專利名稱：一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔熱復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
2005年6月1日在中國(guó)公開的公開號(hào)為CN1622852的專利《耐熱氣凝膠 絕緣復(fù)合材料及其制備方法，氣凝膠粘合劑組合物及其制備方法》與2005年 9月14日在中國(guó)公開的公開號(hào)為CN1668372的專利《氣凝膠和中空顆粒粘結(jié) 劑組合物、絕緣復(fù)合物和其制備方法》通過發(fā)泡劑、攪拌時(shí)通入壓縮空氣以及 其他閉孔材料在氣凝膠與水性膠粘劑組成的復(fù)合材料中引入宏觀孔。此類方法 組成物過多，不但提高產(chǎn)品的成本，而且增加工藝的復(fù)雜性，加之通過外部加 熱的方法，制品容易形成溫度梯度，往往是制品外表先硬化而內(nèi)部仍含有大量 的水分，最終形成的制品均一性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決目前制備隔熱復(fù)合材料的方法存在制備出的材料存在 均一性不好的問題，而提供一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法。
本發(fā)明的用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法按如下步驟進(jìn)行 一、按體積份 數(shù)取疏水氣凝膠顆粒1 150份、水性膠粘劑10 80份、分散劑1 5份和水10 80 份放入高速剪切攪拌器中以500 1500r/min的速度攪拌10 60分鐘；二、將混 合好的物料在20 8(TC干燥10~60分鐘，再以頻率為300 300000MHz的微波 把混合物干燥至水分含量小于5%，再進(jìn)行機(jī)械加工；即得到隔熱復(fù)合材料。'
本發(fā)明中的疏水氣凝膠顆粒為二氧化硅氣凝膠、三氧化二鋁氣凝膠、二氧 化鈦氣凝膠、間苯二酚-甲醛氣凝膠、三聚氰胺-甲醛氣凝膠中的一種或幾種的 組合，疏水氣凝膠顆粒的粒徑為0.01 lmm。
本發(fā)明中的水性膠粘劑為丙稀酸樹脂、聚乙烯醇、水性環(huán)氧樹脂、水性酚 醛樹脂、聚四氟乙烯、鈉水玻璃、鉀水玻璃、硅酸鹽無機(jī)膠粘劑、磷酸鹽無機(jī) 膠粘劑、石膏中的一種或幾種的組合。
本發(fā)明中的分散劑為硬脂酸鈉、油酸鹽、羧酸鹽、羧甲基淀粉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、殼聚糖、十二垸基氨基丙烯酸鈉、甲基纖維素、 羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯基醚中的一種或幾種的組合。
本發(fā)明還可以在步驟一中添加《10份的紅外反射劑、《30份的纖維材料 和/或《20份的顏料。紅外反射劑主要在高溫時(shí)阻止外界紅外輻射的能量透過 復(fù)合材料，包括鋁、鋅、碳黑、碳纖維、二氧化鈦或二氧化鋯；纖維材料主要
起到力學(xué)增強(qiáng)作用，包括玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維，其形態(tài)可以是短纖維、
長(zhǎng)纖維、也可以是通過編織形成的三維纖維網(wǎng)絡(luò)；顏料包括鈦白、鋅鋇白、鎘 黃、鐵紅、鈷藍(lán)、鈦綠、酞菁藍(lán)、酞菁綠、有機(jī)紅、永固紫或油溶黑。
本發(fā)明中物料用微波干燥至水分含量小于5%的時(shí)候，表面已經(jīng)完全固化。
本發(fā)明中使用無機(jī)水性膠粘劑和無機(jī)氣凝膠制得的產(chǎn)品可以再加熱至
500 80(TC保溫30min以后冷卻至室溫，以除去材料中的結(jié)合水與有機(jī)成分， 提高材料的熱穩(wěn)定性。
本發(fā)明中的機(jī)械加工是指對(duì)制得的復(fù)合材料進(jìn)行切削、打磨，使制得的復(fù) 合材料表面平整、形狀規(guī)則。
本發(fā)明制得的復(fù)合材料使用瞬態(tài)法測(cè)得隔熱復(fù)合材料3CTC時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為 0.03 0.06W/(m*K)，在面積為0.16m2、厚度為5cm的隔熱材料上任取30個(gè)點(diǎn)， 測(cè)得各點(diǎn)的導(dǎo)熱系數(shù)值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于4%，表明材料具有很好的均一 性。由于本發(fā)明采用微波加熱，使各個(gè)部分均勻加熱，而且瞬間達(dá)到高溫，產(chǎn) 生氣孔不但速度快，而且非常均勻，所以本發(fā)明制得的隔熱復(fù)合材料具有很好 的均一性和隔熱效果。常規(guī)方法是通過發(fā)泡劑、攪拌時(shí)通入壓縮空氣以及其他 閉孔材料在氣凝膠與水性膠粘劑組成的復(fù)合材料中引入宏觀孔，本發(fā)明用微波 加熱，加熱速度快而且均勻，材料中的水分瞬間受熱形成均勻而且微小的氣泡， 比通過攪拌過程引入的宏觀孔均勻，從而保證了材料的均一性。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法按如下步 驟進(jìn)行 一、按體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒1 150份、水性膠粘劑10 80 份、分散劑1 5份和水10~80份，將物料放入高速剪切攪拌器中以 500 1500r/min的速度攪拌10 60分鐘；二、將混合好的物料在20 8(TC干燥 10~60分鐘，再以頻率為300 300000MHz的微波把混合物干燥5 30分鐘，最
后進(jìn)行機(jī)械加工；即得到隔熱復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中按
體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒30 120份、水性膠粘劑20 70份、分散劑2 4 份和水20 60份。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中按
體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒60 90份、水性膠粘劑40 50份、分散劑2.5 3.5 份和水30~50份。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是歩驟一中按 體積份分?jǐn)?shù)比取疏水氣凝膠顆粒75份、水性膠粘劑45份、分散劑3份和水 40份。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中將
物料放入高速剪切攪拌器中以700 1300r/min的速度攪拌35~55分鐘。其它步 驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中將 物料放入高速剪切攪拌器中以900 1100r/min的速度攪拌40 50分鐘。其它步 驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中將 物料放入高速剪切攪拌器中以1000r/min的速度攪拌45分鐘。其它步驟及參 數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟二中將
混合好的物料在30 7(TC干燥20 50分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟二中將
混合好的物料在40 6(TC干燥30~40分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟二中將
混合好的物料在5(TC干燥35分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟二中
再以頻率為915MHz的微波把混合物干燥15 25分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體
實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟二中 再以頻率為2450MHz的微波把混合物干燥20分鐘。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí) 施方式一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中 的疏水氣凝膠顆粒為二氧化硅氣凝膠、三氧化二鋁氣凝膠、二氧化鈦氣凝膠、 間苯二酚-甲醛氣凝膠、三聚氰胺-甲醛氣凝膠中的一種或幾種的組合，疏水氣 凝膠顆粒的粒徑為0.01 lmm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)施方式中疏水氣凝膠顆粒為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時(shí)按任意比例 混合。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是歩驟一中 的水性膠粘劑為丙稀酸樹脂、聚乙烯醇、水性環(huán)氧樹脂、水性酚醛樹脂、聚四 氟乙烯、鈉水玻璃、鉀水玻璃、硅酸鹽無機(jī)膠粘劑、磷酸鹽無機(jī)膠粘劑、石膏 中的一種或幾種的組合。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
本實(shí)施方式中水性膠粘劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時(shí)按任意比例混合。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中 的分散劑為硬脂酸鈉、油酸鹽、羧酸鹽、羧甲基淀粉、十二烷基苯磺酸鈉、十 二垸基硫酸鈉、殼聚糖、十二烷基氨基丙烯酸鈉、甲基纖維素、羥乙基纖維素、 聚乙烯醇、聚乙烯基醚中的一種或幾種的組合。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方 式一相同。
本實(shí)施方式中分散劑為兩種或兩種以上物質(zhì)組成時(shí)按任意比例混合。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中
還添加《10份的紅外反射劑、《30份的纖維材料和/或《20份的顏料。其它步
驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟一中
按體積份添加了二氧化鈦5份、碳纖維20份和酞菁藍(lán)5份。其它步驟及參數(shù)
與具體實(shí)施方式
十七相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七的不同點(diǎn)是紅外反 射劑為鋁、鋅、碳黑、碳纖維、二氧化鈦或二氧化鋯。其它步驟及參數(shù)與具體
實(shí)施方式十七相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七的不同點(diǎn)是纖維材 料為玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維，其形態(tài)可以是短纖維、長(zhǎng)纖維、也可以是 通過編織形成的三維纖維網(wǎng)絡(luò)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十七相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十七的不同點(diǎn)是顏料鈦 白、鋅鋇白、鎘黃、鐵紅、鈷藍(lán)、鈦綠、酞菁藍(lán)、酞菁綠、有機(jī)紅、永固紫或 油溶黑。為其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
十七相同。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式的用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法按如 下步驟進(jìn)行 一、按體積份數(shù)比取疏水二氧化硅氣凝膠顆粒100份、鈉水玻璃 50份、十二垸基苯磺酸鈉2份、水20份、二氧化鈦5份和碳纖維10份，將 物料放入高速剪切攪拌器中以1000r/min的速度攪拌20分鐘；二、將混合好 的物料在5(TC干燥30分鐘，再以頻率為2450MHz的微波把混合物干燥30分 鐘，最后進(jìn)行機(jī)械加工；即得到隔熱復(fù)合材料。
將本實(shí)施方式制得的隔熱復(fù)合材料置于馬弗爐中升溫至50(TC保溫30分 鐘，取出冷卻至室溫即得到隔熱復(fù)合材料。使用瞬態(tài)法測(cè)得隔熱復(fù)合材料30 。C時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)為0.04W/(m*K)。
權(quán)利要求
1、一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征在于用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法按如下步驟進(jìn)行一、按體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒1～150份、水性膠粘劑10～80份、分散劑1～5份和水10～80份放入高速剪切攪拌器中以500～1500r/min的速度攪拌10～60分鐘；二、將混合好的物料在20～80℃干燥10～60分鐘，再以頻率為300～300000MHz的微波把混合物干燥5～30分鐘，最后進(jìn)行機(jī)械加工；即得到隔熱復(fù)合材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中按體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒60 90份、水性膠粘劑40 50 份、分散劑2.5 3.5份和水30 50份。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于歩驟一中按體積份數(shù)比取疏水氣凝膠顆粒75份、水性膠粘劑45份、分散 劑3份和水40份。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中將物料放入高速剪切攪拌器中以700 1300r/min的速度攪拌 35 55分鐘。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中將物料放入高速剪切攪拌器中以1000r/min的速度攪拌45分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟二中將混合好的物料在30 7(TC干燥20 50分鐘。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟二中將混合好的物料在5(TC干燥35分鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中的疏水氣凝膠顆粒為二氧化硅氣凝膠、三氧化二鋁氣凝膠、二氧 化鈦氣凝膠、間苯二酚-甲醛氣凝膠、三聚氰胺-甲醛氣凝膠中的一種或幾種的 組合，疏水氣凝膠顆粒的粒徑為0.01 lmm。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中的水性膠粘劑為丙稀酸樹脂、聚乙烯醇、水性環(huán)氧樹脂、水性酚 醛樹脂、聚四氟乙烯、鈉水玻璃、鉀水玻璃、硅酸鹽無機(jī)膠粘劑、磷酸鹽無機(jī)膠粘劑、石膏中的一種或幾種的組合。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，其特征 在于步驟一中的分散劑為硬脂酸鈉、油酸鹽、羧酸鹽、羧甲基淀粉、十二烷基 苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、殼聚糖、十二垸基氨基丙烯酸鈉、甲基纖維素、 羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯基醚中的一種或幾種的組合。
全文摘要
一種用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法，它涉及了一種隔熱復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有制備隔熱復(fù)合材料的方法制備出的材料存在均一性不好的問題。本發(fā)明使用微波制備隔熱復(fù)合材料的方法按如下步驟進(jìn)行1.攪拌；2.干燥，微波處理；即得到隔熱復(fù)合材料。本發(fā)明制得的隔熱復(fù)合材料均一性好。
文檔編號(hào)C04B35/624GK101186512SQ20071014451
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月30日
發(fā)明者垚 李, 葛鄧騰, 趙九蓬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)