[發(fā)明專利]摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010098076.8
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111253144B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設計）人: 郭興忠;劉威;鄒暢;雷偉;張云;丁榮華
• 申請（專利權）人: 江蘇泛亞微透科技股份有限公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B38/04;C04B111/40
• 代理公司: 常州格策知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32481
• 代理人: 龐翠

本發(fā)明公開了一種摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：將聚環(huán)氧乙烷?聚環(huán)氧丙烷?聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物、1,3,5?三甲苯、四甲氧基硅烷、鹽酸溶液按比例混合，然后加入1,2?環(huán)氧丙烷，制備得到含膠束的硅溶膠；量取上述制備好的硅溶膠，與鈦溶膠按體積比例混合，并充分攪拌制備硅鈦復合溶膠；剪切若干片的玻纖氈，將玻纖氈浸漬于硅鈦復合溶膠中，浸漬后將其提出攤平，然后將浸漬溶膠的玻纖氈老化，得到凝膠/纖維復合材料；將凝膠/纖維復合材料采用無水乙醇進行溶劑置換，最后采用超臨界干燥進行干燥，得到摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料。本發(fā)明所制備的氣凝膠/纖維復合材料具有極好的高溫隔熱性能。

技術領域

本發(fā)明涉及保溫隔熱材料領域，特別是涉及一種摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料的制備方法。

背景技術

隔熱材料應用廣泛，不管是在民用商用還是在軍工科技上都發(fā)揮不可小視的作用。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民生活水平的提高，能源消耗也居高不下，其中建筑能耗占比很大。有代表性的就是在夏季和冬季高功率空調的大面積使用造成能源的極大浪費，如果能利用性能優(yōu)異的隔熱材料，使在夏天室外熱量不傳遞到室內，在冬天室內熱量不流失到室外，那我國的建筑能源損耗就可得到極大的改觀，這對環(huán)境，對經(jīng)濟都有極大的好處。此外，隔熱材料在軍工科技上的使用也十分廣泛。為了避免導彈或者飛行器在在高速飛行過程中與空氣劇烈摩而使其表面的溫度過高，常常會在這些軍工科技器材的表面涂敷高性能隔熱材料，保護內部儀器設備的正常運行。由此可見，開發(fā)出一種低成本，高性能的隔熱材料對我國的發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

隔熱材料方向的研究與應用比較多，比如傳統(tǒng)的隔熱材料有玻璃纖維，失眠等；而目前比較熱門的新型隔熱材料有酚醛樹脂，納米顆粒氣凝膠等。氣凝膠隔熱材料組分主要是二氧化硅，利用其孔徑小，孔隙率高，比表面積豐富的特點而被廣泛應用。然而二氧化硅氣凝膠在高溫下使用可能存在結構不穩(wěn)定的缺點，使其隔熱性能受到影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料的制備方法，改善和提高二氧化硅氣凝膠的的高溫隔熱性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物、1,3,5-三甲苯、四甲氧基硅烷、鹽酸溶液按比例混合，攪拌0.8~1.2 h，然后加入 1,2-環(huán)氧丙烷，攪拌3~5 min，制備得到含膠束的硅溶膠；

2）量取上述制備好的硅溶膠，與鈦溶膠按體積比例混合，并充分攪拌制備硅鈦復合溶膠，攪拌時間8~13 min；

3）剪切若干片的玻纖氈，將玻纖氈浸漬于硅鈦復合溶膠中，浸漬5~10min后將其提出攤平，然后將浸漬溶膠的玻纖氈老化，得到凝膠/纖維復合材料；

4）將凝膠/纖維復合材料采用無水乙醇進行溶劑置換，共置換3 次，每次11~13 h，最后采用超臨界干燥進行干燥，得到摻鈦二氧化硅氣凝膠/纖維復合材料。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟1）原料配比為：10.5~11 g聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物，2 .1~2.2mL 1,3,5-三甲苯，31.5~33 mL四甲氧基硅烷，52.5~55 mL 0.001M鹽酸溶液，14.2~14.9 mL 1,2-環(huán)氧丙烷。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟2）中硅溶膠與鈦溶膠的體積比為10：1~9：1。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟3）中玻纖氈的體積為100×100×10mm³。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟3）中浸漬溶膠的玻纖氈置于55~65℃烘箱中凝膠老化3~5天。