[发明专利]一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料

说明书

本发明提出的一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，由纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液充分混合而成，其中，碳化硅酒精水溶液由碳化硅粉体和酒精水溶液分散后所得，酒精水溶液容量百分数为45~55vol%之间，制得的复合增强材料具备极高的红外反射、折射率，加入复合增强材料制得的硅气凝胶，其强度和脆性可得到有效改善，同时，红外反射、折射率得到提高，隔热效果明显加强，而且，随着硅气凝胶自身温度的增加，红外反射、折射率亦会随之加强，综上所述，本发明的复合增强材料具有改善气凝胶强度和脆性、提高隔热效果的作用。

技术领域

本发明涉及气凝胶生产应用领域，特别是一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料。

背景技术

气凝胶是在保持凝胶骨架结构完整的情况下，将凝胶内溶剂干燥后的产物，其是一种具有纳米多孔结构的非晶态低密度材料。二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料，被誉为“改变世界的神奇材料”。

硅气凝胶由于其强度低、脆性大，存在颗粒脱落的现象，导致使用时，受到很多限制。

为改善这一缺陷，通常采用添加增强纤维的方法进弥补，虽稍有成效，但效果并不明显。

发明内容

本发明针对上述问题，本发明公开了一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料。

具体的技术方案如下：

一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，其特征在于，由纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液充分混合而成；

具体制备步骤如下：

1、取碳化硅粉体和酒精水溶液，将碳化硅粉体加入酒精水溶液中，并加入适量的分散剂，进行搅拌，直至充分混合，无沉降，得到碳化硅酒精水溶液；

2、纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液一并加入容器中，快速搅拌，并同步加入适量的CTAB，直至充分混合，无沉降，即得复合增强材料；

其中，所述纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液的质量比为1：1~1.5:4~5。

上述的一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，其中，所述酒精水溶液中酒精和水的容量百分数为45~55vol%。

上述的一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，其中，所述分散剂为PEG，其质量与碳化硅粉体、酒精水溶液总质量的重量百分率为4.5~5.5wt%。

上述的一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，其中，所述CTAB的添加量与纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液总容量的比值为3~5mg/ml。

使用本发明的复合增强材料，方法简单，在溶胶的溶剂置换前，加入溶胶中，并充分混合，即可，随后混合后的溶胶经过老化、溶剂置换、超临界干燥，即得硅气凝胶成品。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种单一法制备硅气凝胶用复合增强材料，由纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液充分混合而成，其中，碳化硅酒精水溶液由碳化硅粉体和酒精水溶液分散后所得，酒精水溶液容量百分数为45~55vol%之间，制得的复合增强材料具备极高的红外反射、折射率，加入复合增强材料制得的硅气凝胶，其强度和脆性可得到有效改善，同时，红外反射、折射率得到提高，隔热效果明显加强，而且，随着硅气凝胶自身温度的增加，红外反射、折射率亦会随之加强，综上所述，本发明的复合增强材料具有改善气凝胶强度和脆性、提高隔热效果的作用。

具体实施方式