CN113511837B - 一种气凝胶eva复合隔热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料及其制备方法，属于隔热材料技术领域，包括以下重量份的原料：EVA基料50‑80份、红外反射颜料30‑50份、膨胀石墨20‑40份、氧化铝纤维10‑20份、偶联剂6‑12份。采用本发明实施例所制得的复合凝胶材料相较于传统的普通气凝胶毡，具有良好的隔热效果，且制备方法简单可靠，操作方便，制备成本低廉，易于工业化生产和在建筑体隔热领域的普遍运用。
Description
技术领域
本发明属于隔热材料技术领域，具体是一种气凝胶EVA复合隔热材料及其制备方法。
背景技术
随着全球变暖日益加剧，海平面逐年上升，建筑节能已经成了建筑行业发展过程中不可避免的问题，为实现建筑体的隔热，通常采用保温隔热材料作为建筑墙板是实现建筑体隔热的重要途径。
现有的保温隔热材料大多以二氧化硅气凝胶为首，在将二氧化硅气凝胶一类的隔热材料应用于建筑体隔热时，通常是将二氧化硅气凝胶涂覆于建筑墙体侧壁，以增加建筑墙体的隔热效果，但是二氧化硅气凝胶制备方法较为复杂，所需制备设备的费用较为高昂，使得二氧化硅气凝胶价格不菲，导致其在建筑体隔热领域的应用无法普及。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明实施例要解决的技术问题是提供一种气凝胶EVA复合隔热材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：EVA基料50-80份、红外反射颜料30-50份、膨胀石墨20-40份、氧化铝纤维10-20份、偶联剂6-12份。
作为本发明进一步的改进方案：包括以下重量份的原料：EVA基料60-70份、红外反射颜料35-45份、膨胀石墨25-35份、氧化铝纤维12-18份、偶联剂7-11份。
作为本发明进一步的改进方案：包括以下重量份的原料：EVA基料65份、红外反射颜料40份、膨胀石墨30份、氧化铝纤维15份、偶联剂9份。
作为本发明进一步的改进方案：所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合。
作为本发明再进一步的改进方案：所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应所形成的产物。
作为本发明再进一步的改进方案：所述氧化铝纤维的长度介于5mm-10mm之间。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于10-50倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH至4-7之间，静止陈化后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
作为本发明再进一步的改进方案：所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
作为本发明再进一步的改进方案：所述搅拌机转速为15000r/min。
作为本发明再进一步的改进方案：所述静止陈化时间为1d-3d。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明实施例所制得的复合凝胶材料相较于传统的普通气凝胶毡，具有良好的隔热效果，且制备方法简单可靠，操作方便，制备成本低廉，易于工业化生产和在建筑体隔热领域的普遍运用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：
EVA基料50份、红外反射颜料30份、膨胀石墨20份、氧化铝纤维10份、偶联剂6份。
所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应，金属离子与氧离子能够重新排列，以形成的类似于尖晶石结构或金红石型结构的产物；所述氧化铝纤维的长度为5mm，通过膨胀石墨可增加材料的深度，以增大对于热辐射的反射率，进一步提高隔热效果。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分（EVA基料、红外反射颜料、膨胀石墨、氧化铝纤维、偶联剂）；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于10倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物，其中搅拌机的转速为15000r/min；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH为4，静止陈化1d后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
上述方法中，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
实施例2
本实施例提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：
EVA基料80份、红外反射颜料50份、膨胀石墨40份、氧化铝纤维20份、偶联剂12份。
所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应，金属离子与氧离子能够重新排列，以形成的类似于尖晶石结构或金红石型结构的产物；所述氧化铝纤维的长度为10mm，通过膨胀石墨可增加材料的深度，以增大对于热辐射的反射率，进一步提高隔热效果。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分（EVA基料、红外反射颜料、膨胀石墨、氧化铝纤维、偶联剂）；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于50倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物，其中搅拌机的转速为15000r/min；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH为7，静止陈化3d后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
上述方法中，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
实施例3
本实施例提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：
EVA基料60份、红外反射颜料35份、膨胀石墨25份、氧化铝纤维12份、偶联剂7份。
所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应，金属离子与氧离子能够重新排列，以形成的类似于尖晶石结构或金红石型结构的产物；所述氧化铝纤维的长度为6mm，通过膨胀石墨可增加材料的深度，以增大对于热辐射的反射率，进一步提高隔热效果。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分（EVA基料、红外反射颜料、膨胀石墨、氧化铝纤维、偶联剂）；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于20倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物，其中搅拌机的转速为15000r/min；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH为5，静止陈化2d后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
上述方法中，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
实施例4
本实施例提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：
EVA基料70份、红外反射颜料45份、膨胀石墨35份、氧化铝纤维18份、偶联剂11份。
所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应，金属离子与氧离子能够重新排列，以形成的类似于尖晶石结构或金红石型结构的产物；所述氧化铝纤维的长度为9mm，通过膨胀石墨可增加材料的深度，以增大对于热辐射的反射率，进一步提高隔热效果。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分（EVA基料、红外反射颜料、膨胀石墨、氧化铝纤维、偶联剂）；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于40倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物，其中搅拌机的转速为15000r/min；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH为6，静止陈化2d后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
上述方法中，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
实施例5
本实施例提供了一种气凝胶EVA复合隔热材料，包括以下重量份的原料：
EVA基料65份、红外反射颜料40份、膨胀石墨30份、氧化铝纤维15份、偶联剂9份。
所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应，金属离子与氧离子能够重新排列，以形成的类似于尖晶石结构或金红石型结构的产物；所述氧化铝纤维的长度为7mm，通过膨胀石墨可增加材料的深度，以增大对于热辐射的反射率，进一步提高隔热效果。
一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，包括如下步骤：
按配比称取各组分（EVA基料、红外反射颜料、膨胀石墨、氧化铝纤维、偶联剂）；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于30倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物，其中搅拌机的转速为15000r/min；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH为5.5，静止陈化2d后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
上述方法中，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
隔热效果的鉴定
由实施例1-5中所得材料经压制成型并切割成六块板材，六块板材的长、宽、厚依次为1m、1m、0.01m，在其中一块板材一侧安装温度计以及电热丝，然后将六块板材拼接形成正方体结构，使得前述温度计以及电热丝均位于正方体内部，再在其余五块板材外壁分别设置温度计，通过电热丝通电，以对该正方体内部空气进行加热，当位于正方体内部的温度计指示温度为100℃时，停止加热，观察位于正方体外部温度计数值，结果如下表1所示；
对比例
选择六块市售的二氧化硅气凝胶毡，其尺寸与上述六块板材均相同，在其中一块二氧化硅气凝胶毡一侧安装温度计以及电热丝，然后将六块二氧化硅气凝胶毡拼接形成正方体结构，使得前述温度计以及电热丝均位于正方体内部，再在其余五块二氧化硅气凝胶毡外壁分别设置温度计，通过电热丝通电，以对该正方体内部空气进行加热，当位于正方体内部的温度计指示温度为100℃时，停止加热，观察位于正方体外部温度计数值，结果如下表2所示。
表1
表2
由表1与表2可知，采用本发明实施例所制得的复合凝胶材料相较于传统的二氧化硅气凝胶毡，隔热效果可提高15%-20%左右，具有良好的隔热效果，且制备方法简单可靠，操作方便，易于工业化生产和使用。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种气凝胶EVA复合隔热材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EVA基料50-80份、红外反射颜料30-50份、膨胀石墨20-40份、氧化铝纤维10-20份、偶联剂6-12份；所述红外反射颜料为金属氧化物、硝酸盐以及醋酸盐混合，经1000℃以上温度煅烧反应所形成的产物。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EVA基料60-70份、红外反射颜料35-45份、膨胀石墨25-35份、氧化铝纤维12-18份、偶联剂7-11份。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料，其特征在于，由以下重量份的原料组成：EVA基料65份、红外反射颜料40份、膨胀石墨30份、氧化铝纤维15份、偶联剂9份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料，其特征在于，所述偶联剂为铬络合物偶联剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任意一种或几种的组合。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料，其特征在于，所述氧化铝纤维的长度介于5mm-10mm之间。
6.一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按配比称取各组分；
初混物的制备：将称取的各组分剪切共混，过100目筛后置于10-50倍水中采用搅拌机搅拌30min，得初混物；
复合湿凝胶材料的制备：将所述初混物室温沥干水分或压制脱水，采用可行酸水解，调节PH至4-7之间，静止陈化后真空吸附，得复合湿凝胶材料；
复合凝胶材料的制备：将复合湿凝胶材料依次在30-70℃和120-180℃条件下进行干燥得气凝胶复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，其特征在于，所述可行酸为盐酸、硫酸、硝酸、草酸中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求6所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌机转速为15000r/min。
9.根据权利要求6所述的一种气凝胶EVA复合隔热材料及其制备方法，其特征在于，所述静止陈化时间为1d-3d。
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