[发明专利]一种气凝胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶复合材料及其制备方法，其特征在于，主要由气凝胶粉体、纤维毡和热熔胶组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。本发明的气凝胶复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）气凝胶粉体改性；（2）将步骤（1）的气凝胶粉体、热熔胶粉体和水混合；（3）将步骤（2）的湿混合料浸润至纤维毡上；（4）干燥；（5）热压成型。本发明的气凝胶复合材料中气凝胶粉体为纳米多孔结构，具有优异的保温隔热性能和力学性能，市场应用前景巨大。

技术领域

本发明涉及一种保温材料，尤其涉及一种气凝胶复合材料及其制备方法，属于轻质、绝热、隔音材料等领域。

背景技术

气凝胶材料是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的轻质、保温隔热、防火、隔音、减震吸能特性，可广泛应用于国防军工、安保反恐等军事领域以及绿色建筑、热量传输、公共交通、金融设备防护等民用领域。

然而，正因为气凝胶材料固有的缺陷，如强度低、脆性大等，在工程应用中，由于气凝胶材料的纳米多孔结构易受水、有机溶剂的破坏，将会丧失气凝胶材料的优异特性，因此需对气凝胶材料进行表面改性处理，在不破坏气凝胶材料纳米多孔结构的前提下，增加气凝胶材料与其他材料的界面结合强度。

通常，气凝胶毡的制备方法为将硅溶胶浸润纤维毡，加碱凝胶，老化，通过常压干燥或超临界干燥工艺制得气凝胶毡，然而该气凝胶毡表面易掉粉，与其他材料复合时表面结合强度低，工程应用受限。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种气凝胶复合材料及其制备方法。

一种气凝胶复合材料，主要由气凝胶粉体、纤维毡和热熔胶组成，所述气凝胶粉体由内部疏水层和表面亲水层构成，所述表面亲水层厚度为0.1~100μm。

在其中一个实施例中，所述纤维毡为玻璃纤维毡、玄武岩纤维毡、氧化铝纤维毡、碳纤维毡、碳化硅纤维毡、木质素纤维毡、聚丙烯纤维毡、聚乙烯醇纤维毡、聚氯乙烯纤维毡中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物粉体、乙烯丙烯酸乙酯共聚物粉体、聚乙烯醇粉体、聚乙烯粉体、聚氯乙烯粉体、聚氨酯粉体中的一种或多种。

一种气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）气凝胶粉体改性；

（2）将步骤（1）的气凝胶粉体、所述热熔胶粉体和水混合，机械搅拌；

（3）将步骤（2）的湿混合料浸润至所述纤维毡上；

（4）干燥；

（5）热压成型。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）包括疏水改性步骤；所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性；所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合物。