[發明專利]一種阻燃木基復合氣凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 202110359401.6
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113061287B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 程旭東;閆明遠;龔倫倫;潘月磊
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08J9/28;C08L97/02;B01J13/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李曉莉

本發明提供了一種阻燃木基復合氣凝膠的制備方法，方法包括木材原料在酸性條件下利用氧化漂白劑對木材進行脫木質素、半纖維素處理，隨后通過冷凍干燥制備木基氣凝膠；利用真空浸漬的方法，將木基氣凝膠浸漬在堿性的硅氧烷水解液，常溫靜置，得到木基復合水凝膠；將得到的木基復合水凝膠在乙醇溶液中進行溶液置換，得到木基復合醇凝膠；將木基復合醇凝膠進行冷凍干燥、常壓干燥、或者超臨界干燥，得到阻燃木基復合氣凝膠。本發明制備方法簡單，制得的阻燃木基復合氣凝膠具有良好的阻燃性能，極限氧指數達到了44％，擁有較為優異的隔熱性能，可作為保溫隔熱材料使用。

技術領域

本發明屬于保溫隔熱材料技術領域，涉及一種阻燃木基復合氣凝膠的制備方法。

背景技術

氣凝膠由于其內部獨特的三維網絡結構，使得它具有高孔隙率、高比表面積大、低密度等優異特性，在催化、吸附、隔熱領域都有著巨大的應用潛力。尤其是它具有極低的導熱系數，使得氣凝膠在保溫隔熱領域有巨大的應用場景。

氣凝膠的種類很多，從最早開始研發的無機氣凝膠，例如硅氣凝膠，到近幾十年發展起來的聚合物基有機氣凝膠，但考慮到當今社會資源日益枯竭、環保要求日益提高，由天然可再生生物質資源制成的氣凝膠具有明顯的優勢。木材作為一種可再生資源，在自然界中具有豐富的儲量，同時具有綠色和可降解的特性，在當今社會中應用較為廣泛。另外木材特有的定向結構以及多孔結構賦予了木材較為優異的隔熱性能和各項異性的熱管理能力。但未經過處理的木材具有柔性差、易燃等固有缺陷使其在保溫隔熱領域的應用潛力大大下降。因此,通過對木材進行改性，進而克服木材固有缺陷,同時保留自身獨特的微觀結構和隔熱性能，從而應用到保溫隔熱領域，具有重要的意義。

綜合現有的文獻可知，國內外對木材的改性和利用有一定的研究。CN105111494A公開了一種利用柳木粉末制備生物質氣凝膠的方法，但該方法破壞了木材特有的定向結構，制備的氣凝膠不具備各向異性的隔熱性能。CN109608685A公開了一種各向異性木基納米纖維氣凝膠，主要是通過將輕木進行脫木質素處理，隨后冷凍干燥得到木基氣凝膠。CN111805655A公開了一種疏水保溫木材改性方法，主要是利用真空浸漬的方法，將二氧化硅氣凝膠顆粒分散到木材單板中，隨后干燥木材-二氧化硅復合材料。以上的制備方法采用物理或者化學的處理方式，對木材進行改性，提高了木材的保溫隔熱性能，但不能解決木材固有的易燃缺陷，因此，制備阻燃的木基復合氣凝膠至關重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種阻燃木基復合氣凝膠的制備方法。經由本發明所制備得到阻燃木基復合氣凝膠具有良好的阻燃性能，極限氧指數達到了44％，在空氣環境中不能持續燃燒，離開火源會發生自熄滅現象，同時也擁有較為優異的隔熱性能，可作為保溫隔熱材料使用。本發明得到的阻燃木基復合氣凝膠，制備方法簡單，阻燃性能優異。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種阻燃木基復合氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)由木材制備去木質素木材；

(2)將去木質素木材進行冷凍和干燥，得到木基氣凝膠；

(3)制備木基復合水凝膠；

(4)將得到木基復合水凝膠在乙醇溶液中進行溶液置換，得到木基復合醇凝膠；

(5)將木基復合醇凝膠進行冷凍干燥、常壓干燥、或者超臨界干燥，得到阻燃木基復合氣凝膠。