[發明專利]一種有機氣凝膠材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010700660.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111793240A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 周昌兵;馬娜;姜法興;蘇家煜;劉豐嘉
• 申請（專利權）人: 納諾科技有限公司
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J9/36;C08L7/02;C08L15/00;C08L9/08;C08L25/14;C08K5/54;A41D13/06;A41D19/015;A41D27/02;A41D31/06
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 趙傳海

本發明屬于氣凝膠技術領域，具體涉及一種有機氣凝膠材料及其制備方法。所述有機氣凝膠材料由含或者不含硫化體系的有機乳液通過氨基硅氧烷凝膠，經過高溫硫化，去除溶劑，二次硫化等步驟制備得到的。本發明制備的有機氣凝膠材料，柔韌性好，有較高的孔隙率，可成型為各種形狀且可隨意彎折，在壓縮后可回彈至原來狀態，制備方法簡單易實現，可工業化大規模生產，并且制備的氣凝膠密度范圍廣，可滿足不同需要。

技術領域

本發明屬于氣凝膠技術領域，具體涉及一種有機氣凝膠材料及其制備方法。

背景技術

氣凝膠是由膠體粒子或高聚物分子相互聚結構成的納米多孔網絡固態非晶材料，具有低密度(＜0.01g/cm³)，孔隙率低(80-99.8％)，導熱系數低(＜0.02w/m·℃)等特點，應用范圍涉及光學，熱學，聲學，電學，儲能等方面。但由于二氧化硅氣凝膠是弱應變性的硅氧硅鍵形成的二次球形粒子以鏈珠狀形式相互連接的三維網絡結構，在外力作用下容易破碎，柔性差，應用范圍局限。

CN107641215A中，以NBR膠乳/黏土為基體，加入硫化劑或交聯劑，靜置得濕凝膠，再經過高溫熟化、有機溶劑浸泡后放入正硅酸乙酯的乙醇溶液中浸泡，然后進行常壓干燥得有機氣凝膠復合材料；CN107746481A中，以NR、粘土、硫化劑制備成水懸浮液直接進行液氮冷凍干燥，再進行高溫加熱制得有機氣凝膠復合材料；上述兩種方法制得的有機氣凝膠復合材料具有低密度、低導熱率、高孔隙率、高強度等特點。但上述兩種方法的共同點是制備周期長，不適合工業化生產，壓縮回彈性低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種柔韌性優異，回彈性好，隔熱，輕盈，制備簡單的有機氣凝膠。

本發明的再一目的是提供上述有機氣凝膠的制備方法。

本發明的再一目的是提供上述有機氣凝膠的應用。

根據本發明的有機氣凝膠，通過包括以下步驟的方法制備而得：

向硫化體系與有機乳液的均一混合液中加入氨基硅氧烷，攪拌均勻后，靜置一段時間得到有機凝膠，其中，有機乳液中干膠、硫化體系與氨基硅氧烷三者質量比為1：0.23-0.48：0.067-0.5，

將有機凝膠于90℃-110℃中進行高溫硫化，將高溫硫化后的有機凝膠用水反復沖洗或用有機溶劑進行置換、烘干，然后進行二次升溫硫化，得到有機氣凝膠，或者，將有機凝膠用有機溶劑進行置換、冷凍干燥，然后于90℃-110℃中進行高溫硫化，得到有機氣凝膠；

或者，通過包括以下步驟的方法制備而得：

在有機乳液中加入氨基硅氧烷，攪拌均勻后，靜置一段時間得到有機凝膠，

將有機凝膠用有機溶劑進行置換、冷凍干燥，

將干燥后的有機氣凝膠置于硫化體系中浸泡，并于90℃-110℃中進行高溫硫化，

將高溫硫化后的有機氣凝膠用水沖洗、烘干，然后進行二次升溫硫化，得到有機氣凝膠材料。

根據本發明的有機氣凝膠，其中，所述有機乳液中的顆粒粒徑為納米級，其固含量范圍為5％-65％，所述有機乳液為選自橡膠乳液和/或有機樹脂乳液。

優選地，所述橡膠乳液為選自天然橡膠膠乳，環氧化天然橡膠膠乳，丁苯橡膠膠乳中的一種或多種，所述有機樹脂乳液為選自苯丙乳液，有機氟改性苯丙乳液，聚氨酯乳液中的一種或多種。