[發明專利]一種纖維增強柔性SiO2氣凝膠絕熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410657943.1
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104402395A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 張林;任洪波;羅炫;畢玉鐵
• 申請（專利權）人: 四川睿光科技有限責任公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 周慶佳

1.一種纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料，其特征在于，由纖維氈墊和SiO₂氣凝膠復合形成，纖維氈墊為增強體，含量為樣品總質量的25％～40％，SiO₂氣凝膠為基體。

2.根據權利要求1所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料，其特征在于，所述纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的孔隙率為80％～95％，密度為0.1～0.3g/cm³，BET比表面積為800～1100m²/g，導熱系數為19～35mW/mK，抗拉強度為0.35～1.34MPa。

3.一種權利要求1所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將摩爾比為1：8～12：4～10的正硅酸乙酯、無水乙醇和水加入容器內，然邊攪拌邊加入鹽酸溶液，調節pH值至3～5，在室溫下攪拌反應1～3h，然后邊攪拌邊加入與正硅酸乙酯體積比為6～15:10的氨水醇溶液，調節pH值至8～9.5，劇烈攪拌2～3min，得到溶膠；

步驟二、將獲得的溶膠澆入預成型的纖維氈墊中，在15～35℃下，密閉靜置1～3天，得到纖維增強SiO₂復合濕凝膠；

步驟三、將纖維增強SiO₂復合濕凝膠浸泡在盛有體積比為1:0～15的三甲基氯硅烷和無水乙醇混合溶液的容器中，在15～35℃下，密封浸泡1～2天，然后用乙醇浸洗去除殘留在纖維增強SiO₂復合濕凝膠表面的溶液；

步驟四、將步驟三處理后的纖維增強SiO₂復合濕凝膠置入無水乙醇中，然后采用快速高溫梯度超臨界干燥工藝進行干燥，制備出纖維增強柔性SiO₂氣凝膠復合材料。

4.根據權利要求3所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述纖維氈墊的直徑為3～8μm，導熱系數為40mW/mK，所述纖維為無堿纖維。

5.根據權利要求3所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中氨水醇溶液中氨水與無水乙醇的體積比為1:8～16，所述氨水的濃度為0.2～2mol/L。

6.根據權利要求3所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中正硅酸乙酯可由正硅酸甲酯、水玻璃中的一種代替。

7.根據權利要求3或6所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中溶膠的制備方法為：將體積比為1:1～3的水玻璃和水與無水乙醇中的一種攪拌混合，在15～35℃下攪拌反應1～3小時，然后加入與水玻璃體積比為1～3:1的氨水醇溶液，劇烈攪拌2～3min，得到溶膠。

8.根據權利要求7所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述水玻璃的模數為3。

9.根據權利要求3所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中鹽酸溶液的濃度為0.1～0.5mol/L。

10.根據權利要求3所述的纖維增強柔性SiO₂氣凝膠絕熱材料的制備方法，其特征在于，所述步驟四中快速高溫梯度超臨界干燥工藝過程的升溫速度為1～10℃/min，升溫至200～300℃。