CN106626676A - 绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法，该复合材料包括：透气膜层、粘结连接层和气凝胶层，所述的透气膜层和气凝胶层之间通过粘结连接层相粘结。其制造方法：工艺准备，透气膜放卷，透气膜上滚涂粘结连接层，敷设气凝胶，在气凝胶层上喷涂粘结连接层，在气凝胶层上覆盖透气膜，加热滚压固化，收卷。本发明的复合材料柔韧性好，能够在极低温‑268℃~300℃温度环境中无冻裂，能够广泛的运用在寿命长、防腐蚀、户外耐紫外环境老化、绝热防护和强隔音的场所。

Description

绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及绝热隔音技术领域，特别是涉及一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法。

背景技术

目前在用的大量保温材料是、无机防火保温砂浆、泡沫玻璃、玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料，上述材料保温效果一般；气凝胶毡是把二氧化硅气凝胶为主体材料，并复合于增强性纤维中，如玻璃纤维、预氧化纤维，通过特殊工艺合成的柔性保温材料。目前气凝胶毡使用在较窄的400℃温度区域，还没有将气凝胶的性能充分的发挥出来。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法，该复合材料柔韧性好，能够在极低温-268℃~300℃温度环境中无冻裂，能够广泛的运用在寿命长、防腐蚀、户外耐紫外环境老化、绝热防护和强隔音的场所。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，包括：透气膜层、粘结连接层和气凝胶层，所述的透气膜层和气凝胶层之间通过粘结连接层相粘结。

在本发明一个较佳实施例中，所述的透气膜层为膨体聚四氟乙烯膜。

在本发明一个较佳实施例中，所述的气凝胶层为二氧化硅气凝胶层。

二氧化硅气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80-99.8％，孔洞的典型尺寸为1-100 nm，比表面积为200-1000 m²/g，而密度可低达3 kg/m³，室温导热系数可低达0.012 W/（m·K）。正是由于这些特点使气凝胶材料在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。

二氧化硅气凝胶特性

1、绝热性

二氧化硅气凝胶材料具有极低的导热系数，可达到0.013-0.016W/(m·K)，低于静态空气（0.024W/(m·K)）的热导系数，比相应的无机绝缘材料低2-3个数量级。即使在800℃的高温下其导热系数才为0.043W/(m·K)。高温下不分解，无有害气体放出，属于绿色环保型材料。

气凝胶之所以具有如此良好的绝热特性与它的高孔隙率有关。热量的传导主要通过三种途径来进行，气体传导，固体传导，辐射传导。在这三种方式中，通过气体传导的热量是很小的，因此大部分气体都具有非常低的热导率。常用的绝热材料都是多孔结构，其正是利用了空气占据了固体材料的一部分体积，从而降低了材料整体的热导率。气凝胶的孔隙率比普通绝热材料要大得多，其95%以上都是由空气构成，决定了其将具有与空气一样低的热导率。而且气凝胶中包含大量孔径小于70nm的孔，70nm是空气中主要成分氮气和氧气的自由程（气体分子两次碰撞之间的时间内经过的路程的统计平均值），因此意味着空气在气凝胶中将无法实现对流，使得气态热导率进一步降低。气凝胶中含量极少的固体骨架也是由纳米颗粒组成，其接触面积非常小，使得气凝胶同样具有极小的固态热导率。气凝胶的热辐射传导主要为发生在3-5μm区域内的红外热辐射，其在常温下能够有效的阻挡红外热辐射，但随着温度的升高，红外热辐射透过性增强。为了进一步降低高温红外热辐射，通常向气凝胶中加入遮光剂，如碳黑、二氧化钛等，遮光剂的使用能够大大降低高温下的红外热辐射。

二氧化硅气凝胶作为一种纳米孔超级绝热材料，除具有极低的热导率之外还具有超轻质以及高热稳定性的特性，它在工业、民用、建筑、航天及军事等领域具有非常广泛的应用。

2、隔音性

由于二氧化硅气凝胶的低声速特性，它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。这是由纳米级的二氧化硅微粒构建的三维孔洞，其孔隙率高达80-99.8%，孔洞的典型尺寸为1-100 nm，这些纳米级的孔洞内的空气分子流动的阻力非常大，需要消耗大量的入射噪声波能量，使得噪声波能量的传递方向发生改变，噪声波能量在气凝胶迷宫般孔道内部发生多方向往复振动黏性耗散效应呈现指数衰减，大量的噪声能量被气凝胶吸收了，使得透过气凝胶层的声音明显下降，从而表现出了强隔音的效果。

在本发明一个较佳实施例中，所述的粘结连接层为阻燃的聚氨酯胶粘剂或含有气凝胶的涂料。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料的制造方法，包括以下步骤：

工艺准备，透气膜放卷，透气膜上滚涂粘结连接层，敷设气凝胶，在气凝胶层上喷涂粘结连接层，在气凝胶层上覆盖透气膜，加热滚压固化，收卷。

在本发明一个较佳实施例中，所述的加热滚压固化的温度为80~130℃。

本发明的有益效果是：

1、本发明克服二氧化硅气凝胶松散易碎，很难大规模的运用缺陷，将二氧化硅气凝胶层复合膨体聚四氟乙烯膜的复合材料就克服了二氧化硅气凝胶的松散易碎的缺点，且将二氧化硅气凝胶和膨体聚四氟乙烯膜的多具有的绝热和吸声隔音降噪的优势结合起来，使得绝热隔音效果更好；同时该复合材料柔韧性好能够在极低温-268℃~300℃温度环境中无冻裂，可以长期暴露在户外照射的紫外线下工作20多年不老化。

2、本发明的复合材料解决了其它有机材料防火性能不理想，而无机材料吸水率大、容易“结露”、施工时皮肤刺痒等问题，能够替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料，能够广泛的运用在寿命长、防腐蚀、户外耐紫外环境老化、绝热防护和强隔音的等场所。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料另一较佳实施例的结构示意图；

图3是本发明绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料又一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、膨体聚四氟乙烯膜层，2、粘结连接层，3、二氧化硅气凝胶层。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1

一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，包括：膨体聚四氟乙烯膜层1、粘结连接层2和二氧化硅气凝胶层3，所述的膨体聚四氟乙烯膜层1和二氧化硅气凝胶层3之间通过粘结连接层2相粘结，所述的粘结连接层2为阻燃的聚氨酯胶粘剂。

所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料的制造方法，具体包括以下步骤：

工艺准备，膨体聚四氟乙烯膜放卷，膨体聚四氟乙烯膜上滚涂阻燃的聚氨酯胶粘剂，敷设气凝胶，在二氧化硅气凝胶层上喷涂阻燃的聚氨酯胶粘剂，在二氧化硅气凝胶层上覆盖膨体聚四氟乙烯膜，在110℃加热滚压固化，收卷，其中，二氧化硅气凝胶层为二氧化硅气凝胶微颗粒层。

实施例2：请参阅图2

一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，包括：膨体聚四氟乙烯膜层1、粘结连接层2和二氧化硅气凝胶层3，所述的膨体聚四氟乙烯膜层1和二氧化硅气凝胶层3之间通过粘结连接层2相粘结，所述的粘结连接层2为阻燃的聚氨酯胶粘剂。

所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料的制造方法，具体包括以下步骤：

工艺准备，膨体聚四氟乙烯膜放卷，膨体聚四氟乙烯膜上滚涂阻燃的聚氨酯胶粘剂，敷设二氧化硅气凝胶，在二氧化硅气凝胶层上喷涂阻燃的聚氨酯胶粘剂，在二氧化硅气凝胶层上覆盖膨体聚四氟乙烯膜，在120℃加热滚压固化，收卷，重复上述工艺得到多层气凝胶层复合膨体聚四氟乙烯膜的复合材料，检验，包装，其中，二氧化硅气凝胶层为二氧化硅气凝胶卷材。

实施例3：请参阅图3

一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，包括：膨体聚四氟乙烯膜层1、粘结连接层2和二氧化硅气凝胶层3，所述的膨体聚四氟乙烯膜层1和二氧化硅气凝胶层3之间通过粘结连接层2相粘结，所述的粘结连接层2为含有气凝胶的涂料。

所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料的制造方法，具体包括以下步骤：

工艺准备，膨体聚四氟乙烯膜放卷，膨体聚四氟乙烯膜上滚涂含有气凝胶的涂料，敷设二氧化硅气凝胶层，在二氧化硅气凝胶层上喷涂含有气凝胶的涂料，在二氧化硅气凝胶层上覆盖膨体聚四氟乙烯膜，在120℃加热滚压固化，收卷，重复上述工艺得到多层气凝胶层复合膨体聚四氟乙烯膜的复合材料，检验，包装，其中，二氧化硅气凝胶层为二氧化硅气凝胶软性片材。

本发明绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料及其制造方法的有益效果是：

1、本发明二氧化硅气凝胶层复合膨体聚四氟乙烯膜的复合材料是将上述材料的优异性能结合起来，用来满足一些重大工程需要绝热和强隔音的需求，使得工程既节约了能源又保证了环境噪声的治理达标。

2、本发明的复合材料柔韧性好能够在极低温-268℃~300℃温度环境中无冻裂，能够长期暴露在户外照射的紫外线下工作20多年不老化，使得需要绝热隔音的工程造价降低且长期免维护。

3、本发明的该复合材料的绝缘性和阻燃性好，能够大量使用在新能源汽车的动力电池绝热支撑隔音防护和重大输气输油工程的管道绝热隔音防护。

4、本发明的复合材料的拒水和拒油性能好，能够使用在汽车、军舰、飞机、等发动机舱室，起到可靠安全的绝热、隔音、防水、防油污、透气等防护作用，使得人机环境更友好。

5、本发明的复合材料工程运用卷包缠绕方便，有利于现场高效率施工。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，其特征在于，包括：透气膜层、粘结连接层和气凝胶层，所述的透气膜层和气凝胶层之间通过粘结连接层相粘结。

2.根据权利要求1所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，其特征在于，所述的透气膜层为膨体聚四氟乙烯膜。

3.根据权利要求1所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，其特征在于，所述的气凝胶层为二氧化硅气凝胶层。

4.根据权利要求1所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料，其特征在于，所述的粘结连接层为阻燃的聚氨酯胶粘剂或含有气凝胶的涂料。

5.根据权利要求1所述的绝热隔音气凝胶层复合透气膜的复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

工艺准备，透气膜放卷，透气膜上滚涂粘结连接层，敷设气凝胶，在气凝胶层上喷涂粘结连接层，在气凝胶层上覆盖透气膜，加热滚压固化，收卷。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述的加热滚压固化的温度为80~130℃。