[发明专利]一种气凝胶海绵材料以及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种气凝胶海绵材料，其特征在于，所述气凝胶海绵材料由以下质量份的原料制成：(1)硅烷偶联剂1-5份；(2)表面活性剂5-15份；(3)溶剂15-55份；(4)二氧化硅溶胶50-90份；(5)水性胶黏剂10-40份；(6)改性多孔海绵5-40份，所述改性多孔海绵由多孔海绵浸渍于质量比为(1-3):(2-10):(80-200)的羧甲基纤维素钠、环氧氯丙烷和纯水的混合物中然后再烘干而制备；所述气凝胶海绵材料是通过将所述改性多孔海绵浸渍到由所述硅烷偶联剂、所述表面活性剂、所述溶剂、所述二氧化硅溶胶和所述水性胶黏剂得到的优化的二氧化硅溶胶浆料中，经过浸渍的改性多孔海绵取出后沥干多余浆料，经冷冻干燥得到的；所述气凝胶海绵材料的甲醛蒸气最大吸附量大于80mg/g。

2.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述气凝胶海绵材料的甲醛蒸气最大吸附量大于130mg/g。

3.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述气凝胶海绵材料的苯蒸气最大吸附量大于100mg/g。

4.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述气凝胶海绵材料的苯蒸气最大吸附量大于200mg/g。

5.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述气凝胶海绵材料对于香烟烟雾中尼古丁的最大吸附量达到145μg/g。

6.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚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、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述溶剂为纯水或者甲醇、乙醇、正丁醇中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述水性胶黏剂为聚乙烯醇类水性胶黏剂、乙烯乙酸酯类水性胶黏剂、丙烯酸类水性胶黏剂、纤维素水性胶黏剂、聚氨酯类水性胶黏剂、环氧水性胶黏剂、酚醛水性胶黏剂、有机硅类水性胶黏剂、橡胶类水性胶黏剂中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的气凝胶海绵材料，其特征在于，所述改性多孔海绵材料为经过改性的三聚氰胺海绵、聚氨酯海绵、聚乙烯海绵、聚乙烯醇海绵、EVA海绵、无纺布海绵中的一种或多种。

11.一种制备如权利要求1所述的气凝胶海绵材料的方法，其包括以下步骤：

S1.将1-5质量份硅烷偶联剂、5-15质量份表面活性剂和15-55质量份溶剂混合并搅拌得到混合液；

S2.将50-90质量份二氧化硅溶胶加入到所述混合液中并搅拌得到二氧化硅溶胶浆料；

S3.将10-40质量份水性胶黏剂加入到所述二氧化硅溶胶浆料中并搅拌得到优化的二氧化硅溶胶浆料；

S4.将5-40质量份改性多孔海绵浸渍于S3得到的优化的二氧化硅溶胶浆料中；

S5.将经过浸渍的改性多孔海绵取出，沥干并置入冷冻干燥箱中至完全干燥，得到所述气凝胶海绵材料。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤S’：

由摩尔质量比为(3.0-10.0):(30-60):(1-5):(3×10^-4-6×10^-4)的正硅酸乙酯(TEOS)、溶剂、纯水和催化剂制备二氧化硅溶胶，其中所述溶剂为无水乙醇、丙酮、丁酮中的一种或多种；所述催化剂为盐酸、硝酸、醋酸、氨水中的一种或多种。