纹的情况。
4、粘稠度测试
分别向2千克实施例1至实施例10所制得的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料、以及同类产品中加入4公升的水，调成料浆，采用稠度仪分别对实施例1至实施例10样品、以及同类产品的料将分别进行测试，读取料浆扩散度尺寸。
表1.本发明实施例1至实施例10与同类产品比较表
如表1所示，本发明实施例1至实施例5制备的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料具有良好的干燥性、打磨性、耐烘烤性、耐冲击性和隔热保温性能，其能够避免基材由于夏季太阳暴晒和冬季气温太低而造成的基材温度过高和过低的问题，降低了基材内空调的使用频率和基材运行中空调的负荷，节省了油耗。而且，本实施例1～10制备的一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料具还可用于工业设备、管道和异形件等领域的保温，提高了工业设备、管道和异形件等的保温性能，使得达到相同的保温目的所需的设备涂层更薄，附着力更强。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其特征在于，包括重量比为100:1～2的主体灰和固化剂；
所述主体灰包括如下重量份组分：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉28～32份、SiO2气凝胶90～100份、重钙75～84份、陶瓷纤维55～75份；
所述固化剂包括如下重量份组分：过氧化环己酮35～45份、过氧化苯甲酞35～45份、丙酮2～3份。
2.如权利要求1所述的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其特征在于，所述主体灰包括如下重量份组分：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉3份、SiO2气凝胶94份、重钙80份、陶瓷纤维65份。
3.如权利要求1所述的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其特征在于，所述固化剂包括如下重量份组分：过氧化环己酮40份、过氧化苯甲酞40份、丙酮2.5份。
4.如权利要求1所述的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料，其特征在于，所述SiO2气凝胶的比表面积为500～8000m2/g。
5.一种气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、按如下重量份组份备料：不饱和聚酯树脂1000～1100份、钛白粉28～32份、SiO2气凝胶90～100份、重钙75～84份、陶瓷纤维55～75份、过氧化环己酮40～50份、过氧化苯甲酞30～40份、丙酮8～12份；
S2、向反应釜内依次加入步骤S1所得不饱和聚酯树脂、钛白粉、SiO2气凝胶、重钙、陶瓷纤维，搅拌均匀即得主体灰；
S3、将步骤S1所得过氧化环己酮、过氧化苯甲酞、丙酮、混合搅拌均匀后研磨成均匀膏体即得固化剂；
S4、将步骤S2与S3所得主体灰和固化剂按质量比为100:1～2混合均匀，即得气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料。
6.如权利要求5所述的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的搅拌速度为500～700转/分，搅拌时间为10～20分钟。
7.如权利要求5所述的气凝胶保温隔热防火防水多功能组合应用材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的搅拌速度为700～850转/分，搅拌时间为15～25分钟。
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CN110387183A (zh) * 2019-08-22 2019-10-29 李金娣 一种气凝胶多功能材料及其制备方法

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