[發明專利]纖維增強體復合氣凝膠材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011636629.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112774585A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張秋華;衛榮輝;劉平;陳文軍;張清松;饒良波
• 申請（專利權）人: 廣東埃力生高新科技有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王秉麗

本發明涉及一種纖維增強體復合氣凝膠材料及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：將纖維增強體浸于氣凝膠膠液，在所述氣凝膠膠液液面下軋液，保持出軋棍軋點后的纖維增強體處于所述氣凝膠膠液液面以下，獲得浸潤膠液的纖維增強體；將所述浸潤膠液的纖維增強體靜置于空氣中，沿所述浸潤膠液的纖維增強體上多余氣凝膠膠液的流向，軋去多余氣凝膠膠液，獲得復合氣凝膠膠液的纖維增強體。本發明制備方法能夠確保得到的纖維增強體復合氣凝膠材料還有足夠量的氣凝膠，并且氣凝膠分散均勻。

技術領域

本發明涉及氣凝膠材料技術領域，特別是涉及一種纖維增強體復合氣凝膠材料及其制備方法。

背景技術

氣凝膠是一種具有高孔隙率、低密度質輕、低熱導率以及隔熱保溫特性優異的絕熱材料，也是很有潛力的新材料，在節能低碳、保溫隔熱、保冷和吸附擴散等領域有巨大潛力。然而氣凝膠自身易碎，形成顆粒狀、粉狀或者塊狀，因此其應用受到限制。采用纖維增強體復合氣凝膠能很大程度改善氣凝膠的上述缺陷，且能拓寬氣凝膠復合材料的應用領域，并能提升氣凝膠應用的便攜性。

傳統的制備纖維增強體復合氣凝膠的工藝中，大多是采用在膠液中自然浸潤或真空浸潤，例如一種由纖維增強體增強的氣凝膠材料制備方法，該制備方法包括如下步驟：步驟一：取聚四氟乙烯纖維制成的氈布，裁剪成所需要的形狀和大小，利用聚酰胺樹脂纖維在四氟乙烯纖維氈布表面縫制纖維胎架，制成彈性纖維氈層備用；步驟二：取硅酸鋁陶瓷纖維制成的氈布，裁剪成與步驟一中制得的彈性纖維氈層形狀和大小相同的硅酸鋁陶瓷纖維氈布，利用聚酰胺樹脂纖維在硅酸鋁陶瓷纖維氈布表面縫制纖維連接胎架，制成剛性纖維隔熱氈層備用；步驟三：取一定量氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液。步驟四：對步驟三中得到的氣凝膠粉體溶液添加凝膠催化劑溶液進行均勻攪拌混合，得到二氧化硅氣凝膠膠液備用；步驟五：先將步驟三中制得的一個剛性纖維隔熱氈層預先放置到模具底部，后續再將步驟三中制得的二氧化硅氣凝膠膠液沖入模具中，待二氧化硅氣凝膠膠液均勻分布在模具中后，再將彈性纖維氈層和另一個剛性纖維隔熱氈層依次對應之前放置的剛性纖維隔熱氈層對齊放置，纖維胎架與纖維連接胎架交織一起，對模具進行合模，密封、抽真空，加熱模具，使得氣凝膠膠液在0.7MPa～0.9MPa，30℃～40℃條件下靜置10min～30min，完成凝膠化處理；步驟五：從模具中取出凝膠化的材料體，去除材料體表面多余的氣凝膠，得到纖維增強體增強的氣凝膠材料。

采用如上所述的傳統工藝制備纖維增強體復合氣凝膠材料時，常常出現浸潤不完全、膠量控制不一致等問題，難以控制一致的帶膠液量品質。因此，如何實現氣凝膠溶膠高給液地復合在纖維增強體上、確保復合材料中氣凝膠足夠比例的含量且獲得均勻、溶膠分散一致的氣凝膠復合材料，是本領域亟待解決的問題，也是本領域的技術難題。

發明內容

基于此，本發明的主要目的是提供一種纖維增強體復合氣凝膠材料的制備方法，該制備方法能夠確保得到的纖維增強體復合氣凝膠材料還有足夠含量的氣凝膠，并且氣凝膠分散均勻。

具體技術方案包括：

一種纖維增強體復合氣凝膠材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

將纖維增強體浸于氣凝膠膠液，在所述氣凝膠膠液液面下軋液，保持出軋棍軋點后的纖維增強體處于所述氣凝膠膠液液面以下，獲得浸潤膠液的纖維增強體；

將所述浸潤膠液的纖維增強體靜置于空氣中，沿所述浸潤膠液的纖維增強體上多余氣凝膠膠液的流向，軋去多余氣凝膠膠液，獲得復合氣凝膠膠液的纖維增強體；

對所述復合氣凝膠膠液的纖維增強體進行凝膠化處理。

在其中一個實施例中，液下軋液所使用的壓力為0.02MPa～1.5MPa。

在其中一個實施例中，軋去所述多余氣凝膠膠液所采用的壓力為0.02MPa～1.5MPa。