[發明專利]一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料及其應用

有效

• 申請號: 202110152078.5
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112876200B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 李洋洋;樊雪子
• 申請（專利權）人: 孚萊孚(上海)新材料有限公司
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00;C04B38/04;F42B15/00;C04B111/40
• 代理公司: 鄭州久信知識產權代理事務所(普通合伙) 41194
• 代理人: 靳錦

本發明提供了一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料及應用，是由重量百分比為95％?98％的SiO₂氣凝膠和2％?5％的密胺泡沫制成，制備方法具體包括下述步驟：取水玻璃、檸檬酸鈉、無水乙醇和去離子水，并滴加H₃PO₄，得硅溶膠體系；將硅溶膠體系倒入放有密胺泡沫的模具中，浸沒密胺泡沫，加入氨水和丙二醇，靜置老化得到，SiO2凝膠?泡沫復合泡沫；溶劑置換，超臨界干燥，即可制得低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料。本發明的復合材料以密胺泡沫為載體，提高了氣凝膠的機械穩定性，解決了氣凝膠存在的脆性、非韌性、在壓制時易發生斷裂的問題。

技術領域

本發明屬于氣凝膠材料技術領域，特別涉及一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料及其應用。

背景技術

氣凝膠是一種特殊種類的納米多孔材料，具有許多優良的物理化學性能，如：低密度、高孔隙率、高比表面積、可調節的表面化學性能等。由于氣凝膠在物理、化學及機械等方面具有獨特的性能，氣凝膠在保溫隔熱、催化、環境凈化、化學傳感器、聲學傳感器、儲能設備、防水涂料、慣性約束聚變、高能物理、粒子捕獲、生物醫學及食品加工等領域得到廣泛應用。

氣凝膠主要分為無機氣凝膠、有機氣凝膠及碳氣凝膠。無機氣凝膠主要包括二氧化珪氣凝膠和金屬氧化物氣凝膠。二氧化硅氣凝膠是出現最早并且研究最多的氣凝膠，可應用于多個領域，是目前應用最廣泛的氣凝膠。典型的硅氣凝膠具有高比表面積、高孔隙率、高光學透過率、低密度及超低熱導率等獨特性質。但由于其存在脆性、非韌性、在壓制時易發生斷裂的主缺陷，在很大程度上制約了其應用。可通過在溶膠體系中引入適量的聚合物加改善，通過聚合物交聯形成的改性二氧化硅氣凝膠屬于一種有機-無機雜化材料。

現在大多數二氧化硅氣凝膠氈都是以玻璃纖維或其它纖維為載體，雖然解決了氣凝膠存在的脆性、非韌性、在壓制時易發生斷裂的問題，但是存在容重較大的問題，應用范圍因此受限。

發明內容

本發明提出一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料及其應用，解決現有的二氧化硅氣凝膠氈容重較大的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料，是由重量百分比為95％-98％的SiO₂氣凝膠和2％-5％的密胺泡沫制成，制備方法具體包括下述步驟：

(1)取水玻璃、檸檬酸鈉、無水乙醇和去離子水，并滴加H₃PO₄，室溫劇烈攪拌進行水解反應4-6小時，得硅溶膠體系；

(2)取步驟(a)的硅溶膠體系倒入放有密胺泡沫的模具中，浸沒密胺泡沫，加入0.6-0.9mol/L的氨水和丙二醇，在40-55℃密閉條件下，靜置老化24h～36h，得到SiO2凝膠-泡沫復合泡沫；

(3)采用正己烷進行溶劑置換，置換完成后在CO₂環境下進行超臨界干燥即可制得低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料。

其中，優選地，所述步驟(1)中水玻璃、檸檬酸鈉、無水乙醇、去離子水和H₃PO₄的摩爾比為1：(0.4-0.9)：(10-20)：(8-12)：(0.008-0.012)。

其中，優選地，所述步驟(2)中氨水與水玻璃的摩爾比為(0.002-0.004)：1，丙二醇與水琉璃的摩爾比為(0.4-0.8)：1。

其中，優選地，所述步驟(3)中溶劑置換的次數為3-6次，每次置換時間為12-24小時。

一種低密度氣凝膠/密胺泡沫復合材料在火箭整流罩中的應用。