一种新型水性纳米保温材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种新型水性纳米保温材料及其制备方法 (Novel water-based nano thermal insulation material and preparation method thereof ) 是由 郭金辉 邵丹 邓有高 赵忠珍 童军 张纪阳 万利环 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本发明适用保温材料技术领域,提供一种新型水性纳米保温材料及其制备方法,新型水性纳米保温材料,包括以下组分：纳米硅气凝胶、皂石、淀粉醚、消泡剂、胶粘剂和水；一种新型水性纳米保温材料的制备方法中,通过热高压和超声波的联合使用,以及通过低压和超声波的联合使用,可有效的消除保温材料中的气泡,从而了提高产品质量。(The invention is suitable for the technical field of heat-insulating materials, and provides a novel water-based nano heat-insulating material and a preparation method thereof, wherein the novel water-based nano heat-insulating material comprises the following components: nano-silica aerogel, soapstone, starch ether, a defoaming agent, an adhesive and water; in the preparation method of the novel water-based nano heat-insulating material, bubbles in the heat-insulating material can be effectively eliminated by the combined use of heat and high pressure and ultrasonic waves and the combined use of low pressure and ultrasonic waves, so that the product quality is improved.)
技术领域
本发明属于保温材料技术领域，尤其涉及一种新型水性纳米保温材料及其制备方法。
背景技术
保温隔热材料是一般均系轻质、疏松、多孔、纤维材料。按其成分可分为有机材料和无机材料两种。前者的保温隔热性能较后者为好，但后者较前者耐久性好。导热系数是衡量保温隔热材料性能优劣的主要指标。导热系数越小，则通过材料传送的热量越小，保温隔热性能就越好，材料的导热系数决定于材料的成分、内部结构、容重等，也决定传热时的平均温度和材料的含水率。
随着经济和社会的发展，人们对建筑材料的保温、节能、环保、防火等功能越来越重视。目前，用的保温材料主要有EPS板(苯板)、XPS(聚苯乙烯隔热保温板)、水泥发泡保温板。现有的保温隔热材料内有出现气泡，从而会影响保温隔热材料的质量，同时会影响保温隔热效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型水性纳米保温材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种新型水性纳米保温材料，包括以下重量份的组分：
纳米硅气凝胶20-40份、皂石3-5份、淀粉醚1-3份、消泡剂0.3-0.5份、胶粘剂0.3-0.5份和水15-35份。
优选地，一种新型水性纳米保温材料，包括以下重量份的组分：
纳米硅气凝胶25-35份、皂石3.5-4.5份、淀粉醚1.5-2.5份、消泡剂0.35-0.45份、胶粘剂0.35-0.45份和水20-30份。
优选地，一种新型水性纳米保温材料，纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、消泡剂0.4份、胶粘剂0.4份和水20份。
优选地，一种新型水性纳米保温材料，所述消泡剂包括：乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种。
优选地，一种新型水性纳米保温材料，所述胶粘剂包括：环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯、醋酸乙烯树脂和聚氨酯中的一种或几种。
优选地，一种新型水性纳米保温材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶20-40份、皂石3-5份、淀粉醚1-3份、消泡剂0.3-0.5份、胶粘剂0.3-0.5份和水15-35份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、消泡剂、胶粘剂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为150r/min～250r/min，搅拌4min～6min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在120-150℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.2-0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.2-0.3MPa，且同时输入2000-3000HZ的超声波，且进行搅拌，4-6min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2000-3000HZ的超声波，且进行搅拌，4-6min，即可得到产品。
优选地，一种新型水性纳米保温材料的制备方法，在步骤1)中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀。
优选地，一种新型水性纳米保温材料的制备方法，在步骤2)中，向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌5min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明提供了一种新型水性纳米保温材料及其制备方法，通过纳米硅气凝胶、皂石、淀粉醚、消泡剂、胶粘剂和水的联合使用，使得本发明具有良好的保温隔热效果，同时使得本发明中的保温材料具有高强度，且耐磨，通过热高压和超声波的联合使用，以及通过低压和超声波的联合使用，可有效的消除保温材料中的气泡，从而了提高产品质量。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有的保温隔热材料内有出现气泡，从而会影响保温隔热材料的质量，同时会影响保温隔热效果；本发明通过热高压和超声波的联合使用，以及通过低压和超声波的联合使用，可有效的消除保温材料中的气泡，从而了提高产品质量。
实施例1
称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶20份、皂石3份、淀粉醚1份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.3份、环氧树脂0.3份和水15份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例2
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶25份、皂石3.5份、淀粉醚1.5份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.35份、环氧树脂0.35份和水20份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例3
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例4
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶35份、皂石4.5份、淀粉醚2.5份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.45份、环氧树脂0.45份和水30份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例5
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶40份、皂石5份、淀粉醚3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.5份、环氧树脂0.5份和水35份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为140r/min，搅拌4min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例6
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚丙烯酸酯、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例7
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚二甲基硅氧烷0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例8
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧丙烯甘油醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例9
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例10
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、乳化硅油0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例11
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、高碳醇脂肪酸酯复合物0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
实施例12
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、乳化硅油0.2份、高碳醇脂肪酸酯复合物0.2份、环氧树脂0.2份、聚醋酸乙烯0.2份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧树脂、聚醋酸乙烯、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
对比例1
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，同时向不锈钢密闭容器中输入0.3MPa高压饱和蒸汽，使得不锈钢密闭容器中的气压维持在0.3MPa，且同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的混合组分B进行搅拌，5min，即可得到产品。
对比例2
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的不锈钢密闭容器中的饱和蒸汽抽出，使得不锈钢密闭容器处于低压状态-0.2MPa，同时输入2500HZ的超声波，且进行搅拌，5min，即可得到产品。
对比例3
(1)称取对应重量份的原料：纳米硅气凝胶30份、皂石4份、淀粉醚2份、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚0.4份、环氧树脂0.4份和水25份；对纳米硅气凝胶进行粉碎研磨，然后将研磨后的纳米硅气凝胶和皂石、淀粉醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、环氧树脂、水一起放入搅拌容器中，使得转速为200r/min，搅拌5min至均匀，即得到混合组分A；
(2)将步骤1)中得到的混合组分A放入不锈钢密闭容器中，使得温度维持在140℃，进行搅拌，5min，即可得到混合组分B；
(3)将步骤2)中的混合组分B，进行搅拌，5min，即可得到产品。
表1
综上所述：本发明提供了一种新型水性纳米保温材料及其制备方法，通过纳米硅气凝胶、皂石、淀粉醚、消泡剂、胶粘剂和水的联合使用，使得本发明具有良好的保温隔热效果，同时使得本发明中的保温材料具有高强度，且耐磨，通过热高压和超声波的联合使用，以及通过低压和超声波的联合使用，可有效的消除保温材料中的气泡，从而了提高产品质量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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