CN111825901A - 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111825901A CN111825901A CN201910300790.8A CN201910300790A CN111825901A CN 111825901 A CN111825901 A CN 111825901A CN 201910300790 A CN201910300790 A CN 201910300790A CN 111825901 A CN111825901 A CN 111825901A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite material
- silicon dioxide
- silica aerogel
- flexible elastic
- high molecular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 108
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 38
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 32
- 239000004965 Silica aerogel Substances 0.000 claims description 30
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- -1 Polyethylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 14
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 9
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 9
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N buta-1,3-diene;prop-2-enenitrile Chemical compound C=CC=C.C=CC#N NTXGQCSETZTARF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 6
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 5
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 5
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 4
- CZGWDPMDAIPURF-UHFFFAOYSA-N (4,6-dihydrazinyl-1,3,5-triazin-2-yl)hydrazine Chemical compound NNC1=NC(NN)=NC(NN)=N1 CZGWDPMDAIPURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ICGLPKIVTVWCFT-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzenesulfonohydrazide Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)NN)C=C1 ICGLPKIVTVWCFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JSTCPNFNKICNNO-UHFFFAOYSA-N 4-nitrosophenol Chemical class OC1=CC=C(N=O)C=C1 JSTCPNFNKICNNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 3
- VRFNYSYURHAPFL-UHFFFAOYSA-N [(4-methylphenyl)sulfonylamino]urea Chemical compound CC1=CC=C(S(=O)(=O)NNC(N)=O)C=C1 VRFNYSYURHAPFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LDVAXRWOGUHMKM-UHFFFAOYSA-N benzene-1,3-disulfonohydrazide Chemical compound NNS(=O)(=O)C1=CC=CC(S(=O)(=O)NN)=C1 LDVAXRWOGUHMKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VJRITMATACIYAF-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonohydrazide Chemical compound NNS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 VJRITMATACIYAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FAMRKDQNMBBFBR-BQYQJAHWSA-N diethyl azodicarboxylate Substances CCOC(=O)\N=N\C(=O)OCC FAMRKDQNMBBFBR-BQYQJAHWSA-N 0.000 claims description 3
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- FAMRKDQNMBBFBR-UHFFFAOYSA-N ethyl n-ethoxycarbonyliminocarbamate Chemical compound CCOC(=O)N=NC(=O)OCC FAMRKDQNMBBFBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- 125000005439 maleimidyl group Chemical class C1(C=CC(N1*)=O)=O 0.000 claims description 3
- 150000002832 nitroso derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 3
- VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-propan-2-yloxycarbonyliminocarbamate Chemical compound CC(C)OC(=O)N=NC(=O)OC(C)C VVWRJUBEIPHGQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000011325 microbead Substances 0.000 claims 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 3
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 description 16
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 description 16
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 description 16
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 16
- XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L zinc stearate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O XOOUIPVCVHRTMJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 4
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 description 4
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000013012 foaming technology Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MOUPNEIJQCETIW-UHFFFAOYSA-N lead chromate Chemical compound [Pb+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O MOUPNEIJQCETIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 description 1
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005829 trimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003673 urethanes Chemical class 0.000 description 1
- NDKWCCLKSWNDBG-UHFFFAOYSA-N zinc;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Zn+2].[O-][Cr]([O-])(=O)=O NDKWCCLKSWNDBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
- C08J9/102—Azo-compounds
- C08J9/103—Azodicarbonamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/36—Silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
- C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
- C08J2323/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08J2323/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
- C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/04—Oxygen-containing compounds
- C08K5/14—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法,复合材料包括二氧化硅气凝胶颗粒粉体和高分子聚合物用发泡工艺包裹结合形成具有完全开孔、完全封闭孔或半开半闭孔结构的材料,其中二氧化硅气凝胶颗粒粉体镶嵌在高分子聚合物形成的孔壁上,方法是将包含二氧化硅气凝胶颗粒粉体、高分子聚合物的原材料充分混合均匀,然后加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料挤出成拉片,拉片经过连续或间歇发泡的工艺,制得卷状或块状片材的复合材料。通过上述方式,本发明具有优异的隔热保温性能;抗拉抗压强度好,质量轻、柔软度好、具备弹性缓冲、隔音降噪、吸震等功能,在寒区或高温环境条件下具有重要的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法。
背景技术
到目前为止,国内气凝胶研发、生产技术已比较成熟,其中绝大部分气凝胶为二氧化硅气凝胶,其使用方式主要为将二氧化硅气凝胶与预制的玻璃纤维毡或者预氧化有机纤维毡结合做成复合材料,这样制成的材料虽然具有非常良好的隔热性能,但也有两个非常严重的缺陷:
其一,力学性能(机械强度)极差易碎,二氧化硅气凝胶作为一种高孔隙的多孔材料,自身的各项力学性能非常差,它非常的脆,在微弱的拉力、压力、剪切力的作用下即破裂成许多碎块甚至粉末。即使与纤维毡复合,气凝胶与基材的结合力也很弱,在各种力的作用下气凝胶块体、颗粒极易从纤维上分离,一方面,导致了原材料结构的破坏,削弱其隔热性能,另一方面,也造成了第二个影响使用的缺陷,产生大量粉尘污染。
其二,玻纤毡气凝胶的结构中包含了大量的纳米尺寸的颗粒,这些颗粒非常轻,在气凝胶破碎以后逸散到材料外部,或是被人体吸入,威胁到人的生命健康安全,或是进入到设备、仪器内部,影响设备的正常运行,造成安全隐患。
现有的高分子隔热材料多为发泡材料,通过引入发泡剂或者造孔剂或者其他方式,在高分子聚合物当中引入气泡、孔洞,通过降低材料整体的热导率来提升隔热效果。但是高分子聚合物本身的导热系数是一定的且较大,现有发泡材料的孔隙率(气泡占总体积的比例)在现有工艺技术下已很难降低突破。目前常见的发泡材料、羊毛毡、纤维太空棉、羽绒等材料的导热系一般都>0.033W/(m•k)~0.068W/(m•k),这些常见材料的导热系数多已稳定了,表现出隔热保温效果一般。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法,能够解决二氧化硅气凝胶易碎,材料使用时产生大量粉尘污染、以及保温隔热效果不佳的问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料,复合材料包括二氧化硅气凝胶颗粒粉体和高分子聚合物用发泡工艺包裹结合形成具有完全开孔、完全封闭孔或半开半闭孔结构的材料,其中二氧化硅气凝胶颗粒粉体镶嵌在高分子聚合物形成的孔壁上。
本发明还涉及一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,将包含二氧化硅气凝胶颗粒粉体、高分子聚合物的原材料充分混合均匀,然后加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料挤出成拉片,拉片经过连续或间歇发泡的工艺,制得卷状或块状片材的复合材料。
在本发明一个较佳实施例中, 高分子聚合物包括聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚对苯二甲酸类塑料PET、乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯PU、聚酰亚胺PI 、环氧树脂、三聚氰胺Melamine、天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、异戊橡胶IR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、丁晴橡胶NBR、氢化丁晴橡胶HNBR和乙丙橡胶EPM、EPDM中的一种或两种以上按比例混合而成的颗粒粉末。
在本发明一个较佳实施例中, 所述发泡工艺中的发泡剂为化学发泡剂,包括2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮胺基苯、亚硝基化合物类、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4,4’-氧化双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、1,3-苯二磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、4,4’-氧代双苯磺酰氨基脲、三肼基三嗪、5-苯基四唑或聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物。
在本发明一个较佳实施例中, 原材料中进一步包括硫化剂,硫化剂为有机硫化剂,包括有机过氧化物、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯和马来酰亚胺衍生物中的一种或多种组合,用于激活高分子聚合物的双键使其进一步聚合。
在本发明一个较佳实施例中, 原材料中进一步包括填充料,填充料包括滑石粉、碳酸钙、石英砂或金刚砂,用于进一步改善复合材料的指定特性,包括密度、硬度或光泽度。
在本发明一个较佳实施例中, 原材料中进一步包括阻燃剂,阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、卤系阻燃剂、氮磷系阻燃剂和氮系阻燃剂中的一种或多种组合。
在本发明一个较佳实施例中,原材料中进一步包括调节复合材料颜色的着色剂,包括有机着色剂和无机着色剂。
在本发明一个较佳实施例中,原材料中或包括1-20wt%的玻璃微珠。
在本发明一个较佳实施例中,原材料中包括1-40wt%的二氧化硅气凝胶颗粒粉体。
本发明的有益效果是:本发明的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料导热系数处在0.021W/(m•k)~0.029W/(m•k)的区间,其导热系数与空气相当或低于空气的导热系数,具有优异的隔热保温性能;抗拉抗压强度好,质量轻、柔软度好、具备弹性缓冲、隔音降噪、吸震等功能,在寒区或高温环境条件下具有重要的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料电镜照片图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明实施例包括:
一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料,复合材料包括二氧化硅气凝胶颗粒粉体和高分子聚合物用发泡工艺包裹结合形成具有完全开孔、完全封闭孔或半开半闭孔结构的材料,其中二氧化硅气凝胶颗粒粉体镶嵌在高分子聚合物形成的孔壁上,形成富有弹性和柔软性的紧密的结合,图1中泡壁内或表面白色颗粒粉末是二氧化硅气凝胶。
二氧化硅气凝胶的颗粒粉末被高分子材料的泡壁紧密包裹束缚,赋予了气凝胶良好的拉伸、压缩、弯曲性能,使复合材料耐受外力冲击且气凝胶无脱落现象,无纤维气凝胶毡粉尘逸散的缺陷。
由于高分子材料的泡壁紧密包裹束缚了大量的纳微孔结构的二氧化硅气凝胶的颗粒粉末,二氧化硅气凝胶的颗粒粉末的导热系数极低,高比表面积的二氧化硅气凝胶的室温导热系数可低达0.013W/(m•k),这就大大降低了该复合材料的高分子材料泡壁的导热能力且具有较低的导热系数,本发明的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料经检测其室温导热系数<0.029W/(m•k), 其中二氧化硅气凝胶颗粒粉末含量较高的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的室温导热系数可低达0.021W/(m•k)。
本发明的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料导热系数处在0.021W/(m•k)~0.029W/(m•k)的区间,其导热系数与空气相当或低于空气的导热系数,具有优异的隔热保温性能。本发明的复合材料贴合、放置在目标物体和热源之间,即可实现热隔断保温保护,保护目标物体不受热源的影响。
本发明还涉及二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,将二氧化硅气凝胶颗粒粉体、高分子聚合物材料、发泡剂、增塑剂、润滑剂、阻燃剂、偶联剂、增强剂、抗氧剂、稳定剂、填充剂、着色剂等材料在搅拌机中充分混合均匀,然后放入密炼机中加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料放入挤出机中挤出成片,经过切割成为具有一定尺寸与重量的胚料,把胚料放入发泡机中,连续发泡或间歇的发泡工艺技术过程后,取出发泡成型好的复合材料,经过后续的模切、纵切、剖切等加工,制得卷状或块体片材的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料。
高分子聚合物包括聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚对苯二甲酸类塑料PET、乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯PU、聚酰亚胺PI 、环氧树脂、三聚氰胺Melamine、天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、异戊橡胶IR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、丁晴橡胶NBR、氢化丁晴橡胶HNBR和乙丙橡胶EPM、EPDM中的一种或两种以上按比例混合而成的颗粒粉末。
二氧化硅气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料,其孔隙率高达80-99.8%,孔洞的典型尺寸为1-100nm,比表面积为200-1000m2/g,室温导热系数可低达0.013W/(m•k),是绝热保温的新材料。本发明的原材料中包括1-40wt%的二氧化硅气凝胶颗粒粉体。
所述发泡工艺中的发泡剂为化学发泡剂,包括2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮胺基苯、亚硝基化合物类、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4,4’-氧化双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、1,3-苯二磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、4,4’-氧代双苯磺酰氨基脲、三肼基三嗪、5-苯基四唑或聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物。
高分子材料的连续发泡技术一般有双螺杆连续挤出成型发泡、喷涂发泡。间歇发泡的技术有注射成型发泡、模压、吹塑和浇铸等成型方法。
原材料中进一步包括硫化剂,硫化剂为有机硫化剂,包括有机过氧化物(如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯)、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯和马来酰亚胺衍生物中的一种或多种组合,用于激活高分子聚合物的双键使其进一步聚合。
原材料中进一步包括填充料,填充料包括滑石粉、碳酸钙、石英砂或金刚砂,用于进一步改善复合材料的指定特性,包括密度、硬度或光泽度。
原材料中进一步包括阻燃剂,阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)、氮磷系阻燃剂和氮系阻燃剂中的一种或多种组合。
原材料中进一步包括调节复合材料颜色的着色剂,包括有机着色剂和无机着色剂,包括炭黑、钛白粉、锌粉、镉红、三氧化二铁、铬黄、锌黄等。
实施例1:用聚乙烯PE高分子链紧密包裹束缚了大量的纳微孔结构的二氧化硅气凝胶的颗粒粉末,原材料包括:100kg低密度聚乙烯(LDPE)、15kg偶氮二甲酰胺(AC)、0.6~0.8kg过氧化二异丙苯(DCP)、3kg氧化锌(ZnO)、1kg硬脂酸锌(ZnSt)和20wt%的二氧化硅气凝胶。
间歇模压发泡块体片材的制备方法包括:将低密度聚乙烯(LDPE)和过氧化二异丙苯(DCP)进行单独混合成粉末一,再将偶氮二甲酰胺(AC)、氧化锌(ZnO)、硬脂酸锌(ZnSt)和二氧化硅气凝胶进行混合成粉末二,然后粉末一和粉末二放入密炼机中加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料放入挤出机中挤出成拉片,经过切割成为具有一定尺寸与重量的胚料,把胚料放入膜内发泡机内发泡,发泡完成后进行检验,最后加工成块体片材。
实施例2:用聚乙烯PE高分子链紧密包裹束缚了大量的纳微孔结构的二氧化硅气凝胶的颗粒粉末,原材料包括:100kg低密度聚乙烯(LDPE)、15kg偶氮二甲酰胺(AC)、0.6~0.8kg过氧化二异丙苯(DCP)、3kg氧化锌(ZnO)、1kg硬脂酸锌(ZnSt)、40wt%的二氧化硅气凝胶、15wt%的氢氧化镁阻燃剂和5wt%的氢氧化铝阻燃剂。氢氧化镁阻燃剂的颗粒尺寸325目~800目,氢氧化铝阻燃剂的颗粒尺寸为325目~800目。
间歇模压发泡块体片材的制备方法包括:将低密度聚乙烯(LDPE)和过氧化二异丙苯(DCP)进行单独混合成粉末一,再将偶氮二甲酰胺(AC)、氧化锌(ZnO)、硬脂酸锌(ZnSt)、二氧化硅气凝胶、氢氧化镁阻燃剂和氢氧化铝阻燃剂进行混合成粉末二,然后粉末一和粉末二放入密炼机中加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料放入挤出机中挤出成拉片,经过切割成为具有一定尺寸与重量的胚料,把胚料放入膜内发泡机内发泡,发泡完成后进行检验,最后加工成具有阻燃性能的块体片材。
实施例3:用聚乙烯PE高分子链紧密包裹束缚了大量的纳微孔结构的二氧化硅气凝胶的颗粒粉末和玻璃微珠,原材料包括:100kg低密度聚乙烯(LDPE)、15kg偶氮二甲酰胺(AC)、0.6~0.8kg过氧化二异丙苯(DCP)、3kg氧化锌(ZnO)、1kg硬脂酸锌(ZnSt)、15wt%的二氧化硅气凝胶和15wt%的玻璃微珠。
连续发泡卷状片材的制备方法包括:将低密度聚乙烯(LDPE)和过氧化二异丙苯(DCP)进行单独混合成粉末一,再将偶氮二甲酰胺(AC)、氧化锌(ZnO)、硬脂酸锌(ZnSt)、二氧化硅气凝胶和玻璃微珠进行混合成粉末二,然后粉末一和粉末二放入密炼机中加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料放入挤出机中挤出成拉片,经过切割成为具有一定尺寸与重量的粒装坯料,把胚料挤片、压光,放入发泡机内交联发泡,然后再进行泡孔定型,最后进行水洗、烘干,卷取后形成卷状片材。
实施例4:用聚乙烯PE高分子链紧密包裹束缚了大量的纳微孔结构的二氧化硅气凝胶的颗粒粉末和玻璃微珠,原材料包括:100kg低密度聚乙烯(LDPE)、15kg偶氮二甲酰胺(AC)、0.6~0.8kg过氧化二异丙苯(DCP)、3kg氧化锌(ZnO)、1kg硬脂酸锌(ZnSt)、10wt%的二氧化硅气凝胶、10wt%的玻璃微珠、15wt%的氢氧化镁阻燃剂和5wt%的氢氧化铝阻燃剂。氢氧化镁阻燃剂的颗粒尺寸325目~800目,氢氧化铝阻燃剂的颗粒尺寸为325目~800目。
连续发泡卷状片材的制备方法包括:将低密度聚乙烯(LDPE)和过氧化二异丙苯(DCP)进行单独混合成粉末一,再将偶氮二甲酰胺(AC)、氧化锌(ZnO)、硬脂酸锌(ZnSt)、二氧化硅气凝胶、玻璃微珠、氢氧化镁阻燃剂和氢氧化铝阻燃剂进行混合成粉末二,然后粉末一和粉末二放入密炼机中加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料放入挤出机中挤出成拉片,经过切割成为具有一定尺寸与重量的粒装坯料,把胚料挤片、压光,放入发泡机内交联发泡,然后再进行泡孔定型,最后进行水洗、烘干,卷取后形成具有阻燃性能的卷状片材。
实施例5:用其它高分子泡壁固定二氧化硅气凝胶颗粒粉末,原材料包括:二氧化硅气凝胶35wt%,100kg分子量3000的聚醚,47kg甲苯二异氰酸酯(80/20),0.2kg三乙烯二胺,0.3kg辛酸亚锡,2.3kg硅油,3.5kg蒸馏水。
间歇式箱体发泡块状片材的制备方法,是将上述所有原材料在20-25℃的环境下高速混合搅拌时间8秒钟以上,然后倒入箱体内发泡成块。
实施例6:用聚异氰脲酸酯泡壁固定二氧化硅气凝胶颗粒粉末,原材料包括:二氧化硅气凝胶40wt%,80.5kg粗MDI,100kg聚异氰酸酯,6.1kg含羟基化合物,10kg含磷聚醚,1.43kg丙烯氧化物(其中含三聚催化剂),0.86kg硅油表面活性剂20kg3003聚醚,10kg发泡剂F-Ⅱ,0.5kg烷基磷化合物,0.58kg三苯酚,0.5kg表面活性剂,0.58kg氮杂环丙烯。
连续发泡块状片材的制备方法中需要将上述所有原材料充分混合的过程中,至少进行18秒时间的乳化,和45秒时间的固化,然后再进行拉片、切粒和发泡。
聚异氰脲酸酯泡沫塑料(PIR)长期使用温度为150-180℃,阻燃性更优异,此外改性聚异氰脲酸酯还包括:氨基甲酸酯、环氧树脂、聚酰亚胺、碳二亚胺等。
综合实施例1-6,本发明具有工艺简单,材料成本低,设备投入小的优点,产出的复合材料具有大尺寸、可连续生产的优势。
本发明具有抗拉抗压强度好,质量轻、柔软度好、具备弹性缓冲、隔音降噪、吸震等功能,在寒区或高温环境条件下具有重要的应用,如寒区和高温环境中的日常穿戴的服装、靴子、被装、帐篷、方舱、新能源汽汽车的动力电池包、新能源汽车的车身等保温隔热有着巨大的市场需求。该材料工程技术应用的衍生产品和应用方向。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料,其特征在于,复合材料包括二氧化硅气凝胶颗粒粉体和高分子聚合物用发泡工艺包裹结合形成具有完全开孔、完全封闭孔或半开半闭孔结构的材料,其中二氧化硅气凝胶颗粒粉体镶嵌在高分子聚合物形成的孔壁上。
2.根据权利要求1所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,将包含二氧化硅气凝胶颗粒粉体、高分子聚合物的原材料充分混合均匀,然后加压加热充分捏炼均匀,把捏炼好的原料挤出成拉片,拉片经过连续或间歇发泡的工艺,制得卷状或块状片材的复合材料。
3.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,高分子聚合物包括聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚对苯二甲酸类塑料PET、乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚氨酯PU、聚酰亚胺PI 、环氧树脂、三聚氰胺Melamine、天然橡胶NR、丁苯橡胶SBR、顺丁橡胶BR、异戊橡胶IR、氯丁橡胶CR、丁基橡胶IIR、丁晴橡胶NBR、氢化丁晴橡胶HNBR和乙丙橡胶EPM、EPDM中的一种或两种以上按比例混合而成的颗粒粉末。
4.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,所述发泡工艺中的发泡剂为化学发泡剂,包括2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸钡、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮胺基苯、亚硝基化合物类、N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺、苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4,4’-氧化双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯砜、1,3-苯二磺酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、4,4’-氧代双苯磺酰氨基脲、三肼基三嗪、5-苯基四唑或聚硅氧烷-聚烷氧基醚共聚物。
5.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中进一步包括硫化剂,硫化剂为有机硫化剂,包括有机过氧化物、醌肟化合物、多硫聚合物、氨基甲酸乙酯和马来酰亚胺衍生物中的一种或多种组合,用于激活高分子聚合物的双键使其进一步聚合。
6.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中进一步包括填充料,填充料包括滑石粉、碳酸钙、石英砂或金刚砂,用于进一步改善复合材料的指定特性,包括密度、硬度或光泽度。
7.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中进一步包括阻燃剂,阻燃剂分为无机阻燃剂和有机阻燃剂,包括氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、卤系阻燃剂、氮磷系阻燃剂和氮系阻燃剂中的一种或多种组合。
8.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中进一步包括调节复合材料颜色的着色剂,包括有机着色剂和无机着色剂。
9.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中或包括1-20wt%的玻璃微珠。
10.根据权利要求2所述的二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料的制备方法,其特征在于,原材料中包括1-40wt%的二氧化硅气凝胶颗粒粉体。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910300790.8A CN111825901A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 |
PCT/CN2019/113007 WO2020211320A1 (zh) | 2019-04-15 | 2019-10-24 | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910300790.8A CN111825901A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111825901A true CN111825901A (zh) | 2020-10-27 |
Family
ID=72838001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910300790.8A Pending CN111825901A (zh) | 2019-04-15 | 2019-04-15 | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111825901A (zh) |
WO (1) | WO2020211320A1 (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112321948A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-05 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法 |
CN113024938A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-25 | 石家庄启宏新材料制品有限公司 | 一种阻燃发泡材料及其制备方法 |
CN113185780A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种热失控防护材料及制备方法和锂离子储能电池 |
CN113321875A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-31 | 北京理工大学 | 一种有机无机复合的热防护隔热材料及其制备方法 |
CN113462078A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-01 | 湖北祥源新材科技股份有限公司 | 一种气凝胶复合发泡片材、制备方法以及应用 |
CN113635619A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-12 | 杨清华 | 一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺 |
CN113717459A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-30 | 智筑汇创(上海)新材料科技有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN113736173A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-12-03 | 上海乐纯生物技术有限公司 | 一种细胞治疗储液袋及其制造方法 |
CN114250046A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-03-29 | 科顺防水科技股份有限公司 | 一种丁基压敏胶及其制备方法和应用 |
CN116330771A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-27 | 北京中科海势科技有限公司 | 一种基于气凝胶纳米颗粒和高分子弹性体的绝热材料 |
CN115926480B (zh) * | 2023-01-09 | 2023-09-29 | 江苏众成羽绒科技有限公司 | 一种羽绒复合保暖材料及其制备方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11949085B2 (en) | 2022-01-14 | 2024-04-02 | Ford Global Technologies, Llc | High temperature insulating foam for high voltage battery protection in electric vehicles |
WO2023230251A1 (en) | 2022-05-27 | 2023-11-30 | Cabot Corporation | Aerogel composition for thermal insulation |
WO2024059682A1 (en) | 2022-09-16 | 2024-03-21 | Cabot Corporation | Aerogel composition for thermal insulation |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103608391A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-02-26 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包含气凝胶颗粒的有机泡沫体复合材料的制备方法 |
JP2015007145A (ja) * | 2013-06-24 | 2015-01-15 | 大日本印刷株式会社 | 断熱材の製造方法、断熱材用樹脂組成物および断熱材 |
CN104478394A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-01 | 天津大学 | 一种纤维毡增强二氧化硅气凝胶复合板的制备方法 |
CN105273314A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-27 | 安徽大学 | 一种聚丙烯发泡隔热材料及其制备方法 |
CN106397956A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 上海婵婵户外用品有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN106397952A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 上海婵婵户外用品有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN106567474A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 王贵然 | 一种二氧化硅纳米气凝胶空芯玻璃微珠复合防火保温板材料及其制备方法 |
CN107266774A (zh) * | 2016-04-08 | 2017-10-20 | 南京唯才新能源科技有限公司 | 一种气凝胶复合材料及其制备方法 |
CN107849764A (zh) * | 2015-07-15 | 2018-03-27 | 国际粉末冶金与新材料先进技术研究中心 | 高效隔热的二氧化硅气凝胶产品的改进生产工艺 |
CN108239309A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 蔡晨灿 | 一种御寒保暖复合材料及其制备方法和应用 |
CN109337216A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-15 | 诺弗斯绝热材料有限公司 | 一种用于空调保温系统的橡塑绝热材料 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101332433B1 (ko) * | 2010-08-24 | 2013-11-22 | 제일모직주식회사 | 단열성이 우수한 경질 폴리우레탄 폼 및 그 제조방법 |
JP6655776B2 (ja) * | 2015-12-17 | 2020-02-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | シリカエアロゲルと断熱材およびシリカエアロゲルの製造方法 |
EP3272516B1 (en) * | 2016-07-22 | 2021-03-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Heat-insulation material and production method thereof |
CN109130405B (zh) * | 2018-08-30 | 2021-06-08 | 疏博(上海)纳米科技有限公司 | 一种隔热覆盖物及其制备方法 |
-
2019
- 2019-04-15 CN CN201910300790.8A patent/CN111825901A/zh active Pending
- 2019-10-24 WO PCT/CN2019/113007 patent/WO2020211320A1/zh active Application Filing
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103608391A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-02-26 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包含气凝胶颗粒的有机泡沫体复合材料的制备方法 |
JP2015007145A (ja) * | 2013-06-24 | 2015-01-15 | 大日本印刷株式会社 | 断熱材の製造方法、断熱材用樹脂組成物および断熱材 |
CN104478394A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-01 | 天津大学 | 一种纤维毡增强二氧化硅气凝胶复合板的制备方法 |
CN107849764A (zh) * | 2015-07-15 | 2018-03-27 | 国际粉末冶金与新材料先进技术研究中心 | 高效隔热的二氧化硅气凝胶产品的改进生产工艺 |
CN105273314A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-01-27 | 安徽大学 | 一种聚丙烯发泡隔热材料及其制备方法 |
CN107266774A (zh) * | 2016-04-08 | 2017-10-20 | 南京唯才新能源科技有限公司 | 一种气凝胶复合材料及其制备方法 |
CN106397956A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 上海婵婵户外用品有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN106397952A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-02-15 | 上海婵婵户外用品有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN106567474A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 王贵然 | 一种二氧化硅纳米气凝胶空芯玻璃微珠复合防火保温板材料及其制备方法 |
CN108239309A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 蔡晨灿 | 一种御寒保暖复合材料及其制备方法和应用 |
CN109337216A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-02-15 | 诺弗斯绝热材料有限公司 | 一种用于空调保温系统的橡塑绝热材料 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
丁浩: "《塑料工业实用手册》", 31 August 2000, 化学工业出版社 * |
方禹声等: "《聚氨酯泡沫塑料》", 31 August 1994, 化学工业出版社 * |
马保国等: "《建筑功能材料》", 31 July 2004, 第30页 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112321948A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-05 | 江苏金发科技新材料有限公司 | 一种二氧化硅气凝胶-聚丙烯轻质隔热材料及其制备方法 |
CN113024938A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-06-25 | 石家庄启宏新材料制品有限公司 | 一种阻燃发泡材料及其制备方法 |
CN113185780A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种热失控防护材料及制备方法和锂离子储能电池 |
CN113321875A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-08-31 | 北京理工大学 | 一种有机无机复合的热防护隔热材料及其制备方法 |
CN113462078A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-01 | 湖北祥源新材科技股份有限公司 | 一种气凝胶复合发泡片材、制备方法以及应用 |
CN113635619A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-12 | 杨清华 | 一种二氧化硅气凝胶保温隔热复合膜及其制备工艺 |
CN113736173A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-12-03 | 上海乐纯生物技术有限公司 | 一种细胞治疗储液袋及其制造方法 |
CN113717459A (zh) * | 2021-09-15 | 2021-11-30 | 智筑汇创(上海)新材料科技有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN113717459B (zh) * | 2021-09-15 | 2023-10-13 | 智筑汇创(上海)新材料科技有限公司 | 一种保温材料及其制备方法 |
CN114250046A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-03-29 | 科顺防水科技股份有限公司 | 一种丁基压敏胶及其制备方法和应用 |
CN115926480B (zh) * | 2023-01-09 | 2023-09-29 | 江苏众成羽绒科技有限公司 | 一种羽绒复合保暖材料及其制备方法 |
CN116330771A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-06-27 | 北京中科海势科技有限公司 | 一种基于气凝胶纳米颗粒和高分子弹性体的绝热材料 |
CN116330771B (zh) * | 2023-05-25 | 2023-11-07 | 北京中科海势科技有限公司 | 一种基于气凝胶纳米颗粒和高分子弹性体的绝热材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020211320A1 (zh) | 2020-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111825901A (zh) | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温复合材料及其制备方法 | |
JP6403752B2 (ja) | 高充填、高弾性軟質発泡ポリエチレン材料及びその調製方法 | |
TWI707900B (zh) | 熱可塑性聚氨酯發泡粒子及熱可塑性聚氨酯發泡粒子成形體 | |
US8779016B2 (en) | Spray-in latex foam for sealing and insulating | |
CN103408823B (zh) | 碳酸钙高填充高回弹软质发泡聚乙烯材料及其制备方法 | |
CN110181741B (zh) | 发泡聚烯烃珠粒的制备方法、发泡聚烯烃板材及其应用 | |
CN103087361A (zh) | 厚制品用发泡橡胶及其变温模压制备方法 | |
CN108384244A (zh) | 具有梯度泡孔结构的硅橡胶复合材料及其制备方法 | |
CN107903518A (zh) | 一种eps板材及其加工工艺 | |
JP6043467B2 (ja) | クロロプレンゴム発泡体及びその製造方法 | |
CN111844983A (zh) | 二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温材料与织物面料贴合层压的复合材料及其制备方法和用途 | |
CN108003405B (zh) | 柔性吸声材料及其制备方法和应用 | |
CN108164763A (zh) | 橡胶微孔垫板及其制备方法 | |
CN106751742A (zh) | 一种保温抗振聚氨酯泡沫材料及其制备方法 | |
CN111823655A (zh) | 二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温材料与ePTFE膜贴合层压的复合材料及制备方法和用途 | |
JP5981116B2 (ja) | クロロプレンゴム連続気泡体及びその製造方法 | |
CN210362724U (zh) | 一种二氧化硅气凝胶柔弹性隔热保温材料与ePTFE膜贴合层压的复合材料 | |
KR101851412B1 (ko) | 발포 pvc의 생산을 위한 향상된 공정 및 그에 의해 얻어진 발포 pvc에 기초한 플라스틱 재료 | |
CN108117700B (zh) | 阻燃柔性吸声材料及其制备方法和应用 | |
CN109366839B (zh) | 模压物理发泡制备闭孔结构橡胶泡沫材料的方法 | |
CN115304836A (zh) | 一种低硫橡塑海绵制品及其制备方法 | |
JP2006501323A (ja) | 遮音材料とその製造方法 | |
CN104119671A (zh) | 一种轻量化汽车内饰用高性能聚氨酯泡沫的配方及工艺 | |
CN111205528A (zh) | 一种高黏弹柔性板及其制备方法 | |
KR102226816B1 (ko) | 고 기밀성 고무발포 폼 테이프 및 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201027 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |