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耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料及其制備方法

386   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:南京工業(yè)大學(xué)  
2023-11-30 15:23:50
權(quán)利要求書: 1.一種耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,由A、B兩組份組成,所述的A組份按重量份數(shù)計(jì)由如下重量份的原料制成:端羥基硅油50份

端乙烯基硅油50份

低粘度羥基硅油2~6份

催化劑0.6~1份

耐高溫片狀填料45~60份

改性劑0.2 1份;

~

所述的B組份按重量份數(shù)計(jì)由如下重量份的原料制成:含氫硅油10~12份

抑制劑0.01~0.03份

穩(wěn)泡劑6~10份

高溫黏結(jié)劑10~15份

改性劑0.05 0.2份;

~

其中,所述的改性劑為含氨基或乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑;所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料在制備時(shí)其A組份中低粘度羥基硅油與B組份中含氫硅油的重量配比為1:2 1:5;

~

所述的耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑為改性劑表面改性過的耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑,改性方法如下:稱取耐高溫片狀填料,烘干至恒重備用;然后取改性劑以及同等體積的去離子水,將其溶于乙醇中并調(diào)節(jié)改性劑體積分?jǐn)?shù)為16%,調(diào)節(jié)PH為7~8,溫度調(diào)節(jié)為40 45℃,攪拌2 4~ ~min進(jìn)行水解;將烘干的耐高溫片狀填料與乙醇混合并攪拌,將上述水解完成的改性劑分別加入到耐高溫片狀填料與乙醇的混合溶液中,調(diào)節(jié)乙醇含量使其與耐高溫片狀填料體積配比為1:1,調(diào)節(jié)PH為8~9,溫度為70~73℃,攪拌25 30min,攪拌結(jié)束后過濾得到濕粉體,烘~干至恒重,將烘干的粉體進(jìn)行研磨,其中耐高溫片狀填料過濾500目篩備用,得到表面改性過的耐高溫片狀填料;

稱取高溫黏結(jié)劑,改性劑,按上述方法對(duì)高溫黏結(jié)劑進(jìn)行改性,最后將烘干的高溫黏結(jié)劑過濾800目篩備用,得到表面改性過的高溫黏結(jié)劑;

所述的改性劑為γ?氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷;

所述的耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑為表面含有大量羥基的耐高溫片狀填料或表面含有大量羥基的高溫黏結(jié)劑;所述的耐高溫片狀填料為含有鋁或鎂的片狀填料;所述的高溫黏結(jié)劑為含磷或硼的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉中的一種或其組合,其中含磷的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉軟化點(diǎn)為500℃,含硼的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉軟化點(diǎn)為700℃,熔點(diǎn)均在950℃以上,粒徑尺寸為800目。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,A組份中所述的端羥基硅油結(jié)構(gòu)如式I所示:其中:式I中R1和R2均為甲

基或一個(gè)甲基和一個(gè)苯基;

所述的端乙烯基硅油結(jié)構(gòu)如式II所示:

其中:式II中R1和R2均為甲基或一個(gè)甲基和一個(gè)苯基;所述的低粘度羥基硅油,其主鏈含有硅氧鍵即?Si?O?,端基或側(cè)基含有羥基,其羥值含量為260~280mgKOH/g,25℃下的動(dòng)力粘度為15~25mPa·s;所述的端羥基硅油25℃下的動(dòng)力粘度為4000~5000mPa·s,所述的端乙烯基硅油25℃下的動(dòng)力粘度為2000~2500mPa·s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,所述的烘干溫度為80?100℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,所述的耐高溫片狀填料為滑石粉、白云母、高嶺土中的一種或其組合,粒徑尺寸為500目。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,A組份中所述的催化劑為鉑系催化劑;B組份中所述的抑制劑為炔醇類化合物;B組份中所述的穩(wěn)泡劑為甲基氟硅油,25℃下的動(dòng)力粘度為300mPa·s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,所述的鉑系催化劑為鉑?炔烴配合物或鉑?乙烯基硅氧烷配合物中的任意一種或其組合,其中鉑含量為

5000ppm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其特征在于,B組份中所述的含氫硅油為甲基含氫硅油,含氫量為1.5%~2.0%,25℃下的動(dòng)力粘度為18~24mPa·s。

8.一種如權(quán)利要求1?7任一所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:按配比稱取端羥基硅油、端乙烯基硅油、低粘度羥基硅油、催化劑和耐高溫片狀填料,將其混合攪拌均勻,得到組份A;

按配比稱取抑制劑和含氫硅油,將其攪拌混合均勻待用;

按配比稱取穩(wěn)泡劑、高溫黏結(jié)劑以及上述混合均勻的抑制劑和含氫硅油,將其混合均勻,得到組份B;

將A組份和B組份按配比快速混合并倒入到模具中,進(jìn)行發(fā)泡成型,得到預(yù)固化的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫;

通過熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)得到的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫進(jìn)行熱處理后,得到耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的制備方法,其特征在于,所述的A組份和B組份快速混合時(shí)的溫度為20 35℃;所述的熱處理分為兩步,先在溫度70 80~ ~℃下熱處理15 20min,再在100 105℃下熱處理10 15min。

~ ~ ~

說明書: 一種耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅泡沫材料及其制備方法,更具體地說涉及一種耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 軟質(zhì)有機(jī)硅泡沫材料作為一種多孔性材料,具有密度低、高彈性、隔音、能吸收沖擊載荷、不易傳熱等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包裝、建材、家具、交通運(yùn)輸甚至航空航天等領(lǐng)域?,F(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道和現(xiàn)有有機(jī)硅泡沫材料,其在常溫下因多孔結(jié)構(gòu)的存在而質(zhì)輕并具有優(yōu)異的隔熱效果,但其本身是易燃的。在火災(zāi)或高溫(500?1000℃)燒蝕情況下,有機(jī)硅泡沫材料會(huì)嚴(yán)重收縮、分解、開裂、甚至崩塌,其泡孔結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之破壞。失去多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅泡沫材料無法阻止火焰和的傳遞,其隔熱性能也不復(fù)存在。雖然有文獻(xiàn)和專利報(bào)道通過添加耐高溫填料和阻燃填料,可以提高材料的耐火性能,但大量無機(jī)耐火填料的添加會(huì)在一定程度上降低其復(fù)合材料的隔熱性能,另外無機(jī)填料的大量添加破壞了有機(jī)硅泡沫材料的孔結(jié)構(gòu)的致密性和均勻性,同時(shí)由于無機(jī)填料和樹脂基體間的結(jié)合性差,故所制備的高無機(jī)填料含量的有機(jī)硅泡沫材料易彎折開裂,并且在明火或長(zhǎng)時(shí)間高溫?zé)g下填料會(huì)發(fā)生熔融、流動(dòng),破壞其多孔性,進(jìn)而破壞了材料的力學(xué)性能、隔熱性能以及防火性能。本發(fā)明提供的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其泡孔尺寸致密、均勻,在常溫下能夠保持良好回彈性、力學(xué)性能和隔熱性能,當(dāng)處于高溫時(shí),這種材料能夠耐受500℃以上的高溫或明火燒蝕,并保持較高的體積保持率和完整的均勻孔結(jié)構(gòu),從而依然保持良好的力學(xué)性能和隔熱性能,阻止熱量和火焰向內(nèi)部傳遞,達(dá)到防火、耐高溫的目的,而不像其它有機(jī)硅泡沫材料在高溫或明火燒蝕下結(jié)構(gòu)被破壞。因此,耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料可用做建筑隔音保溫材料、動(dòng)車及新能源汽車減震和熱防護(hù)材料、高端電子電器設(shè)備熱防護(hù)材料等,具有極大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。[0003] 有機(jī)硅泡沫材料按制備方法可分為固體法和液體法兩種。例如,公開號(hào)為CN106589956A的中國(guó)專利公開了一種低密度阻燃硅橡膠泡沫材料及其制備方法;公開號(hào)為CN109456600A的中國(guó)專利公開了一種阻燃硅膠泡棉及其生產(chǎn)方法;公開號(hào)為CN109575602A的中國(guó)專利公開了一種低密度阻燃硅橡膠泡沫材料及其制備方法;公開號(hào)為CN107236304A的中國(guó)專利公開了一種可瓷化阻燃硅橡膠泡沫材料及其制備方法;公開號(hào)為CN110551397A的中國(guó)專利公開了一種含有氣凝膠的隔熱硅橡膠泡沫材料及其制備方法;公開號(hào)為CN109467936A的中國(guó)專利公開了一種可瓷化防火隔熱泡沫硅橡膠及其制備方法;公開號(hào)為CN103087526A的中國(guó)專利公開了一種阻燃發(fā)泡保溫板及其生產(chǎn)方法;公開號(hào)為CN104744946A的中國(guó)專利公開了一種耐高溫型硅橡膠泡沫材料及其制備方法等等,上述現(xiàn)有技術(shù)中的有機(jī)硅泡沫材料的基體均為固體硅橡膠,因此其制備方法均為固體法制備,即需采用密煉機(jī)、開煉機(jī)或擠出機(jī)等進(jìn)行混煉,然后在高溫下進(jìn)行固化成型,無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工。而公開號(hào)為CN108727824A的中國(guó)專利公開了一種高回彈閉孔阻燃泡沫硅橡膠材料;公開號(hào)為CN106589954A的中國(guó)專利公開了一種低粘度阻燃室溫硫化泡沫硅橡膠;公開號(hào)為CN109749460A的中國(guó)專利公開了一種抗壓變高硬度泡沫硅橡膠材料及其制備方法;公開號(hào)為CN107141806A的中國(guó)專利公開了一種本征阻燃硅橡膠泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用等,需要注意的是,這些現(xiàn)有技術(shù)其在強(qiáng)調(diào)阻燃性能的基礎(chǔ)上并未解決材料的耐高溫和耐明火長(zhǎng)時(shí)間燒蝕的問題;當(dāng)然,這些專利中的有機(jī)硅泡沫材料的基體均為液體硅橡膠,因此其制備方法均為液體法制備,即將液體硅橡膠和其它助劑等經(jīng)過攪拌混合進(jìn)行制備。相比于固體法制備有機(jī)硅泡沫材料,液體法工藝簡(jiǎn)單、可現(xiàn)場(chǎng)施工、應(yīng)用領(lǐng)域更廣。因此,開發(fā)一種成本低、工藝簡(jiǎn)單、施工方便的液體法來制備耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料是十分有意義并勢(shì)在必行。發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,提供一種耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,該耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料在室溫下成型,并且在室溫至1000℃或明火燒蝕下,均呈現(xiàn)完整的多孔結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出良好的抗崩塌性能和隔熱性能,并且施工方便,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。[0005] 同時(shí)本發(fā)明還提供該耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的制備方法,其制備方法工藝簡(jiǎn)單,反應(yīng)條件溫和。[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:[0007] 本發(fā)明的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,由A、B兩組份組成,所述的A組份按重量份數(shù)計(jì)由如下重量份的原料制成:端羥基硅油50份、端乙烯基硅油50份、低粘度羥基硅油2~6份、催化劑0.6~1份、耐高溫片狀填料45~60份、改性劑0.2~1份;所述的B組份按重量份數(shù)計(jì)由如下重量份的原料制成:含氫硅油10~12份、抑制劑0.01~0.03份、穩(wěn)泡劑6~10份、高溫黏結(jié)劑10~15份、改性劑0.05~0.2份;其中,所述的改性劑為含氨基或乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑;所述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料在制備時(shí)其A組份中低粘度羥基硅油與B組份中含氫硅油的重量配比為1:2~1:5。

[0008] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其進(jìn)一步的技術(shù)方案是A組份中所述的端羥基硅油結(jié)構(gòu)如式I所示:[0009][0010] 其中:式I中R1和R2均為甲基或一個(gè)甲基和一個(gè)苯基;[0011] 所述的端乙烯基硅油結(jié)構(gòu)如式II所示:[0012][0013] 其中:式II中R1和R2均為甲基或一個(gè)甲基和一個(gè)苯基;[0014] 所述的低粘度羥基硅油,其主鏈含有硅氧鍵即?Si?O?,端基或側(cè)基含有羥基,其羥值含量為260~280mgKOH/g,25℃下的動(dòng)力粘度為15~25mPa·s;所述的端羥基硅油25℃下的動(dòng)力粘度為4000~5000mPa·s,所述的端乙烯基硅油25℃下的動(dòng)力粘度為2000~2500mPa·s。

[0015] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑為改性劑表面改性過的耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑,改性方法如下:[0016] 稱取耐高溫片狀填料,烘干至恒重備用;然后取改性劑以及同等體積的去離子水,將其溶于乙醇中并調(diào)節(jié)改性劑體積分?jǐn)?shù)為16%,調(diào)節(jié)PH為7~8,溫度調(diào)節(jié)為40~45℃,攪拌2~4min進(jìn)行水解;將烘干的耐高溫片狀填料與乙醇混合并攪拌,將上述水解完成的改性劑分別加入到耐高溫片狀填料與乙醇的混合溶液中,調(diào)節(jié)乙醇含量使其與耐高溫片狀填料體積配比為1:1,調(diào)節(jié)PH為8~9,溫度為70~73℃,攪拌25~30min,攪拌結(jié)束后過濾得到濕粉體,烘干至恒重,將烘干的粉體進(jìn)行研磨,其中耐高溫片狀填料過濾500目篩備用,得到表面改性過的耐高溫片狀填料;

[0017] 稱取高溫黏結(jié)劑,改性劑,按上述方法對(duì)高溫黏結(jié)劑進(jìn)行改性,最后將烘干的高溫黏結(jié)劑過濾800目篩備用,得到表面改性過的高溫黏結(jié)劑;[0018] 所述的改性劑為γ?氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、乙烯基三乙氧基硅烷(A?151)或乙烯基三甲氧基硅烷(YDH?171)。[0019] 再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的烘干溫度為80?100℃;所述的耐高溫片狀填料為含有鋁或鎂的片狀填料;所述的高溫黏結(jié)劑為含磷或硼的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉中的一種或其組合,其中含磷的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉軟化點(diǎn)為500℃,含硼的較低軟化點(diǎn)的無機(jī)礦物粉軟化點(diǎn)為700℃,熔點(diǎn)均在950℃以上,粒徑尺寸為800目。再進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的耐高溫片狀填料為滑石粉、白云母、高嶺土中的一種或其組合,粒徑尺寸為500目。[0020] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是A組份中所述的催化劑為鉑系催化劑;B組份中所述的抑制劑為炔醇類化合物;B組份中所述的穩(wěn)泡劑為甲基氟硅油,25℃下的動(dòng)力粘度為300mPa·s。再進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的鉑系催化劑為鉑?炔烴配合物或鉑?乙烯基硅氧烷配合物中的任意一種或其組合,其中鉑含量為5000ppm。[0021] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料,其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是B組份中所述的含氫硅油為甲基含氫硅油,含氫量為1.5%~2.0%,25℃下的動(dòng)力粘度為18~24mPa·s。[0022] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的制備方法,其包括以下步驟:[0023] 按配比稱取端羥基硅油、端乙烯基硅油、低粘度羥基硅油、催化劑和耐高溫片狀填料,將其混合攪拌均勻,得到組份A;[0024] 按配比稱取抑制劑和含氫硅油,將其攪拌混合均勻待用;[0025] 按配比稱取穩(wěn)泡劑、高溫黏結(jié)劑以及上述混合均勻的抑制劑和含氫硅油,將其混合均勻,得到組份B;[0026] 將A組份和B組份按配比快速混合并倒入到模具中,進(jìn)行發(fā)泡成型,得到預(yù)固化的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫;[0027] 通過熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)得到的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫進(jìn)行熱處理后,得到耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料。[0028] 本發(fā)明上述的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的制備方法,其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的A組份和B組份快速混合時(shí)的溫度為20~35℃;所述的熱處理分為兩步,先在溫度70~80℃下熱處理15~20min,再在100~105℃下熱處理10~15min。

[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果:[0030] ①特定的改性耐高溫填料和高溫黏結(jié)劑的添加,在不破壞有機(jī)硅泡沫孔結(jié)構(gòu)的條件下,兩者的陶瓷化作用使有機(jī)硅泡沫材料在高溫500?1000℃或明火燒蝕下均可保持多孔結(jié)構(gòu)并具有一定的機(jī)械性能。并且,由于所選用的耐高溫填料為片狀云母、滑石粉或高嶺土,高溫黏結(jié)劑為無機(jī)礦物粉,其表面含有大量羥基,填料表面的羥基與改性劑發(fā)生縮合反應(yīng),使其表面引入大量有機(jī)基團(tuán),改性后的無機(jī)填料由于表面接枝了有機(jī)小分子,其導(dǎo)熱性能下降,這有利于其復(fù)合材料的隔熱性能的保持。另外,特定有機(jī)基團(tuán)的引入使無機(jī)填料與聚合物基體間通過物理和化學(xué)作用加強(qiáng)了兩者之間的界面作用,例如:氨基或乙烯基可參與到硅樹脂基體的固化反應(yīng),這使得無機(jī)填料在孔壁骨架中與樹脂基體結(jié)合力更強(qiáng),從而使得孔壁骨架結(jié)構(gòu)更加致密、完整,同時(shí)使得材料體系擁有良好的力學(xué)性能。而高溫下多孔結(jié)構(gòu)的保持本質(zhì)上歸因于耐高溫填料的片層結(jié)構(gòu)以及耐高溫填料和高溫黏結(jié)劑的特定尺寸,耐高溫片層填料作為孔壁的主要成分相互錯(cuò)落的被分散并固定在孔壁中,形成了類似“鎧甲”的支撐體,支撐了高溫下孔結(jié)構(gòu)的完整,避免了孔結(jié)構(gòu)的受熱坍塌,并隨著溫度的持續(xù)升高,含磷或硼高溫黏結(jié)劑在500?800℃溫度下段軟化,起到黏結(jié)耐高溫片層填料的作用,避免了材料孔結(jié)構(gòu)在此階段的受熱破壞,并隨著溫度的進(jìn)一步升高含磷或硼的黏結(jié)劑發(fā)生熔融又會(huì)和含有鋁或鎂的耐高溫片狀填料(云母、高嶺土、滑石粉)發(fā)生共晶反應(yīng)形成具有一定力學(xué)性能的陶瓷骨架,從而賦予了有機(jī)硅泡沫材料優(yōu)良的耐燒蝕和隔熱性能,并且在一定的外力作用下仍然有效;另外,在材料基體熱解過程中生成的氣相二氧化硅會(huì)沉積在陶瓷骨架中進(jìn)一步提升了材料的隔熱性能。[0031] ②改性后特定的耐高溫填料和高溫黏結(jié)劑作為有機(jī)硅泡沫孔壁的主要組成單元,其高溫陶瓷化作用加強(qiáng)了其表面阻隔層對(duì)空氣的隔絕作用和熱量的傳遞,有效阻止了內(nèi)部材料的進(jìn)一步燃燒,使得材料離火自熄,并且抑制了材料的燒蝕崩塌、滴落。[0032] ③穩(wěn)泡劑和抑制劑的添加優(yōu)化了其發(fā)泡動(dòng)力學(xué)和固化動(dòng)力學(xué),進(jìn)而促進(jìn)了有機(jī)硅泡沫材料的孔結(jié)構(gòu)的均勻性和致密性,進(jìn)而保證了有機(jī)硅泡沫材料在室溫至高溫或明火燒蝕下的隔熱性能。[0033] ④通過將抑制劑和含氫硅油預(yù)先混合的方法,一方面避免了有機(jī)硅泡沫的快速發(fā)泡,使得發(fā)泡過程可控;另一方面避免了因抑制劑分散不均導(dǎo)致的有機(jī)硅泡沫材料孔結(jié)構(gòu)大小不一的缺陷,從而保證了有機(jī)硅泡沫材料的高隔熱性。[0034] ⑤本發(fā)明所提供的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料成本低,制備方法簡(jiǎn)單,可現(xiàn)場(chǎng)施工操作,通過現(xiàn)場(chǎng)熱處理可實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅泡沫材料的完全固化,最終所制備的有機(jī)硅泡沫材料密度低,機(jī)械性能優(yōu)異。附圖說明[0035] 圖1為實(shí)施例2中耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料的結(jié)構(gòu)微觀顯微鏡圖[0036] 圖2為實(shí)施例2中耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料從室溫以10℃/min升溫速率加熱至700℃并保持30min后的孔結(jié)構(gòu)微觀顯微鏡圖[0037] 圖3為實(shí)施例2中耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料從室溫以10℃/min升溫速率加熱至900℃并保持30min后的孔結(jié)構(gòu)微觀顯微鏡圖具體實(shí)施方式[0038] 以下通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。[0039] 實(shí)施例中所用到的端羥基硅油(市售),室溫粘度5000mPa·s;端乙烯基硅油(市售),室溫粘度2300mPa·s;低粘度羥基硅油(市售),其羥值含量為260~280mgKOH/g,室溫粘度為15~25mPa·s;催化劑為鉑?炔烴配合物的鉑系催化劑(市售),有效鉑含量為5000ppm;白云母(市售),粒徑為500目;高嶺土(市售),粒徑為500目;滑石粉(市售),粒徑為

500目;改性劑為γ?氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、乙烯基三乙氧基硅烷(A?151)和乙烯基三甲氧基硅烷(YDH?171)(市售);含氫硅油氫硅油為甲基含氫硅油(市售),含氫量為1.5%~2.0%,室溫粘度為18~24mPa·s;抑制劑為乙炔基環(huán)己醇(市售);穩(wěn)泡劑為甲基氟硅油(市售),室溫粘度為300mPa·s;高溫黏結(jié)劑a為含磷無機(jī)礦物粉(市售),軟化點(diǎn)為500℃,熔點(diǎn)為950℃,粒徑尺寸為800目;高溫黏結(jié)劑b為含硼無機(jī)礦物粉(市售)軟化點(diǎn)為700℃,熔點(diǎn)為980℃,粒徑尺寸為800目。

[0040] 實(shí)施例1[0041] 原料重量份配比:[0042] A組份[0043][0044] B組份[0045][0046] 實(shí)施例1制備方法包括以下步驟:[0047] ①將耐高溫片狀填料白云母或高溫黏結(jié)劑a在100℃條件下烘至恒重備用,并分別稱取45份白云母,10份高溫黏結(jié)劑a,然后分別取0.20和0.05份KH550以及同等體積的去離子水,將其溶乙醇中并調(diào)節(jié)改性劑體積分?jǐn)?shù)為16%,調(diào)節(jié)PH為7~8,溫度調(diào)節(jié)為40℃,攪拌2min進(jìn)行水解,將烘干的上述備用耐高溫片狀填料和高溫黏結(jié)劑分別與乙醇混合并攪拌,將上述水解完成的改性劑分別加入到云母與乙醇溶液和高溫黏結(jié)劑與乙醇溶液中,調(diào)節(jié)乙醇含量使其與粉體體積配比保持在1:1,調(diào)節(jié)PH為8,溫度為70℃,攪拌25min,攪拌結(jié)束后過濾得到濕粉體,在80℃下烘干至橫重,將烘干的無機(jī)填料進(jìn)行研磨,耐高溫片狀填料白云母過濾500目篩備用,高溫黏結(jié)劑過濾800目篩備用;

[0048] ②按配比稱取端羥基硅油,端乙烯基硅油,低粘度羥基硅油,催化劑和改性好的白云母,將其混合均勻,得到組份A;[0049] ③按配比稱取抑制劑和含氫硅油,將其攪拌均勻待用;[0050] ④按配比稱取穩(wěn)泡劑,改性好的高溫黏結(jié)劑a以及上述所有③中混合均勻的抑制劑和含氫硅油,將其混合均勻,得到組份B;[0051] ⑤室溫下將A組份和B組份快速混合并倒入到模具中,進(jìn)行發(fā)泡成型,即得到預(yù)固化的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料;[0052] ⑥進(jìn)一步的通過熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)得到的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫進(jìn)行熱處理,在熱處理溫度70℃下熱處理20min,在100℃下熱處理15min,即得到耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫。[0053] 性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0054] 實(shí)施例2[0055] 原料重量份配比:[0056] A組份[0057][0058] B組份[0059][0060] 實(shí)施例2制備包括以下步驟:[0061] ①將耐高溫片狀填料高嶺土、高溫黏結(jié)劑a和高溫黏結(jié)劑b在100℃條件下烘至恒重備用,并分別取45份高嶺土,7.5份高溫黏結(jié)劑a和7.5份高溫黏結(jié)劑b,然后分別稱取0.525和0.175份改性劑A?151以及同等體積的去離子水,將其溶乙醇中并調(diào)節(jié)改性劑體積分?jǐn)?shù)為16%,調(diào)節(jié)PH為7~8,溫度調(diào)節(jié)為45℃,攪拌3min進(jìn)行水解,將烘干的上述備用耐高溫片狀填料和高溫黏結(jié)劑分別與乙醇混合并攪拌,將上述水解完成的改性劑為兩分別加入到高嶺土與乙醇溶液和高溫黏結(jié)劑與乙醇溶液中,調(diào)節(jié)乙醇含量使其與粉體體積配比保持在1:1,調(diào)節(jié)PH為9,溫度為73℃,攪拌30min,攪拌結(jié)束后過濾得到濕粉體,在80℃下烘干至橫重,將烘干的無機(jī)填料進(jìn)行研磨,耐高溫片狀填料高嶺土過濾500目篩備用,高溫黏結(jié)劑過濾800目篩備用;

[0062] ②按配比稱取高粘度端羥基硅油,端乙烯基硅油,低粘度羥基硅油,催化劑和改性好的高嶺土,將其混合均勻,得到組份A;[0063] ③按配比稱取抑制劑和含氫硅油,將其攪拌均勻待用;[0064] ④按配比稱取穩(wěn)泡劑,改性好的高溫黏結(jié)劑a和高溫黏結(jié)劑b以及上述所有③中混合均勻的抑制劑和含氫硅油,將其混合均勻,得到組份B;[0065] ⑤室溫下將A組份和B組份快速混合并倒入到模具中,進(jìn)行發(fā)泡成型,即得到預(yù)固化耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料;[0066] ⑥進(jìn)一步的通過熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)得到的耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫進(jìn)行熱處理,在熱處理溫度80℃下熱處理15min,在105℃下熱處理10min,即得到耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫。[0067] 性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0068] 通過附圖可以看出:圖1中孔壁結(jié)構(gòu)為耐高溫填料和高溫黏結(jié)劑,這在能譜圖中已得到證明,并且片狀耐高溫填料錯(cuò)落分散在其中形成支撐結(jié)構(gòu)。圖2和圖3結(jié)果表明,耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料高溫?zé)g后仍然可以保持均勻、致密的多孔結(jié)構(gòu),并且樣品表面及孔結(jié)構(gòu)中沉積了聚合物基體分解后的氣相二氧化硅,因此進(jìn)一步提升了材料的隔熱性能。[0069] 實(shí)施例3[0070] 原料重量份配比:[0071] A組份[0072][0073][0074] B組份[0075][0076] 制備方法同實(shí)施例1,改性劑為KH550,性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0077] 實(shí)施例4[0078] 原料重量份配比:[0079] A組份[0080][0081] B組份[0082][0083] 制備方法同實(shí)施例2,改性劑選用YDH?171,性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0084] 對(duì)比例1[0085] 原料重量份配比:[0086] A組份[0087][0088] B組份[0089][0090] 制備方法同實(shí)施例2,所用改性劑為KH550,無穩(wěn)泡劑,性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。

[0091] 對(duì)比例2[0092] 原料重量份配比:[0093] A組份[0094][0095] B組份[0096][0097] 耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑無改性,無抑制劑,其他制備方法同實(shí)施例2,性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0098] 對(duì)比例3[0099] 原料重量份配比:[0100] A組份[0101][0102] B組份[0103] 含氫硅油11份[0104] 抑制劑0.01份[0105] 穩(wěn)泡劑8份[0106] 無耐高溫片狀填料或高溫黏結(jié)劑以及改性劑,其他制備方法同實(shí)施例2,性能測(cè)試結(jié)果見表1、表2、表3和表4。[0107] 表1為實(shí)施例和對(duì)比例燒蝕前的表觀密度和壓縮永久變形測(cè)試結(jié)果[0108][0109] 表2為實(shí)施例和對(duì)比例在不同燒蝕溫度下的壓縮強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果[0110][0111][0112] 表3為實(shí)施例和對(duì)比例樣品燒蝕后的孔結(jié)構(gòu)保持情況[0113][0114] 表4為實(shí)施例和對(duì)比例的隔熱性能和燒蝕前后的導(dǎo)熱系數(shù)[0115][0116] 注:[0117] ①表1中樣品的密度根據(jù)GBT6343?2009測(cè)得;壓縮永久變形依據(jù)GBT6669?2008,在100℃下壓縮50%,壓縮時(shí)間為22h條件下測(cè)得;抗彎折性能即對(duì)1cm厚樣品進(jìn)行“對(duì)折?展開”10次,觀察彎折處有無裂痕;[0118] ②表2中所得數(shù)據(jù)為樣品在馬弗爐中從室溫升至500、700和900℃,并保溫30分鐘,依據(jù)GBT1964?1996所測(cè)得,表中斜杠表示,燒蝕后的殘余物不滿足相應(yīng)的測(cè)試條件(未形成完整發(fā)泡體),性能參數(shù)無法測(cè)得;[0119] ③表3為實(shí)施例和對(duì)比例樣品燒蝕后的孔結(jié)構(gòu)保持情況,孔徑尺寸利用其數(shù)字圖片經(jīng)過孔徑統(tǒng)計(jì)計(jì)算所得;[0120] ④表4中所得數(shù)據(jù)為樣品在燒蝕前后的導(dǎo)熱系數(shù)及1cm厚樣品在丁烷噴槍火焰(1100℃)燒蝕下的耐火性能和隔熱性能。表中斜杠表示,燒蝕后的殘余物不滿足相應(yīng)的測(cè)試條件(未形成完整發(fā)泡體或泡孔結(jié)構(gòu)過大無法制樣)。



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“耐燒蝕高隔熱型有機(jī)硅泡沫材料及其制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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