[發(fā)明專利]一種玻璃纖維氈增強二氧化硅氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610165874.1
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105906298B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳照峰;吳操;李艷明;王偉偉;楊勇;鮑舒婷;陳舟
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C04B28/24
• 分類號: C04B28/24;C04B14/42;C04B22/14;C04B24/04;C04B24/30;C04B24/42
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1.一種玻璃纖維氈增強二氧化硅氣凝膠，其特征在于所述氣凝膠原料由重量組分為40～70份的玻璃纖維氈、4～30份的二氧化硅氣凝膠膠液、2～10份的改性劑和0.5～1份水溶性酚醛樹脂溶液四部分組成；所述玻璃纖維氈密度為5～8kg /m³，纖維平均直徑為0.5～3μm，長徑比為20～300；所述二氧化硅氣凝膠膠液各組分體積組分為：15～20份硅源前驅(qū)體∶25～150份無水乙醇∶1～4份水解催化劑∶2～6份凝膠催化劑∶30～60份蒸餾水；所述改性劑的各組分重量組分為：柔性丙烯酸10～35份、硅油0.5～3份、硅烷0.05～0.2份、硫酸銨0.5～6份、蒸餾水20～45份；所述水溶性酚醛樹脂溶液濃度為15～20％，酚醛樹脂分子量2000～3000：該玻璃纖維氈增強二氧化硅氣凝膠的制備方法包括下述順序的步驟：

(1)將硅源前驅(qū)體、無水乙醇、水解催化劑和蒸餾水按比例混合，調(diào)節(jié)水解催化劑和蒸餾水的量控制pH 為3.5～4.5，得到溶膠溶液；

(2)將硅油、硅烷按比例溶解于蒸餾水中，攪拌水解10～15h，按比例加入硫酸銨和柔性丙烯酸得到改性劑，并將改性劑與步驟(1)制備的溶膠溶液均勻混合制得混合液備用；

(3)用高堿玻璃球在1250～1300℃條件下熔化拉制一次絲，控制1次絲直徑為0.2～0.5mm，再通過260～300℃、280～320m/s的高速氣流對一次絲進行二次拉絲，并通過集棉機收集和噴灑水溶性灑酚醛樹脂溶液，經(jīng)過210～220℃固化3～5min得到玻璃纖維棉氈；

(4)將玻璃纖維棉氈裁減成所需要的形狀和大小，放入可移動模具中，將步驟(2)制得的混合液與凝膠催化劑均勻混合制得二氧化硅氣凝膠膠液，將二氧化硅氣凝膠膠液注入可移動模具中，密封、抽真空、加熱模具，使得氣凝膠膠液在0.75～0.9MPa，30～40℃條件下靜置10～30min，完成凝膠化處理；

(5)將完成凝膠化處理的材料放入乙醇溶液中在40～50℃、密閉條件下浸泡陳化20～40h，得到玻璃纖維氈-二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料；

(6)將玻璃纖維氈-二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料放置于烘箱中在60-90℃、常壓條件下老化24～50h，得到玻璃纖維氈增強二氧化硅氣凝膠。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠，其特征在于所述的制備方法(4)中可移動模具數(shù)目為2～10個，每個模具都帶有抽真空系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，可移動模具位于平行軌道上或者等距離分布于球形軌道上，可移動模具移動過程中模具始終保持水平狀態(tài)，當(dāng)其中一個可移動模具進行密封、抽真空、加熱工作時，下一個可移動模具就自動移動到上級傳送帶接收剛裁減好的玻璃纖維棉氈。