改性气凝胶复合板的制作方法

本方案涉及保温建筑材料领域，具体涉及改性气凝胶复合板。

背景技术：

1、气凝胶是一种具有三维纳米多孔结构的新型功能材料，因其极低的导热系数、高孔隙率和低密度等优异特性，其中，气凝胶毡是以纳米二氧化硅为主要基体，通过特殊工艺与碳纤维、陶瓷玻璃纤维或预氧化纤维毡复合而成的柔性保温材料，在隔热保温领域展现出广阔的应用前景，广泛应用于建筑、工业管道及新能源等领域。然而，当将气凝胶毡运用在在建筑室内的保温工程时，出现了一定的挑战，由于气凝胶毡表面存在纳米级孔隙和松散结构，在使用过程中易产生粉尘脱落，不仅影响材料本身的保温性能稳定性，更会对室内空气质量造成污染，长期暴露可能对人体呼吸系统健康带来潜在风险。

2、目前常规解决方案是将气凝胶毡作为夹芯材料封装使用，通过避免气凝胶暴露在空气中，以规避气凝胶毡使用过程中掉灰的问题。然而，该方式显著增加了隔热材料整体的构造厚度，导致墙体或保温层占用更多建筑空间，减少了室内可利用面积，不利于建筑节能与空间高效利用的双重目标实现。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供改性气凝胶复合板，以克服气凝毡掉灰的问题，同时降低保温板的整体厚度，从而提高气凝胶材料在室内保温场景的适用度。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：改性气凝胶复合板，包括气凝胶层和包裹层，包裹层包括硬化层，硬化层设置在气凝胶层至少一面，且由胶浆浸润并渗入气凝胶层硬化形成。

3、本方案的有益效果为：气凝胶作为一种优秀的保温隔热材料，在同等厚度下具有更加优秀的隔热性能，隔热效果是传统隔热材料的2至5倍，且使用寿命更长减少，在取得同等隔热效果时，气凝胶毡的厚度仅为传统隔热材料的五分之一至三分之一，在室内使用时，为规避气凝胶毡使用过程中易掉灰的问题，需要在气凝胶双面分别包覆装饰面板，同时，由于气凝胶毡的柔软特性，运用在室内隔热时，需要隔热材料具有一定的刚性，这就需要装饰面板具有一定的厚度，使得保温层的厚度进一步提高，影响气凝胶作为室内保温隔热材料的竞争力，本方案利用胶浆浸润气凝胶表面，利用胶浆硬化形成的硬化层对气凝胶表面进行封闭，通过原位形成硬化层替代传统双层装饰面板，可使整体保温构造厚度减少30%~50%。例如，传统封装结构总厚约20–30mm，而本复合板可控制在10–15mm以内，在住宅、旧改等对空间敏感的场景中优势突出；

4、同时，胶浆仅浸润表层微米级深度，未显著堵塞内部纳米孔结构，主体仍为低导热的气凝胶基体，实测导热系数可维持在0.018–0.022 w/(m·k)，保温效率不受本质影响。

5、另外，硬化层可在工厂预制完成，现场无需额外包覆或加固，可直接进行批刮、贴砖或涂料施工，简化工序，缩短工期，降低人工与辅材成本。

6、用于装修时，可将硬化层作为装饰面，将保温层远离硬化层一侧与墙面贴合，并与墙面固定连接，使得保温层固定在墙面上；同时，通过石膏板或水泥砂浆等对装饰面以及装饰面周边进行封闭，以保证使用过程中，气凝胶粉尘不会散逸到室内。

7、进一步，包裹层还包括封闭层，封闭层设置在气凝胶层侧面，封闭层两边与硬化层固定连接并对气凝胶层侧面进行封闭；硬化层内还设置有网格布，网格布贴附在气凝胶层表面并被胶浆充分浸润。通过封闭层的设置，封闭层与硬化层配合，对气凝胶层进行全方位的封装，避免了储存和运输过程中气凝胶颗粒的逸散；同时，通过网格布的设置，使得硬化层内通过硬化后的网格布形成一个整体，以共同承受外力，从而提高硬化层的整体性和稳定性，降低使用过程中，硬化层局部脱落的风险。

8、进一步，按重量份计，胶浆包括如下组分：水泥50-70、水25-45、胶粉2-10以及羟丙基甲基纤维素0.1-1份。

9、进一步，胶粉为醋酸乙烯-乙烯、丙烯酸、或乙酰乙酰化改性的丙烯酸的一种。

10、进一步，胶浆由丙烯酸酯、乙酰乙酰化改性的丙烯酸自交联单体、聚醋酸乙烯酯或水性高分子聚合物乳液四种物质中任意选取两种组分组成，两种物质的重量份分别是30-40份和60-70份，且两种组分的总重量为100份。

11、进一步，胶浆由30-40份乙酰乙酰化改性的丙烯酸自交联单体以及60-70份醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液混合形成。

12、进一步，浆液还包括发泡剂 0.01-10 份，保温填料0.01-30份。通过发泡剂和保温填料的添加，使得胶浆成型的结构不仅能缓冲因温度变化或结构变形引起的应力，减少裂缝的产生，还能提供一定的保温的性能，使得改性气凝胶板的隔热性能更加优秀。

13、进一步，气凝胶层由至少一层气凝胶毡垛堞形成，气凝胶层的两侧分别设置有硬化层，气凝胶毡之间设置有若干捆扎件，并通过捆扎件将垛堞的气凝胶毡固定为一个整体。

14、有益效果：利用胶浆层作为“过渡界面”，不仅能封闭疏水性气凝胶表面，还能提供亲水性、粗糙化的粘结基面，极大提升与后续水泥砂浆或腻子层的粘附力，避免空鼓、脱层，保障饰面系统长期稳定性；同时，通过双面设置硬化层，形成对称结构，可进一步提升平整度与稳定性。

15、进一步，捆扎件包括孔带部和带尾，孔带部上设置有锁孔，锁孔内壁设置有锁齿，带尾包括卡接段，卡接段与孔带部平行，且两端分别固定有定厚段和锁紧段；定厚段与孔带部垂直且通过自由端与孔带部固定连接，锁紧段与定厚段平行且侧壁固定有若干卡齿，卡齿与锁齿适配。

16、有益效果：通过将带尾设置为包括与孔带部平行的卡接段，卡接段两端固定设置于卡接段垂直的定厚段和锁紧段，以保证扎紧后的保温板的厚度。

17、进一步，捆扎件包括带尾和孔带部，带尾包括卡接段，卡接段两段分别固定有锁紧段，孔带部上设置有至少两个锁孔，锁孔间距与卡接段长度适配。通过上述设置，形成分体式捆扎件，生产保温板时，可通过穿针器在保温板上穿孔，并将带尾由保温板一侧的穿孔穿出，以对保温板进行限位，避免运输过程中，两层气凝胶毡之间发生相对位移，从而避免影响封闭层与硬化层之间的连接强度；安装保温板时，可通过将孔带部固定在墙面上相应位置，并将锁紧段自由端由锁孔穿出后，推动保温板使得锁紧段卡齿与锁齿配合，通过带尾和孔带部的配合，完成保温板的上墙工作，降低上墙的工作量。

1.改性气凝胶复合板，其特征在于：包括气凝胶层和包裹层，包裹层包括硬化层，硬化层设置在气凝胶层至少一面，且由胶浆浸润并渗入气凝胶层硬化形成。

2.根据权利要求1所述的改性气凝胶复合板，其特征在于：包裹层还包括封闭层，封闭层设置在气凝胶层侧面，封闭层两边与硬化层固定连接并对气凝胶层侧面进行封闭；硬化层还包括网格布，网格布贴附在气凝胶层表面并被胶浆充分浸润。

3.根据权利要求2所述的改性气凝胶复合板，其特征在于：气凝胶层由至少一层气凝胶毡垛堞形成，气凝胶层的两侧分别设置有硬化层，气凝胶毡之间设置有若干捆扎件，并通过捆扎件将垛堞的气凝胶毡固定为一个整体。

4.根据权利要求3所述的改性气凝胶复合板，其特征在于：捆扎件包括孔带部和带尾，孔带部上设置有锁孔，锁孔内壁设置有锁齿，带尾包括卡接段，卡接段与孔带部平行，且两端分别固定有定厚段和锁紧段；定厚段与孔带部垂直且通过自由端与孔带部固定连接，锁紧段与定厚段平行且侧壁固定有若干卡齿，卡齿与锁齿适配。

5.根据权利要求3所述的改性气凝胶复合板，其特征在于：捆扎件包括带尾和孔带部，带尾包括卡接段，卡接段两段分别固定有锁紧段，孔带部上设置有至少两个锁孔，锁孔间距与卡接段长度适配。