[發(fā)明專利]二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810041317.8
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN108189489A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫曄;崔偉騰;胡菊;李振聲;王世偉;王振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津摩根坤德高新科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): B32B7/12
• 分類號(hào): B32B7/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/30;B32B27/32;B32B15/20;B32B27/06;B32B15/085;C04B28/24
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王闖

本發(fā)明提供了二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，涉及氣凝膠復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。該二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料是在主體夾層的上、下表面上由內(nèi)向外依次設(shè)置第一夾層、阻隔層和第二夾層復(fù)合而成，其中，主體夾層主要是由二氧化硅氣凝膠和碳納米管復(fù)合而成，碳納米管的加入可提高二氧化硅氣凝膠的韌性和強(qiáng)度，改善了單純二氧化硅氣凝膠強(qiáng)度低、韌性差，在保溫隔熱工程中作為隔熱材料不適于單獨(dú)使用的技術(shù)問題。本發(fā)明還提供了一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的制備方法，該制備方法工藝簡單、成本低，所制備出的二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料具有良好的隔熱性能和力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

二氧化硅(SiO₂)氣凝膠是一種由膠體離子或高聚物分子相互交聯(lián)構(gòu)成的具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)納米多孔材料，其孔隙率高達(dá)99.8％，而孔隙尺寸僅為10-100nm，比表面可達(dá)1200m²/g，這些特性賦予了二氧化硅氣凝膠超低導(dǎo)熱系數(shù)、低密度、高透明度、低聲速等優(yōu)點(diǎn)，使之在熱學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)等方面表現(xiàn)出了獨(dú)特的性質(zhì)。

但是，由于二氧化硅氣凝膠本身的高孔隙率和多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度低、韌性差，在保溫隔熱工程中作為隔熱材料不適于單獨(dú)使用。

有鑒于此，特提出本發(fā)明以解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，將二氧化硅氣凝膠和碳納米管復(fù)合而成的主體夾層，與可使得二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的保溫隔熱性能得到進(jìn)一步提升，改善了現(xiàn)有技術(shù)中單一氣凝膠玻璃保溫隔熱性能有待于提升的技術(shù)問題。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的制備方法，工藝簡單、成本低。

本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，包括主體夾層、第一夾層、阻隔層和第二夾層，所述第一夾層、阻隔層和第二夾層均敷設(shè)于所述主體夾層的相背對(duì)的兩側(cè)，所述第一夾層、阻隔層和第二夾層沿所述主體夾層上下表面由內(nèi)向外依次排列；

其中，所述主體夾層主要為二氧化硅氣凝膠和碳納米管復(fù)合而成的復(fù)合層。

進(jìn)一步的，所述二氧化硅氣凝膠和碳納米管的質(zhì)量比為100:(0.1-5)；

優(yōu)選的，所述主體夾層主要為二氧化硅氣凝膠、碳納米管和硅酸鋁纖維復(fù)合而成的復(fù)合層；

所述二氧化硅氣凝膠、碳納米管和硅酸鋁纖維的質(zhì)量比為100：(0.1-5):(0.1-3)。

進(jìn)一步的，所述二氧化硅氣凝膠的粒徑為5-50nm；

所述碳納米管的管徑為2-10nm，長度為500nm-3μm；

所述硅酸鋁纖維的纖維直徑為2-4μm，纖維長度為10-25mm。

進(jìn)一步的，所述主體夾層的制備方法，包括以下步驟：

(a)將二氧化硅溶膠、碳納米管和任選的硅酸鋁纖維混合均勻后，凝膠，老化，然后經(jīng)超臨界干燥，得到復(fù)合材料；

(b)將步驟(a)所得到的復(fù)合材料加工成型，即可得到主體夾層。

進(jìn)一步的，所述主體夾層的制備方法還包括在步驟(a)之前，對(duì)所述碳納米管和/或所述硅酸鋁纖維進(jìn)行表面處理的步驟。

進(jìn)一步的，所述第一夾層為聚乙烯膜層，所述第二夾層為聚丙烯膜層；

或，所述第一夾層為聚丙烯膜層，所述第二夾層為聚乙烯膜層。