[發(fā)明專利]一種氣凝膠碳纖維復(fù)合過濾膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611049884.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106621564B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天賦;彭戰(zhàn)軍;吳立紅
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳中凝科技有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務(wù)所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

本發(fā)明公開了一種氣凝膠碳纖維復(fù)合過濾膜的制備方法，將氣凝膠溶于溶劑中，添加分散劑，然后將0.1mm碳纖維溶入溶液中，攪拌均勻；加入膠黏劑，攪拌均勻后涂布于基膜上，獲得氣凝膠碳纖維復(fù)合材料過濾膜。該方法工藝簡單，制備的氣凝膠過濾膜既具備氣凝膠的低密度、高比表面積和高孔隙率特點(diǎn)，同時(shí)又具備碳纖維物理特性，吸附效果好，柔軟不易斷裂。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附過濾領(lǐng)域，具體涉及一種氣凝膠碳纖維復(fù)合過濾膜的制備方法。

背景技術(shù)

SiO2氣凝膠具有納米介孔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有低密度、高比表面積和高孔隙率特點(diǎn)，因此SiO2氣凝膠在吸附過濾等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，SiO2氣凝膠質(zhì)脆易碎，本身力學(xué)性能較差，這一缺點(diǎn)使其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和實(shí)際應(yīng)用都受到嚴(yán)重制約。碳纖維兼具碳材料強(qiáng)抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征，然而，納米碳纖維間存在較強(qiáng)的范德華力作用，易于纏繞，在材料基體中分散較為困難。這不僅影響到碳纖維物理特性的發(fā)揮，而且對復(fù)合氣凝膠的微觀孔結(jié)構(gòu)及性能產(chǎn)生一定的負(fù)面效應(yīng)。

因此，如何有效的結(jié)合氣凝膠與碳纖維物理特性，提高氣凝膠的整體性和柔韌性，對擴(kuò)展氣凝膠的應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種氣凝膠碳纖維復(fù)合過濾膜的制備方法，制備過程簡單，制備的復(fù)合過濾膜具有良好的柔韌性，機(jī)械性強(qiáng)度高，且吸附效果好，密度小，比強(qiáng)度和比模量高。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種氣凝膠碳纖維復(fù)合過濾膜的制備方法，具體步驟如下：

步驟1，將1體積份密度為10～50mg/cm³的氣凝膠溶于2～5體積份的混合溶劑中；

步驟2，向步驟1中得到的混合溶劑中加入無機(jī)納米分散劑，且無機(jī)納米分散劑的濃度為20～50g/L，然后將碳纖維加入溶液中，攪拌均勻；

步驟3，在步驟2所得的混合溶液中按每升200～400g的比例添加膠黏劑，攪拌均勻后涂布于基膜上，獲得氣凝膠碳纖維復(fù)合材料過濾膜。

碳纖維的纖維長度為0.1～10mm。

膠黏劑為樹脂材料，包括丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、UV樹脂。

本發(fā)明的有益效果是：

該方法工藝簡單，制備的氣凝膠過濾膜既具備氣凝膠的低密度、高比表面積和高孔隙率特點(diǎn)，同時(shí)又具備碳纖維物理特性，吸附效果好，柔軟不易斷裂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

將100mg氣凝膠溶于20ml無水乙醇中，然后添加0.4g無機(jī)納米分散劑，然后將0.1mm碳纖維溶入溶液中，攪拌均勻；加入4g丙烯酸樹脂，攪拌均勻后涂布于基膜上，獲得氣凝膠碳纖維復(fù)合材料過濾膜。

實(shí)施例2：

將100mg氣凝膠溶于40ml聚乙二醇與環(huán)己烷的混合溶液中，然后添加1.2g無機(jī)納米分散劑，然后將0.5mm碳纖維溶入溶液中，攪拌均勻；加入16g環(huán)氧樹脂，攪拌均勻后以涂布方式按指定厚度涂布出氣凝膠碳纖維復(fù)合材料過濾膜。

實(shí)施例3：

將100mg氣凝膠溶于40ml二甲苯中，然后添加2g無機(jī)納米分散劑，然后將2mm碳纖維溶入溶液中，攪拌均勻；加入20有機(jī)硅樹脂作，攪拌均勻后涂布于基膜上，獲得氣凝膠碳纖維復(fù)合材料過濾膜。

實(shí)施例4：