一種隔熱組合物及其制備方法和使用該隔熱組合物的隔熱元件的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種隔熱組合物(heat-insulating composition)及其制備方法和使 用該隔熱組合物的隔熱元件，并且更特別地，涉及一種組合物及其制備方法和使用該組合 物的隔熱元件，該組合物含有疏水粉末和硅粘結劑，當疏水粉末由氣凝膠材料形成時，可使 得該組合物保持著隔熱特性。
【背景技術】
[0002] 具有疏水性質和多孔結構的氣凝膠材料因其具有隔熱、保溫等類似性質，已在某 些應用中使用，特別地，硅氣凝膠是一種典型的隔熱材料。但是，盡管氣凝膠材料具有優(yōu)異 的隔熱、保溫、吸音特性，但是其價格很高，到目前為止，氣凝膠材料在整個工業(yè)領域的實際 應用很低。除了價格相對昂貴之外，氣凝膠廣泛使用的缺乏也是由于缺乏基于氣凝膠的疏 水性質的粘結劑應用技術。
[0003] 特別地，當生產隔熱涂料、隔熱涂層劑、隔熱板、隔熱纖維毯、汽車防熱罩、用于高 溫管道的隔熱材料等時，在將氣凝膠混合在其中作為隔熱材料的情況下，這樣的隔熱產品 的隔熱性質和保溫性質會有顯著提高。因此，為此研究氣凝膠的應用技術已積極地進行。
[0004] 但是，由于氣凝膠的疏水性質和多空特性，在將氣凝膠材料和粘結劑材料混合方 面，這樣一種技術應用可能是困難的。
[0005] 例如，在使用水溶性粘結劑的情況下，由于疏水氣凝膠的性質，疏水氣凝膠不能與 水混合，就混合這樣的粘結劑而言存在困難。為了克服這些困難，在使用有機粘結劑的情況 下，甚至在將疏水氣凝膠與有機粘結劑充分地混合的情況下，具有流動性的有機粘結劑可 以滲入到氣凝膠的小孔中。
[0006] 因此，由于大部分有機粘結劑被吸收到氣凝膠中，混合物的粘度可能會大大增加， 因此可能會引起形成涂料膜的涂覆工藝無法正常進行的問題。在這種情況下，低效地，粘結 劑的量會大幅度增加，如圖1所示，氣凝膠中的小孔可能會被有機粘結劑填滿。因此，通過使 用隔熱材料而提供的預期程度的效果可能會表現(xiàn)不出來。在此，由于氣凝膠優(yōu)異的隔熱性 質是通過氣凝膠內部形成的大量的孔結構而實現(xiàn)的，而由于這些孔被粘結劑填充，因此大 多數隔熱性質可能無法實現(xiàn)。
[0007] 例如，甚至在有機粘結劑與氣凝膠混合的情況下，為了得到混合均勻的且保持著 氣凝膠隔熱性質的組合物，用于防止有機粘結劑滲入到氣凝膠的小孔中的技術是具有技術 重要性的。
[0008] 因此，在一種情況下，可以作為與粘結劑有效混合且保持著氣凝膠組合物性質的 組合物而獲得氣凝膠組合物，可以預期的是，將該組合物用在隔熱、保溫、吸音等應用中是 有用的。

【發(fā)明內容】

[0009] 技術問題
[0010] 本發(fā)明的一些實施方式提供了一種隔熱組合物，該隔熱組合物具有優(yōu)異的隔熱效 果且保持著疏水粉末性質。
[0011] 本發(fā)明的一些實施方式提供了 一種有效制備隔熱組合物的方法。
[0012] 本發(fā)明的一些實施方式提供了一種使用本發(fā)明的隔熱組合物的優(yōu)異的隔熱元件。
[0013] 技術解決方案
[0014] 根據本發(fā)明的一些實施方式，隔熱組合物可以含有水、高吸水性聚合物（SAP)、疏 水粉末和硅粘結劑。
[0015] 高吸水性聚合物（SAP)可以包括選自由聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚 氧化乙烯、聚乙烯醇、明膠、多糖、纖維素或其衍生物和殼聚糖，或者它們的鹽組成的組中的 至少一種。
[0016] 疏水粉末可以選自由二氧化硅氣凝膠粉末、疏水(Si，Ca，Al，Mg)x0y礦物粉末、疏水 硅烷表面處理的無機化合物和疏水硅烷表面處理的有機化合物組成的組中的一種或多種。
[0017] 硅粘結劑可以含有如下面式（1)所示的硅樹脂和有機稀釋劑，所述硅樹脂與所述 有機稀釋劑的重量比為30-90:10-70，
[0018
[001 9 ] 其中，心到辦各自獨立地選自由氫、d-8烷基、C6-1()芳基和C3-8環(huán)烷基組成的組，并且 η表示1-100000的整數。
[0020] RjljRs各自獨立地選自由甲基、乙基和苯基組成的組。
[0021]有機稀釋劑可以選自由二甲苯、乙苯、醇和水組成的組中的一種或多種。
[0022] 高吸水性聚合物(SAP)與水的重量比可以在1:50-1:1000范圍內。
[0023] 高吸水性聚合物(SAP)與疏水粉末的重量比可以在1:10-1:500范圍內。
[0024]以水、高吸水性聚合物（SAP)和疏水粉末的總重量為100重量份計，所含有的硅粘 結劑的重量可以為50-150重量份。
[0025] 根據本發(fā)明一些實施方式的制備隔熱組合物的方法，該方法可以包括:通過將水 和高吸水性聚合物(SAP)混合而生產凝膠狀水溶液;通過在攪拌下向凝膠狀水溶液中加入 疏水粉末而獲得水性混合物；以及向所述水性混合物中加入硅粘結劑。
[0026] 根據本發(fā)明一些實施方式的一種隔熱元件，該隔熱元件可以包括隔熱基質和使用 上述隔熱組合物在隔熱基質上形成的隔熱組合物層。
[0027] 所述隔熱基質可以使用選自由二氧化硅纖維、玻璃纖維、礦物棉(巖棉）、陶瓷棉、 聚合物纖維和碳纖維組成的組中的一種材料而形成。
[0028] 發(fā)明效果
[0029] 根據本發(fā)明示例性實施方式，隔熱組合物可以適用于形成高溫保溫和隔熱且不會 影響疏水粉末的性質，具體地，可獲得氣凝膠粉末的性質。另外，通過使用本發(fā)明示例性實 施方式的隔熱組合物，可以很容易實現(xiàn)具有優(yōu)異經濟效益的隔熱保溫隔熱元件。
【附圖說明】
[0030] 圖1為粘結劑填充氣凝膠的小孔使得其隔熱性能表現(xiàn)不出來的過程示意圖；
[0031] 圖2示出了在根據本發(fā)明示例性實施方式的隔熱組合物情況下用可溶性材料涂覆 氣凝膠顆粒以防止粘結劑滲入到氣凝膠的小孔隙中的過程；
[0032] 圖3示出了當使用根據本發(fā)明實施例1的隔熱組合物覆蓋鐵板的情況時，隔熱組合 物與鐵板的粘合強度優(yōu)異的照片；以及
[0033] 圖4示出了當使用根據本發(fā)明實施例2的隔熱組合物覆蓋鐵板的情況時，隔熱組合 物與鐵板粘合強度優(yōu)異的照片。
[0034]本發(fā)明的最優(yōu)實施方式
[0035]現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行詳細描述。然而，本發(fā)明可以以許 多不同形式來舉例且不應當被理解為對本文中所述的【具體實施方式】的限制。相反地，提供 這些實施方式以便本發(fā)明是清楚和完整的，且可向本領域的技術人員完全傳遞本發(fā)明的保 護范圍。附圖中，為了清楚，將元件的形狀和尺寸進行了放大，并且本發(fā)明中相同或相似的 元件使用相同的附圖標記。
[0036]根據本發(fā)明一種示例性實施方式，提供了一種含有水、高吸水性聚合物（SAP)、疏 水粉末和硅粘結劑的隔熱組合物。
[0037] 根據本發(fā)明一種示例性實施方式的隔熱組合物可以通過以下方法制備，該方法包 括:將疏水氣凝膠粉末與水和高吸水性聚合物(SAP)混合后，再將疏水氣凝膠粉末與粘結劑 混合而因此生產凝膠狀水溶液;然后在攪拌下向凝膠狀水溶液中加入疏水粉末以獲得水性 混合物;然后將粘結劑與水性混合物混合，使得氣凝膠顆粒涂覆有可溶性材料。因此，如圖2 所示，可防止該粘結劑滲入到氣凝膠的小孔中。
[0038] 因此，在這種情況下，當對本發(fā)明示例性實施方式的隔熱組合物進行干燥時，粘結 劑中的揮發(fā)性組分和大部分由水形成的可溶材料會蒸發(fā)、揮發(fā)和消失。然后，氣凝膠顆粒表 面間的粘合性可以通過剩余粘結劑的粘合強度而實施。例如，使用粘結劑的基本目的是為 了提供顆粒間的粘合強度，但是，在粘結劑進入到顆?？紫秲炔康那闆r下，粘結劑的使用可 能并不尚效。