[發(fā)明專利]一種耐高溫氣凝膠絕熱復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111585696.5
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114247391A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許鵬學(xué);張蓉艷;趙科仁;蔣首毅;徐君
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江巖谷科技有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙) 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

本發(fā)明屬于氣凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及到一種耐高溫氣凝膠絕熱復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：(1)配制含有鎂鋁成分的酸性溶液；(2)配制含有鎂鋁成分的堿性溶液(3)配制浸潤液；(4)浸潤復(fù)合；(5)干燥后處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及到一種耐高溫氣凝膠絕熱復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)

氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體，密度可低至3kg/m3,一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠，二氧化硅氣凝膠是一種低密度、高孔隙率的納米多孔非晶態(tài)固體材料，透光率較高，又被稱作“藍(lán)煙”，空洞中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)，具有連續(xù)的納米級三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是目前已知的世界上密度最小和導(dǎo)熱系數(shù)最低的固體材料。高孔隙率、低導(dǎo)熱系數(shù)以及低介電常數(shù)，這些優(yōu)良特性使得氣凝膠在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。二氧化硅氣凝膠在高溫下熱穩(wěn)定性差，長期使用溫度不應(yīng)高于650℃，因而難以在高溫領(lǐng)域方面應(yīng)用。氧化鋁鎂氣凝膠不僅熱導(dǎo)率低，而且高溫?zé)岱€(wěn)定性好，長期使用溫度高達(dá)950℃，是保溫隔熱材料的理想材料。

然而，純氣凝膠結(jié)構(gòu)存在強(qiáng)度低、脆性大、力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，難以直接應(yīng)用于隔熱領(lǐng)域，采用纖維氈材料來增強(qiáng)氣凝膠的強(qiáng)度，改善氣凝膠的力學(xué)性能，從而制備出耐高溫的纖維增強(qiáng)型硅鎂鋁氣凝膠復(fù)合材料。

從目前發(fā)表的專利來看，已有相關(guān)耐高溫氣凝膠專利，如CN200710034510制備了一種耐高溫氧化鋁氣凝膠隔熱復(fù)合材料，該方法通過將無機(jī)纖維氈和氧化鋁氣凝膠復(fù)合，制得了耐高溫的氣凝膠復(fù)合材料，該制備方法中氣凝膠采用的是單一的鋁氣凝膠，產(chǎn)品的強(qiáng)度和脆性仍較弱。CN101698592A制備了一種無機(jī)纖維氈硅鋁氣凝膠復(fù)合材料，該發(fā)明采用有機(jī)硅醇和有機(jī)醇鋁制備硅鋁氣凝膠，價格昂貴，且不易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。CN101717214A提供了一種利用粉煤灰為原料制備硅鋁氣凝膠的方法，該方法雖然原材料價格便宜，但制備方法比較復(fù)雜，而且需要用到腐蝕性很強(qiáng)的鹽酸，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明在現(xiàn)有成熟的工藝上，通過在酸液和堿液中各添加比例為1％∽20％鎂鋁成分的材料，首先制備復(fù)合濕凝膠，然后經(jīng)過老化水洗及有機(jī)溶劑萃取置換，再通過超臨界干燥的方式制備了一種耐高溫的氣凝膠絕熱復(fù)合材料，不僅簡單易行，而且成本較低，且易于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫氣凝膠絕熱復(fù)合材料的制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種耐高溫氣凝膠絕熱復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)配制含有鎂鋁成分的酸性溶液：該酸性溶液包含有磷酸、硫酸、鹽酸、磺酸、草酸、檸檬酸、水楊酸中的至少一種或兩種，酸液的含量為1∽20％，磷酸鋁、聚合氯化鋁、磷酸二氫鋁、氧化鋁、硫酸鋁中的至少一種，含量為1∽5％；磷酸鎂、硫酸鎂中的至少一種，含量為1∽5％；

(2)配制含有鎂鋁成分的堿性溶液：該堿性溶液包含有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的至少一種，堿液的含量為0.5∽5％；硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鎂中的至少一種，含量為10∽30％；鋁酸鈉、鋁酸鎂、鋁酸鉀、偏鋁酸鈉、偏鋁酸鉀、氨水、三乙醇胺中的至少一種或兩種，含量為1∽10％；

(3)配制浸潤液：將步驟(1)的酸性溶液和步驟(2)的堿性溶液按比例10∽20:50∽80進(jìn)行混合，得到pH值為中性的浸潤液；

(4)浸潤復(fù)合：取適量的纖維氈放入浸潤液中進(jìn)行浸潤，在50℃進(jìn)行復(fù)合，得到復(fù)合濕凝膠；

(5)干燥后處理：將復(fù)合濕凝膠進(jìn)行老化水洗和有機(jī)溶劑萃取，然后放入超臨界干燥設(shè)備中進(jìn)行干燥，得到耐高溫氣凝膠復(fù)合材料。

作為優(yōu)選，所述纖維氈為無機(jī)纖維氈或有機(jī)-無機(jī)混合纖維氈。