[發明專利]一種高性能隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010294784.5
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN101948296A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 張繼承;鄒軍鋒;張鵬;張昊;趙宇;詹萬初
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B14/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述纖維增強型氣凝膠隔熱材料包含二氧化硅氣凝膠和纖維材料，所述二氧化硅氣凝膠以二氧化硅水溶膠為原料，通過添加催化劑來制備。

2.如權利要求1所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述催化劑選自鹽酸、氫氟酸、氨水和氟化銨水溶液組成的組中的一種或兩種以上的組合。

3.如權利要求1或2所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述纖維材料為選自由下列纖維材料組成的組中的一種或者兩種以上的組合：石英纖維、高硅氧纖維、硅酸鋁纖維、碳纖維、玻璃纖維、莫來石纖維、碳化硅纖維、氮化硅纖維、氧化鋁纖維、氮化硼纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、丙綸纖維和纖維素纖維；另外優選的是，所述纖維材料選自如下纖維材料組成的組中的一種或者多種的組合：石英纖維、高硅氧纖維、硅酸鋁纖維、碳纖維、莫來石纖維、碳化硅纖維、氮化硅纖維、氧化鋁纖維和氮化硼纖維。

4.如權利要求1～3中任一項所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述纖維材料的體積密度為0.005g/cm³～1.00g/cm³，優選為0.01g/cm³～0.30g/cm³。

5.如權利要求1～4中任一項所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述纖維增強型氣凝膠隔熱材還包含紅外遮蔽材料；優選的是，所述紅外遮蔽材料為具有紅外反射特性的功能性材料或者具有紅外輻射特性的功能性材料。

6.如權利要求1～5中所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，所述二氧化硅氣凝膠的顆粒尺寸小于100nm；孔徑小于100nm；體積密度為0.01g/cm³～0.50g/cm³，優選為0.01g/cm³～0.30g/cm³。

7.如權利要求1～6中任一項所述的纖維增強型氣凝膠隔熱材料，其中，在制備所述二氧化硅氣凝膠復合材料的過程中進行了超臨界干燥處理。

8.一種制備纖維增強型氣凝膠隔熱材料的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)溶膠的制備：向二氧化硅水溶膠中加入催化劑并混合，制得溶膠；

(2)溶膠浸膠和膠凝：將纖維材料浸入所述溶膠中，在室溫或加熱條件下膠凝，得到纖維增強型二氧化硅濕凝膠；

(3)老化：在室溫或加熱條件下進行8小時～168小時的老化；

(4)溶劑置換：將老化后的纖維增強濕凝膠材料放入醇溶劑或酮溶劑中，使水含量低于1％；

(5)疏水化：將完成溶劑置換的纖維增強濕凝膠放到含有0.5體積％～10體積％的疏水化試劑的無水乙醇溶液中，室溫靜置1小時～24小時；然后將濕凝膠取出，放在無水乙醇中進行溶劑置換；優選的是，在無水乙醇中進行的溶劑置換分兩次進行，每次24小時～120小時；

(6)超臨界干燥處理：對經疏水化的所述纖維增強濕凝膠進行超臨界干燥處理，制得纖維增強型氣凝膠隔熱材料樣件。

9.如權利要求8所述的方法，其中，所述凝膠化反應過程包括：

在攪拌過程中，向作為原料的二氧化硅水溶膠中緩慢加入催化劑，將體系pH調節為6～8；在室溫或者30℃～80℃的加熱溫度下老化，所述加熱溫度優選為30℃～50℃；凝膠時間為1分鐘～64小時，優選為：1～2小時。

10.由權利要求8或9所述的方法制備的纖維增強型氣凝膠隔熱材料。