一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板.pdf

本发明公开了一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，包括红外反射屏，所述红外反射屏之间设置多孔基材，在该多孔基材内均匀分散有纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑；按照重量份数计，所述多孔基材为30～70份，纳米二氧化硅气凝胶颗粒为2～3份；所述纳米孔硅纤维为10～20份，所述纳米氧化锑为5～30份；所述多孔基材为膨胀蛭石；所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径小于70纳米；所述纳米孔硅纤维的直径为0.5～20.0μm；纳米孔硅纤维的长度为1.0mm以上；所述纳米氧化锑的粒径为10～30纳米之间。该技术使得保温隔热材料质轻、强度高而且提升了隔热保温效果。

1.  一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，包括红外反射屏，其特征在于：
所述红外反射屏之间设置多孔基材，在该多孔基材内均匀分散有纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑；按照重量份数计，所述多孔基材为30～70份，纳米二氧化硅气凝胶颗粒为2～3份；所述纳米孔硅纤维为10～20份，所述纳米氧化锑为5～30份；
所述多孔基材为膨胀蛭石；
所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径小于70纳米；
所述纳米孔硅纤维的直径为0.5～20.0μm；纳米孔硅纤维的长度为1.0mm以上；
所述纳米氧化锑的粒径为10～30纳米之间。

2.  如权利要求1所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，其特征在于：所述膨胀蛭石由0.3至2mm的蛭石在膨化炉中加热至700至800℃制成，其密度为180kg/m³。

3.  如权利要求1所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，其特征在于：所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径为20纳米，并且其导热系数小于0.02W/(m·k)；其气干堆积密度在40～300kg/m3。

4.  如权利要求1所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，其特征在于：所述纳米氧化锑是将20g SbCI。溶于50mL苯中，加入60mL异丙醇，开动搅拌在70℃醇化反应1h，加入4g表面活性剂TX-10；将反应器放入KQ-250DB台式数控超声清洗器中，控制反应温度40℃，超声反应一段时间。过滤，用去离子水洗涤，用正丁醇共沸脱水，干燥，研磨而制得。

5.  如权利要求1所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，其特征在于：所述红外反射屏为金箔或者铜箔或者银箔或者不锈钢箔。

一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板
技术领域
本发明涉及建筑用保温隔热材料，尤其是涉及一种纳米级的二氧化硅气凝胶保温隔热材料。
背景技术
当前，我国资源能源非常紧缺，因能源不足而导致20～30％的生产力不能正常发挥作用。面对目前的困境，解决办法有三个：一是开源，二是节流，三是保温。开源就是挖掘传统能源以及开发新能源。节流就是有效利用能源，在工农业生产上应用科学管理方法和先进生产技术来降低生产能耗。保温就是采用保温隔热材料及制品，阻止各种建筑物及工业热力系统的热损失。对于被誉为“第五能源”的保温材料，世界各国都非常重视其发展，在节能工作中，大力发展和积极推广保温材料的应用也是世界各国普遍采取的最有效、最可行的措施过去，由于我国工业保温缺乏严格的规定和要求，对于建筑物保温效果也不太重视，保温材料应用面窄，生产量小，再加上地区性的不平衡，保温材料生产厂主要集中在东北、华北和华东等地区。我国的能源利用率较低，约为工业发达的国家一半，能够转化为可利用能源的仅为全部的28％，有72％的能源白白浪费掉
近年来，全球能源危机使社会对隔热保温材料提出了新的迫切需求。
在高温隔热领域，工业、家电、建筑、消防等领域，对耐高温隔热材料也提出了迫切需求。目前所使用的隔热材料，按材质的不同，可以分为有机隔热材料和无机隔热材料。有机隔热材料主要应用在温度较低的隔热场合(短时间)，主要包括酚醛泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料等，这些材料不能用于高温隔热；无机隔热材料可用于温度较高的隔热场合，主要包括泡沫陶瓷、陶瓷纤维 毡、陶瓷纤维纸等。但大部分的无机隔热材料，在高温应用环境，其导热率相对于室温环境大幅度增加，例如，英国摩根热陶瓷公司生产的耐火纤维棉(密度为0.096g/cm3)，200℃的导热系数为0.062W/m·K，800℃的导热系数为0.278W/m·K(张耀明，李巨白，姜肇中，《玻璃纤维与矿物棉全书》，化学工业出版社，2001)。因此，在高端家电、工业设备、石油管道等民用领域和航空、航天等军事领域，用户仍在急切寻求高温下仍能保持低导热系数的隔热材料。
目前，市场上使用的建筑保温工程急需一种既有很好保温性能，同时有足够的强度及防火性能优良的保温材料，以弥补不足。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的提出一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，其目的是提高先哟保温隔热材料的强度和保温隔热性能。
为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，包括红外反射屏，
所述红外反射屏之间设置多孔基材，在该多孔基材内均匀分散有纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑；按照重量份数计，所述多孔基材为30～70份，纳米二氧化硅气凝胶颗粒为2～3份；所述纳米孔硅纤维为10～20份，所述纳米氧化锑为5～30份；
所述多孔基材为膨胀蛭石；
所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径小于70纳米；
所述纳米孔硅纤维的直径为0.5～20.0μm；纳米孔硅纤维的长度为1.0mm以上；
所述纳米氧化锑的粒径为10～30纳米之间。
优选的，本发明所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板中，所述 膨胀蛭石由0.3至2mm的蛭石在膨化炉中加热至700至800℃制成，其密度为180kg/m³。
优选的，本发明所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板中，所述纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径为20纳米，并且其导热系数小于0.02W/(m.k)；其气干堆积密度在40～300kg/m3。
优选的，本发明所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板中，所述纳米氧化锑是将20g SbCI。溶于50mL苯中，加入60mL异丙醇，开动搅拌在70℃醇化反应1h，加入4g表面活性剂TX-10；将反应器放入KQ-250DB台式数控超声清洗器中，控制反应温度40℃，超声反应一段时间。过滤，用去离子水洗涤，用正丁醇共沸脱水，干燥，研磨而制得。
优选的，本发明所述的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板中，所述红外反射屏为金箔或者铜箔或者银箔或者不锈钢箔。
本发明的有益效果是：
本发明通过在多孔基材中均匀分布纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑，通过该技术能够降低保温材料的重量，提高强度并且能够提高阻燃能力。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，以下将详细对本发明的技术方案做详细说明。
本发明一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，包括红外反射屏，所述红外反射屏之间设置多孔基材，在该多孔基材内均匀分散有纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑；按照重量份数计，所述多孔基材为30～70份，纳米二氧化硅气凝胶颗粒为2～3份；所述纳米孔硅纤维为10～20份，所述纳米氧化锑为5～30份；所述多孔基材为膨胀蛭石；所述纳米二氧化硅气 凝胶颗粒的粒径小于70纳米；所述纳米孔硅纤维的直径为0.5～20.0μm；纳米孔硅纤维的长度为1.0mm以上；所述纳米氧化锑的粒径为10～30纳米之间。
实施例一
本实施例的一种纳米多孔二氧化硅气凝胶隔热保温板，包括红外反射屏，所述红外反射屏之间设置膨胀蛭石，在该膨胀蛭石内均匀分散有纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑。
按照重量份数计，所述多孔基材为50份，纳米二氧化硅气凝胶颗粒为2份；所述纳米孔硅纤维为10份，纳米氧化锑为15份；纳米二氧化硅气凝胶颗粒的粒径30纳米；纳米孔硅纤维的直径为10μm；纳米孔硅纤维的长度为5mm以上；所述纳米氧化锑的粒径为10纳米。
具体的制备方法是：
1、膨胀蛭石制备：粒径为1mm的蛭石在膨化炉中加热至700℃，并保持一段时间，最终其密度为180kg/m³。
2、制备纳米二氧化硅气凝胶颗粒：
3、制备纳米孔硅纤维制备：包括盐分解的步骤和酸浸泡的步骤；具体讲，
以玻璃纤维为基材：
成分：7Na2O-23B2O3-70SiO2把上述硼硅酸玻璃纤维100g放入到浓度为7.9％的铵盐混合溶液里，NH4NO3∶NH4Cl＝10∶2，加热至250℃，浸泡了10min后，取出干燥；在70℃浓度为11.7％的硝酸(HNO3)溶液里浸泡2h；进而在沸水里洗涤了30min后在120℃温度下干燥了15min。
最后在590℃进行了5min的热处理后缓慢地冷却之后得到纳米孔硅纤维：成份：SiO2-96％；B2O3-3.5％；Na2O-0.5％；直径：Φ49nm；软化温度：1470℃。
4、纳米氧化锑制备：将20g SbCI。溶于50mL苯中，加入60mL异丙醇，开动搅拌在70℃醇化反应1h，加入4g表面活性剂TX-10；将反应器放入 KQ-250DB台式数控超声清洗器中，控制反应温度40℃，超声反应一段时间。过滤，用去离子水洗涤，用正丁醇共沸脱水，干燥，研磨而制得。
5、按照质量组分要求，称量上述的各种组分。
6、将膨胀蛭石放置于搅拌机中搅拌。
7、将纳米二氧化硅气凝胶颗粒、纳米孔硅纤维和纳米氧化锑加入到膨胀蛭石中混合并搅拌。
8、将上述步骤中形成的混合材料放置到红外反射屏中成型，通过模具挤压的时候需要保压40分钟。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。