[發明專利]一種耐高溫隔熱氣凝膠氈的制備方法

在審

• 申請號: 201810541483.4
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108689637A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 劉喜宗;董會娜;吳恒;姚棟嘉;牛利偉;張東生
• 申請（專利權）人: 鞏義市泛銳熠輝復合材料有限公司
• 主分類號: C04B26/28
• 分類號: C04B26/28;C04B38/00;C04B14/06;C04B14/38
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

本發明屬于氣凝膠氈領域，公開一種耐高溫隔熱氣凝膠氈的制備方法。將SiC晶須、纖維素分散在石墨烯水系懸浮液中，得到懸浮液A；將空心玻璃微珠在攪拌作用下加入懸浮液A中，得到懸浮液B；將正硅酸酯、乙醇和水混合均勻，之后依次加入NH₄F溶液和氨水攪拌均勻，得到二氧化硅溶膠C；將懸浮液B在攪拌作用下加入二氧化硅溶膠C中，攪拌均勻后用于浸泡纖維氈，在振動條件下對纖維氈進行浸漬處理，浸漬完全后取出纖維氈，靜置，直至獲得纖維氈?凝膠復合體；在室溫或加熱條件下老化處理；溶劑置換多次，除去纖維氈?凝膠復合體中多余的水分；干燥處理，即得耐高溫隔熱氣凝膠氈。本發明在提高氣凝膠氈機械強度的同時具有很強的耐高溫性和隔熱保溫效果。

技術領域

本發明屬于氣凝膠氈領域，具體涉及一種耐高溫隔熱氣凝膠氈的制備方法。

背景技術

氣凝膠是一種孔洞率可高達80~99.8%的納米多孔材料，其比表面積可達到200~1000m²/g，氣凝膠的密度極低，是目前世界上最輕的固體，此外，氣凝膠還具有低熱導率（最低達0.01W/m·K），高孔隙率（最高達99%）、高光透過性（最高達 99%）、低介電常數（低至1.0~2.0）、低折射率（最低達 1.05）等。

SiO₂氣凝膠氈與其它傳統隔熱保溫材料相比，具有無與倫比的優越性，是目前隔熱保溫材料性能最好的固體材料，是節能降耗的首選材料，特別是在高溫隔熱領域的研究中，優越的隔熱性能一直是二氧化硅氣凝膠制備和性能研究的重點。二氧化硅氣凝膠雖然具有廣闊的應用前景和巨大的實用價值，但在應用過程中存在一個瓶頸：由于純二氧化硅的氣凝膠的固含量很低，且骨架是納米級顆粒組成的結構，純的二氧化硅的機械強度很低，宏觀表現為脆性，在實用過程中的機械加工性很差，這對應用過程中構件尺寸的匹配以及異形構件的需求都存在巨大的挑戰。因此在保證氣凝膠氈優良的隔熱性能的基礎上進一步提高其高溫隔熱和結構強度具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高溫隔熱氣凝膠氈的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種耐高溫隔熱氣凝膠氈的制備方法，步驟如下：

（1）、將SiC晶須、纖維素分散在石墨烯水系懸浮液中，得到懸浮液A；

（2）、將空心玻璃微珠在攪拌作用下加入懸浮液A中，得到懸浮液B；

（3）、將正硅酸酯、乙醇和水混合均勻，之后依次加入NH₄F溶液和氨水攪拌均勻，得到二氧化硅溶膠C；

（4）、將懸浮液B在攪拌作用下加入二氧化硅溶膠C中，攪拌均勻后用于浸泡纖維氈，在振動條件下對纖維氈進行浸漬處理，浸漬完全后取出纖維氈，靜置，直至獲得纖維氈-凝膠復合體；

（5）、將步驟（4）所得纖維氈-凝膠復合體取出后在室溫或加熱條件下進行老化處理；

（6）、將步驟（5）所得纖維氈-凝膠復合體置于無水乙醇中進行多次溶劑置換，除去纖維氈-凝膠復合體中多余的水分；

（7）、將步驟（6）所得纖維氈-凝膠復合體進行干燥處理，即得耐高溫隔熱氣凝膠氈；

其中，步驟（1）中，石墨烯水系懸浮液的固含量為1~5g/L；步驟（1）、（2）中的SiC晶須、纖維素、石墨烯、空心玻璃微珠和步驟（3）中的正硅酸酯，以質量比計，SiC晶須∶纖維素∶石墨烯∶空心玻璃微珠∶正硅酸酯=（5~20）∶（1~5）∶（1~5）∶（10~20）∶（300~350）；

步驟（3）中，以摩爾比計，正硅酸酯∶乙醇∶水=1∶（4~12）∶（2~4）；