本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及泡沫型隔熱材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隔熱保溫性能是加熱器件的核心性能之一，直接關(guān)系到其電器安全，省電節(jié)能效果及產(chǎn)品能效等級(jí)。像鍋爐，蒸汽發(fā)生器，熱水器，掛燙機(jī)，烤肉機(jī)，烤餅機(jī)等加熱部件，都迫切需要合適的耐高溫環(huán)保型隔熱保溫材料，避免加熱設(shè)備的熱傳遞和熱輻射(會(huì)造成熱量泄露，引起保溫材料溫度過高造成熱量損失)，來保溫降低能耗，保護(hù)電加熱設(shè)備附近材料及設(shè)備安全。但這類設(shè)備也對(duì)材料的保溫性能有更高的要求，而這些加熱設(shè)備的外形往往不規(guī)則，小型的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、局部結(jié)構(gòu)彎曲度大及薄型的隔熱保溫產(chǎn)品，想要貼合像鍋爐、蒸汽發(fā)生器這些特殊結(jié)構(gòu)外形，限制了很多隔熱保溫材料的使用。耐高溫，低異味，低導(dǎo)熱系數(shù)，靈活發(fā)泡成型，加工工藝簡單，隔熱保溫效果好的隔熱保溫材料是符合這類需求產(chǎn)品最為合適的保溫隔熱材料的選擇。而現(xiàn)有的保溫隔熱材料中保溫棉，VIP(真空絕熱板)，氣凝膠等這些材料，它們的缺點(diǎn)是尺寸太厚，直接包裹空間大，成本高，性價(jià)比不好；VIP保溫板材易破損(破壞后保溫性能急劇下降)，保溫性能發(fā)生衰減(真空度逐步降低)。而且類似硅酸鋁和氣凝膠等隔熱保溫板材，針對(duì)獨(dú)特結(jié)構(gòu)保溫外形使用貼合度不是很高。還有采用玻璃纖維棉隔熱，然而玻璃纖維棉由于長時(shí)間使用會(huì)造成纖維變脆，變黃，容易掉纖維出來，造成雜質(zhì)污染，且包裹不嚴(yán)實(shí)，影響隔熱效果和整機(jī)能耗。
現(xiàn)有的三聚氰胺甲醛樹脂發(fā)泡的保溫材料雖然可以靈活發(fā)泡成型各種外形，但還是有一些通用問題：比如保溫外殼容易掉渣，異味大；隔熱保溫外殼表面溫度過高；保溫殼體容易干裂，防水性能差等。
因此，目前的隔熱材料仍有待改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種隔熱效果好、基本無異味、不易干裂、防水性好或者表觀平整的泡沫型隔熱材料。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種泡沫型隔熱材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料包括：三聚氰胺甲醛樹脂；填料；無機(jī)納米顆粒；以及助劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該泡沫型隔熱材料具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，低異味，耐高溫，低導(dǎo)熱系數(shù)，可以靈活發(fā)泡成型，且不易掉渣和開裂，防水性好，表觀平整。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述填料包括粉體顆粒、短玻璃纖維和鈦酸鉀晶須，其中，所述粉體顆粒包括蒙脫土以及鈣基膨潤土和蛭石中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述粉體顆粒預(yù)先利用偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述偶聯(lián)劑包括KH550硅烷基偶聯(lián)劑、KH560硅烷基偶聯(lián)劑、KH570硅烷基偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述無機(jī)顆粒為納米二氧化硅。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述助劑包括發(fā)泡劑、固化劑、以及乳化劑和表面處理劑中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料包括：所述三聚氰胺甲醛樹脂25-35重量份；所述填料23-44重量份；所述無機(jī)納米顆粒10-16重量份；以及所述助劑22-44重量份。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料包括：三聚氰胺甲醛樹脂25-35重量份；蒙脫土0.5-1.5重量份；鈣基膨潤土2.5-6重量份；蛭石5-8重量份；短玻璃纖維10-15重量份；鈦酸鉀晶須5-13重量份；納米二氧化硅10-16重量份；發(fā)泡劑1-5重量份；表面處理劑0.5-1.5重量份；乳化劑0.8-4重量份；固化劑1-5重量份以及羥甲基纖維素20-32重量份。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種隔熱部件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該隔熱部件是由前面所述的泡沫型隔熱材料制備的。前面所述的泡沫型隔熱材料的全部特征和優(yōu)點(diǎn)均適用于該隔熱部件，在此不再一一贅述。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種加熱器件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述加熱器件包括前面所述的隔熱部件。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該加熱器件中的隔熱部件具有良好的保溫隔熱性能，且不易掉渣、開裂，耐高溫、低異味、防水性好、表觀平整。另外，前面所述的泡沫型隔熱材料和隔熱部件的全部特征和優(yōu)點(diǎn)均適用于該加熱器件，在此不再一一贅述。
在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種制備前面所述的泡沫型隔熱材料的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)利用偶聯(lián)劑對(duì)粉體顆粒進(jìn)行有機(jī)化處理，得到有機(jī)化粉體顆粒；(2)利用三聚氰胺甲醛樹脂對(duì)所述有機(jī)化蒙脫土進(jìn)行插層/剝離處理，得到蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料，所述單體為三聚氰胺和甲醛；(3)將三聚氰胺甲醛樹脂、所述蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料、短玻璃纖維、鈦酸鉀晶須、無機(jī)納米顆粒和助劑混合，并將所得到的混合物進(jìn)行發(fā)泡和固化處理，得到所述泡沫型隔熱材料。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該方法能夠快速有效的制備前面所述的泡沫型隔熱材料，步驟簡單、操作方便快速，反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備無特殊要求，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。而且，制備獲得的泡沫型隔熱材料具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，低異味，耐高溫，低導(dǎo)熱系數(shù)，可以靈活發(fā)泡成型，且不易掉渣和開裂，防水性好，表觀平整。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟(1)進(jìn)一步包括：(1-1)將所述粉體顆粒和所述偶聯(lián)劑溶于乙醇水溶液中，得到粉體顆?；旌衔?；(1-2)于80-95攝氏度下，將所述粉體顆?；旌衔锍晹嚢?.5-3小時(shí)，得到粉體顆粒懸浮液；(1-3)將所述粉體顆粒懸浮液減壓抽濾，并將得到的固體烘干、研磨，得到所述有機(jī)化粉體顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟(3)進(jìn)一步包括：(3-1)利用高速混料機(jī)，于100-280轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，將三聚氰胺甲醛樹脂、所述蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料、短玻璃纖維、鈦酸鉀晶須、無機(jī)納米顆粒和助劑混合；(3-2)于230-280攝氏度下，將步驟(3-1)中得到的混合物固化發(fā)泡成型，得到所述泡沫型隔熱材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，固化時(shí)間為1-5分鐘。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。下面描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種泡沫型隔熱材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料包括：三聚氰胺甲醛樹脂；填料；無機(jī)納米顆粒；以及助劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該泡沫型隔熱材料具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，低異味，耐高溫，低導(dǎo)熱系數(shù)，可以靈活發(fā)泡成型，且不易掉渣和開裂，防水性好，表觀平整。特別需要指出的是，通過引入比表面積較大的無機(jī)納米顆粒，可以填充泡沫型隔熱材料內(nèi)部空隙，不僅顯著增強(qiáng)了其隔熱保溫性能，還可以有效改善三聚氰胺甲醛樹脂異味大的問題，且同時(shí)可以改善三聚氰胺甲醛樹脂泡沫表觀不平整的問題。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的填料包括粉體顆粒(尺寸可以納米級(jí)、微米級(jí)或毫米級(jí))、短玻璃纖維和鈦酸鉀晶須，其中，所述粉體顆粒包括蒙脫土以及鈣基膨潤土和蛭石(化學(xué)結(jié)構(gòu)為：(Mg,Ca)0.3-0.45(H2O)n{(Mg,Fe3,Al)3[(Si,Al)4O12](OH)2，其中，n為1-8)中的至少一種。采用上述填料，一方面可以填充泡沫中的空隙，另一方面可以顯著提高隔熱材料的保溫隔熱性能。特別是，加入鈦酸酸鉀晶須，其納米尺寸的微納效應(yīng)可以有效改善填料等在樹脂基材中的分散，且其良好的隔熱效果進(jìn)一步提高了隔熱材料的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本文中所采用的描述方式“短玻璃纖維”是指長度不大于3毫米的玻璃纖維。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述粉體顆粒預(yù)先利用偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理。由此，可以有效將粉體顆粒和三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合，有利于粉體顆粒在樹脂里面更好地相容分散均勻，更好發(fā)揮隔熱保溫效果，進(jìn)一步提高隔熱材料的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的偶聯(lián)劑的具體種類不受特別限制，只要能夠使得粉體顆粒和三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述偶聯(lián)劑包括KH550硅烷基偶聯(lián)劑、KH560硅烷基偶聯(lián)劑、KH570硅烷基偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，偶聯(lián)劑為復(fù)配偶聯(lián)劑，即KH550硅烷基偶聯(lián)劑、KH560硅烷基偶聯(lián)劑、KH570硅烷基偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合物。由此，能夠有效使得粉體顆粒和三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合，且反應(yīng)容易，結(jié)合力好，進(jìn)一步提高隔熱材料的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的無機(jī)納米顆粒的具體種類不受特別限制，只要能夠填充泡沫內(nèi)部空隙，提高隔熱材料的隔熱性能即可。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以采用的無機(jī)納米顆粒為納米二氧化硅。由此，不僅可以填充泡沫內(nèi)部空隙，進(jìn)而可以顯著提高隔熱材料的隔熱保溫性能。另外，無機(jī)納米顆粒的納米尺寸效應(yīng)也可以進(jìn)一步提高隔熱保溫性能。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，無機(jī)納米顆粒的粒徑可以為1-50nm。由此，可以進(jìn)一步提高隔熱材料的保溫隔熱性能。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，無機(jī)納米顆粒的尺寸可以為35-45nm。由此，隔熱材料的保溫隔熱性能較佳。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的助劑的具體種類不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，助劑可以包括發(fā)泡劑、羥甲基纖維素、固化劑以及乳化劑和表面處理劑中的至少一種。由此，可以進(jìn)一步改善隔熱材料的使用性能。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用的發(fā)泡劑為化學(xué)發(fā)泡劑，經(jīng)加熱分解后能釋放出二氧化碳和氮?dú)獾葰怏w，并在樹脂基材中形成閉孔的化合物。采用的化學(xué)發(fā)泡劑的具體種類不受特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)泡功能，且不會(huì)與隔熱材料中的其他組分產(chǎn)生反應(yīng)即可。例如包括但不限于有機(jī)發(fā)泡劑：偶氮化合物、磺酰肼類化合物，亞硝基化合物等，以及無機(jī)發(fā)泡劑：碳酸鹽等，或者上述兩種或兩種以上化學(xué)發(fā)泡劑的混合物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制化學(xué)發(fā)泡劑氣體分解逸出速率和樹脂交聯(lián)固化速率在合適的匹配速率區(qū)間，可以形成更好的泡沫閉孔率。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的乳化劑的具體種類不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇，可以為本領(lǐng)域任何已知的乳化劑。通過添加乳化劑，可以改善其他組分在三聚氰胺甲醛樹脂中的分散，進(jìn)一步提高隔熱材料的使用性能。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以采用的乳化劑為吐溫80、OP-10或其混合物。由此，可以有效改善發(fā)泡體系的分散效果。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的表面活性劑(或稱表面處理劑)的具體種類不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，采用的表面活性劑為吐溫80或OP-10。由此，也可以使得各組分具有合適的表面張力，有利于填料和無機(jī)納米顆粒在樹脂中分散均勻，從而有效改善隔熱材料的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的固化劑的具體種類也不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇。只要能夠有效產(chǎn)生固化反應(yīng)，可以為本領(lǐng)域任何已知的固化劑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，羥甲基纖維素水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、膠體保護(hù)、乳化的作用，可以有效調(diào)節(jié)發(fā)泡體系水分和乳化及分散樹脂體系。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料可以包括：所述三聚氰胺甲醛樹脂25-35重量份；所述填料23-44重量份；所述無機(jī)納米顆粒10-16重量份；以及所述助劑22-44重量份。發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隔熱材料各組分在上述范圍內(nèi)，隔熱材料具有良好的隔熱保溫性能，且不易掉渣、不易開裂，低異味、防水性也較佳，且外觀平整。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該泡沫型隔熱材料可以包括：三聚氰胺甲醛樹脂25-35重量份；蒙脫土0.5-1.5重量份；鈣基膨潤土2.5-6重量份；蛭石5-8重量份；短玻璃纖維10-15重量份；鈦酸鉀晶須5-13重量份；納米二氧化硅10-16重量份；發(fā)泡劑1-5重量份；表面處理劑0.5-1.5重量份；乳化劑0.8-4重量份；固化劑1-5重量份；以及羥甲基纖維素20-32重量份。由此，隔熱材料的隔熱保溫性能，不易掉渣、不易開裂，低異味、防水性和外觀平整性進(jìn)一步得到提高。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種隔熱部件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該隔熱部件是由前面所述的泡沫型隔熱材料制備的。該隔熱部件具有理想的隔熱保溫功能，且表面溫度不會(huì)過高，且不易掉渣和開裂，異味低，同時(shí)易于發(fā)泡成型，加工工藝簡單。另外，前面所述的隔熱材料的所有特征和有點(diǎn)均適用于該隔熱部件，在此不再一一贅述。
在本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種加熱器件。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述加熱器件包括前面所述的隔熱部件。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該加熱器件中的隔熱部件具有良好的保溫隔熱性能，且不易掉渣、開裂，耐高溫、低異味、防水性好、表觀平整。另外，前面所述的泡沫型隔熱材料和隔熱部件的全部特征和優(yōu)點(diǎn)均適用于該加熱器件，在此不再一一贅述。
在本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了一種制備前面所述的泡沫型隔熱材料的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括以下步驟：
(1)利用偶聯(lián)劑對(duì)粉體顆粒進(jìn)行有機(jī)化處理，得到有機(jī)化粉體顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟(1)進(jìn)一步包括：
(1-1)將所述粉體顆粒和所述偶聯(lián)劑溶于乙醇水溶液中，得到粉體顆?；旌衔?。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟之前，可以預(yù)先利用50-100目的過濾網(wǎng)篩選粉體顆粒。由此，有利于其分散及后續(xù)步驟的進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述粉體顆粒包括蒙脫土以及鈣基膨潤土和蛭石中的至少一種。由此，可以進(jìn)一步提高隔熱材料的保溫隔熱性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的偶聯(lián)劑的具體種類不受特別限制，只要能夠使得粉體顆粒和三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要靈活選擇。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述偶聯(lián)劑包括KH550硅烷基偶聯(lián)劑、KH560硅烷基偶聯(lián)劑、KH570硅烷基偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，偶聯(lián)劑為復(fù)配偶聯(lián)劑，即KH550硅烷基偶聯(lián)劑、KH560硅烷基偶聯(lián)劑、KH570硅烷基偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑的混合物。由此，能夠有效使得粉體顆粒和三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合，且反應(yīng)容易，結(jié)合力好，進(jìn)一步提高隔熱材料的使用性能。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的乙醇水溶液中乙醇的體積分?jǐn)?shù)可以為98％。由此，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以向含有粉體顆粒的乙醇溶液中加入0.5-2.0％的復(fù)配的偶聯(lián)劑。
(1-2)于80-95攝氏度下，將所述粉體顆?；旌衔锍晹嚢?.5-3小時(shí)，得到粉體顆粒懸浮液。
該步驟中，通過超聲處理，可以有效使粉體顆粒均勻分散，形成均勻、穩(wěn)定的粉體顆粒懸浮液，有利于后續(xù)步驟的進(jìn)行。
(1-3)將所述粉體顆粒懸浮液減壓抽濾，并將得到的固體烘干、研磨，得到所述有機(jī)化粉體顆粒。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以通過本領(lǐng)域常規(guī)操作對(duì)粉體顆粒懸浮液進(jìn)行抽濾、烘干和研磨。其中，烘干的溫度可以為50-65攝氏度。由此，能夠有效獲得目標(biāo)產(chǎn)物，且操作簡單、方便。
根據(jù)本發(fā)明的具體示例，該步驟中，可以先通過50-100目的過濾網(wǎng)篩選蒙脫土，鈣基膨潤土和蛭石粉體顆粒，在將這些粉體顆粒倒入98％的乙醇+2％水溶液，滴入一定量0.5～2％復(fù)配的偶聯(lián)劑(KH550，KH560，KH570硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑)在超聲清洗槽80-95℃超聲攪1.5-3h，將分散的懸浮液減壓抽濾，在50-65℃下烘干，研磨成均聚顆粒備用。
(2)利用三聚氰胺甲醛樹脂或形成單體對(duì)所述有機(jī)化蒙脫土進(jìn)行插層/剝離處理，得到蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料，其中，所述單體為三聚氰胺和甲醛。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該步驟中，利用插層法制備蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂納米復(fù)合材料，其主要過程是將三聚氰胺甲醛樹脂分散插入蒙脫土片層之間，然后引發(fā)聚合或固化反應(yīng)，從而將蒙脫土片層結(jié)構(gòu)剝離成納米單元，通過這種插層/剝離作用實(shí)現(xiàn)三聚氰胺甲醛樹脂和蒙脫土復(fù)合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)行插層/剝離處理的具體步驟沒有特別限制，只要能夠有效將三聚氰胺甲醛樹脂分散插入蒙脫土片層之間，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇。例如，包括但不限于：將有機(jī)化蒙脫土和三聚氰胺甲醛樹脂混合，并對(duì)得到的混合物進(jìn)行超聲處理使其分散均勻。由此，可以簡單、方便的獲得蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料。
(3)將三聚氰胺甲醛樹脂、所述蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料、短玻璃纖維、鈦酸鉀晶須、無機(jī)納米顆粒和助劑混合，并將所得到的混合物進(jìn)行發(fā)泡和固化處理，得到所述泡沫型隔熱材料。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟(3)進(jìn)一步包括：(3-1)利用高速混料機(jī)，于100-280轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，將三聚氰胺甲醛樹脂、所述蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂復(fù)合材料、短玻璃纖維、鈦酸鉀晶須、無機(jī)納米顆粒和助劑混合；(3-2)于230-280攝氏度下，將步驟(3-1)中得到的混合物固化發(fā)泡成型，得到所述泡沫型隔熱材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，固化時(shí)間為1-5分鐘。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例，該步驟中發(fā)泡具體配方可以為：3mm短玻璃纖維10-15wt％，羥甲基甲基纖維素溶液20-32wt％，蒙脫土0.5-1.3wt％，鈣基膨潤土2.5-6wt％，納米SiO2 10-16wt％，發(fā)泡劑1-5wt％，鈦酸鉀晶須5-13wt％，蛭石5-8wt％,熱固性三聚氰胺甲醛樹脂25％-35wt％。由此，隔熱材料具有理想的隔熱保溫材料、由該材料形成的隔熱部件不易掉渣、開裂，防水性好，且外觀平整。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用該方法能夠快速有效的制備前面所述的泡沫型隔熱材料，步驟簡單、操作方便快速，反應(yīng)條件溫和，對(duì)設(shè)備無特殊要求，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。而且，制備獲得的泡沫型隔熱材料具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，低異味，耐高溫，低導(dǎo)熱系數(shù)，可以靈活發(fā)泡成型，且不易掉渣和開裂，防水性好，表觀平整。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
一般制備方法：
1.先通過50-100目的過濾網(wǎng)篩選蒙脫土，鈣基膨潤土和蛭石粉體顆粒，再將粉體顆粒倒入98％的乙醇+2％水溶液，滴入一定量0.5～2％復(fù)配的偶聯(lián)劑(KH550，KH560，KH570硅烷偶聯(lián)劑，鈦酸酯偶聯(lián)劑)在超聲清洗槽80-95℃超聲攪拌1.5-3h，將分散的懸浮液減壓抽濾，在50-65℃添加烘干，研磨成均聚顆粒備用；
2.蒙脫土插層處理：利用插層法制備蒙脫土/三聚氰胺甲醛樹脂納米復(fù)合材料，其主要過程是將單體或者三聚氰胺甲醛樹脂分散插入蒙脫土片層之間，然后引發(fā)聚合或固化反應(yīng)，從而將蒙脫土片層結(jié)構(gòu)剝離成納米單元，通過這種插層/剝離作用實(shí)現(xiàn)三聚氰胺甲醛樹脂和蒙脫土復(fù)合。
3、材料發(fā)泡工藝：三聚氰胺甲醛樹脂(氨基樹脂、蜜氨樹脂)與填料短玻纖，化學(xué)發(fā)泡劑，預(yù)先處理過的(蒙脫土，鈣基膨潤土和蛭石等)粉體顆粒，乳化劑，表面處理劑，發(fā)泡成型在高速混料機(jī)以100-280轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速先混均勻，再經(jīng)過高速切料機(jī)，稱量至合適發(fā)泡的重量，將混均勻的預(yù)發(fā)泡料，放入模具內(nèi)，在230-280℃，加壓后，在恒定溫度固化發(fā)泡成型，固化時(shí)間為1-5min(根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)間)。
實(shí)施例1：
發(fā)泡具體配方：3mm短玻璃纖維10重量份，羥甲基甲基纖維素溶液20重量份，蒙脫土0.5重量份，鈣基膨潤土2.5重量份，納米SiO2 10重量份，發(fā)泡劑1重量份，固化劑5重量份，六鈦酸鉀晶須5重量份，蛭石5重量份，熱固性三聚氰胺甲醛樹脂25重量份，表面活性劑吐溫80等1重量份。
制備方法：同一般制備方法，其中，過濾網(wǎng)孔徑為50目，偶聯(lián)劑的添加量為0.5％，超聲處理的溫度為95攝氏度，超聲攪拌時(shí)間為2小時(shí)，烘干溫度為50攝氏度，高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘，固化溫度為280攝氏度，固化時(shí)間為1分鐘。
實(shí)施例2：
發(fā)泡具體配方：3mm短玻璃纖維15重量份，羥甲基甲基纖維素溶液30重量份，蒙脫土1.0重量份，鈣基膨潤土6重量份，納米SiO2 12重量份，發(fā)泡劑5重量份，固化劑3重量份，六鈦酸鉀晶須13重量份，蛭石8重量份，熱固性三聚氰胺甲醛樹脂35重量份，表面活性劑OP-10 1.5重量份。
制備方法：同一般制備方法，其中，過濾網(wǎng)孔徑為80目，偶聯(lián)劑的添加量為2％，超聲處理的溫度為80攝氏度，超聲攪拌時(shí)間為3小時(shí)，烘干溫度為60攝氏度，高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分鐘，固化溫度為250攝氏度，固化時(shí)間為5分鐘。
實(shí)施例3：
發(fā)泡具體配方：3mm短玻璃纖維12重量份，羥甲基甲基纖維素溶液28重量份，蒙脫土1.0重量份，鈣基膨潤土6重量份，納米SiO2 15重量份，發(fā)泡劑5重量份，鈦酸鉀晶須13重量份，蛭石8重量份，熱固性三聚氰胺甲醛樹脂35重量份，表面活性劑OP-10 1.2重量份。
制備方法：同一般制備方法，其中，過濾網(wǎng)孔徑為100目，偶聯(lián)劑的添加量為1％，超聲處理的溫度為85攝氏度，超聲攪拌時(shí)間為1.5小時(shí)，烘干溫度為65攝氏度，高速混料機(jī)的轉(zhuǎn)速為230轉(zhuǎn)/分鐘，固化溫度為230攝氏度，固化時(shí)間為3分鐘。
實(shí)施例4：
按照下表的配方，一般制備方法的操作步驟制備隔熱材料，其中，各組分的用量均為重量份。
性能檢測(cè)：將根據(jù)配方1至配方5制備獲得的隔熱材料發(fā)泡成型為結(jié)構(gòu)、厚度相同的保溫殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)置加熱部件，并于相同得條件下加熱，測(cè)量保溫殼體底部的溫度及保溫殼體外表面的溫度，測(cè)試結(jié)果見下表：
由上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的隔熱材料具有良好的隔熱保溫性能。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。