一种气凝胶绝热复合材料的制备方法与流程

本发明属于绝热材料，具体涉及一种气凝胶绝热复合材料的制备方法。背景技术：1、随着社会的进步和工业技术的发展，绝热材料的需求量越来越大，各种传统的绝热材料已经不能满足实际工业发展的需求，需要开发更适合的材料以适应工业绝热领域的发展。2、气凝胶复合绝热材料因其极低的导热系数，优异的保温效果引起广泛的重视和研究。气凝胶尽管发展迅速，但由于其高昂的价格，推广比较困难，其总的市场规模在绝热节能材料市场的占有份额还是比较小的。二氧化硅气凝胶粉末材料价格昂贵，且产量低，不足以满足纳米保温材料的高速发展的需求，需要寻找合适的路径降低成本，并保持其优异的绝热性能。3、发明专利cn111534921a公开了一种纳米微孔复合材料的生产工艺，将纳米粉体材料与空气在流化设备中充分混和搅拌，形成均匀的流体；然后通过气流经中空针注入纤维毡中，纳米粉体材料把纤维毡中的空隙给填充满，然后适当压制形成致密的结构，限制空气在材料中的流动，从而形成低导热系数的保温材料。所述的纳米粉体材料为具有纳米微孔结构的液相二氧化硅粉末、气凝胶粉末、疏水二氧化硅粉末、气相二氧化硅粉末、氧化铝粉末、氧化铁粉末和氧化钛粉末中的至少一种。该生产工艺需要特定的流化设备来实现空气和粉体的混合，使粉体材料流体化，对生产设备要求高，难以推广应用。技术实现思路1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气凝胶绝热复合材料的制备方法。该复合材料绝热性能良好，且成本低。2、为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：3、一种气凝胶绝热复合材料的制备方法，包括以下步骤：4、a、将10-50重量份的二氧化硅气凝胶粉末和50-90重量份的多孔或高表面积粉体加入搅拌机中高速混合，得到复合粉体；5、b、将铝镁质纤维排布成薄毡，把所述复合粉体通过喷头均匀喷撒在薄毡上，再把撒有粉体的薄毡层层铺叠，达到规定的厚度；再以压力压制制得纤维毡，使材料内部被粉体填充。6、本发明所述多孔或高表面积粉体为膨胀珍珠岩粉、膨胀蛭石粉、4a沸石粉、多孔硅藻土和超细滑石粉中的一种或多种。7、将二氧化硅气凝胶粉末与多孔材料或高表面积粉体在高速搅拌机中高速混合，粉料间相互碰撞、摩擦，粉料破碎产生新的界面和断裂的化学键，断裂的化学键具有极高的反应活性，相互间重新结合，形成新的结合体。8、复合粉体中的气凝胶粉末牢固吸附在多孔或高表面积粉体表面，在其表面形成了完整的气凝胶涂层，使整个粉体的界面特性表现为气凝胶性状，在封堵纤维孔隙时体现为气凝胶粉末特性，得到的复合材料绝热性能和完全采用气凝胶粉末是一致的。9、本发明所述a步骤的搅拌速度400-1000rpm，搅拌温度80-120℃，搅拌10-15min，冷却后得到复合粉体。10、在400-1000rpm的高速搅拌下，气凝胶粉末充分和其它高表面积或多孔粉体混合，碰撞，产生新的界面，气凝胶粉末牢固吸附在多孔或高表面积粉体表面，在其表面形成了完整的气凝胶涂层。温度控制在80-120℃，可以让粉体中的水分等低分子挥发物在搅拌中挥发掉，通过碰撞产生新界面得到的复合粉体性能更加稳定。超过15min会使材料温度过高，导致材料性能不稳定。11、本发明所述二氧化硅气凝胶粉末在复合粉体中的重量占比为25%以上。考虑到用料成本，优选25%-35%的用量。12、本发明所述薄毡的厚度为0.1-1mm。将层层铺叠成纤维毡后，再经压缩得成品，压缩过程中粉体会对纤维间孔隙进行自动封堵，制得的纤维毡由上千层薄毡叠合而成，纤维网格小，纤维毡的密实不透风，空气不易通过，导热系数小。13、本发明所述复合粉体的粒径为 0.1-5 微米。密度为10-50公斤/立方米。密度小，体积大，有利于形成导热系数低的复合材料。14、本发明所述复合材料的孔隙为90-96%，每平方米含 50-200g粉体。能起到很好的保温效果，又不会因为粉体含量过多而漏粉。15、本发明的有益效果在于：16、本发明为铝镁质纤维与气凝胶和其它粉体复合的纳米绝热材料，采用常规的高速搅拌机将两种粉体混合，使粉体间相互碰撞、摩擦，相互间重新结合，形成新的结合体。显著降低了由超临界干燥法获得的气凝胶粉末材料的用量，成本低，同时又能达到相同的绝热效果。17、本发明工艺不同于传统的溶胶凝胶法，不需液体溶剂，将气凝胶复合粉料通过喷头喷撒入纤维毡中，粉料就和纤维毡在力的作用下粘附在一起，从而阻止空气在纤维间隙中流动，避免了因为空气对流而形成的热量传递，制得的复合材料是一种纳米微孔型复合材料，导热系数低，且工艺不使用溶剂及超临界工艺，采用常规设备即可实现工艺，设备成本低，易于推广应用。技术特征：1.一种气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于, 包括以下步骤：2.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于,所述多孔或高表面积粉体为膨胀珍珠岩粉、膨胀蛭石粉、4a沸石粉、多孔硅藻土和超细滑石粉中的一种或多种。3.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于,所述二氧化硅气凝胶粉末在复合粉体中的重量占比为在25%以上。4.根据权利要求3所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于,所述二氧化硅气凝胶粉末在复合粉体中的重量占比为在25%-35%。5.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于,所述a步骤的搅拌速度400-1000rpm，搅拌温度80-120℃，搅拌10-15min，冷却后得到复合粉体。6.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述薄毡的厚度为0.1-1mm。7.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料的孔隙为90-96%，每平方米含50-200g粉体。8.根据权利要求1所述气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于：所述复合粉体的孔径为 0.05-0.1微米。技术总结本发明属于绝热材料技术领域，具体涉及一种气凝胶绝热复合材料的制备方法。包括以下步骤：A、将10‑50重量份的二氧化硅气凝胶粉末和50‑90重量份的多孔或高表面积粉体加入搅拌机中高速混合，得到复合粉体；B、将铝镁质纤维排布成薄毡，把所述复合粉体通过喷头均匀喷撒在薄毡上，再把撒有粉体的薄毡层层铺叠，达到规定的厚度；再以压力压制得到纤维毡，使材料内部被粉体填充。该复合材料绝热性能良好，工艺成本低。技术研发人员：陈德东,杜林海,游茂,刘作磊受保护的技术使用者：成都硕屋科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/15