[發明專利]一種高性能氣凝膠復合材料及其制備方法和設備

有效

• 申請號: 201310360880.9
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103435320A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉喜宗;詹萬初;張繼成;鄒軍鋒;張昊;趙小玲;周清;隋鵬;簡文政;趙英民
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: C04B28/24
• 分類號: C04B28/24;C04B14/38;C04B16/06
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種氣凝膠復合材料，其中，所述氣凝膠復合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正硅酸甲酯和水為原料、以醇溶劑為溶劑制備硅溶膠，并且在所述硅溶膠不添加凝膠催化劑。

2.如技術方案1所述的氣凝膠復合材料，其中，所述硅溶膠在-40℃至0℃的溫度下配制。

3.如權利要求1或2所述的氣凝膠復合材料，其中，在-40℃至0℃的溫度下用所述硅溶膠浸漬所述纖維材料；優選的是，浸漬時間為放置時間為1小時至240小時，更優選為24小時至96小時。

4.一種制備氣凝膠復合材料的設備，其中，所述設備包括：

(1)反應部分；和

(2)循環冷卻部分；

其中，所述反應部分由反應釜形成，并且所述反應釜包括反應釜主體和反應釜釜蓋以及與反應釜流體連通的進膠口和出膠口；并且

其中，所述循環冷卻部分包括冷卻液釜、冷卻液循環管道以及容納在所述冷卻液釜和冷卻循環管道中的冷卻液，并且所述冷卻液循環管道在近端與所述冷卻液釜流體連通并且在遠端包圍在所述反應釜周圍。

5.如權利要求4所述的設備，其中，所述進膠口與進膠泵連接，和/或所述出膠口與出膠泵連接。

6.如權利要求4或5所述的設備，其中，所述冷卻循環部分中的冷卻液管道包括冷卻液出管和冷卻液進管以及包圍在反應釜周圍的冷卻液夾套，使得冷卻液通過冷卻液出管離開冷卻液釜，流通經過冷卻液夾套，再通過冷卻液進管循環回到冷卻液釜。

7.如權利要求4至6中任一項所述的設備，其中，在冷卻液出管上設置有低溫循環冷卻泵。

8.如權利要求4至7中任一項所述的設備，其中，所述設備還包括支架，用于將反應部分和/或冷卻循環部分支撐在支架上；優選的是，所述支架在反應釜的上方還懸掛有攪拌器，用于攪拌反應釜中的內容物。

9.一種氣凝膠復合材料的制備方法，其中，所述方法包括如下步驟：

(1)硅溶膠的制備：以正硅酸甲酯和水作為原料，以醇溶劑作為溶劑制得硅溶膠；

(2)溶膠浸膠：在-40℃至0℃的溫度使用所述硅溶膠浸漬纖維材料，得到纖維材料/溶膠體系；

其中，優選的是，所述方法還包括：(3)靜置：將所述纖維材料/溶膠體系于-40℃至0℃的溫度靜置1至240小時。

10.如權利要求9所述的方法，其中，所述方法還包括：

(4)凝膠：將纖維材料/溶膠體系從低溫環境取出，在室溫或加熱條件下膠凝，得到二氧化硅濕凝膠；

(5)老化：在室溫或加熱條件下進行8小時至168小時的老化；

(6)溶劑置換：將老化后的濕凝膠材料放入醇溶劑或酮溶劑中，使水含量低于1％；

(7)超臨界干燥處理：對經疏水化的所述濕凝膠進行超臨界干燥處理，制得產品；

優選的是，所述硅溶膠在權利要求4至8中任一項所述的設備中配制，更優選的是，冷卻液溫度在-40℃至0℃之間，優選為-15℃至-5℃。