[发明专利]一种阻燃木基复合气凝胶的制备方法

说明书

本发明提供了一种阻燃木基复合气凝胶的制备方法，方法包括木材原料在酸性条件下利用氧化漂白剂对木材进行脱木质素、半纤维素处理，随后通过冷冻干燥制备木基气凝胶；利用真空浸渍的方法，将木基气凝胶浸渍在碱性的硅氧烷水解液，常温静置，得到木基复合水凝胶；将得到的木基复合水凝胶在乙醇溶液中进行溶液置换，得到木基复合醇凝胶；将木基复合醇凝胶进行冷冻干燥、常压干燥、或者超临界干燥，得到阻燃木基复合气凝胶。本发明制备方法简单，制得的阻燃木基复合气凝胶具有良好的阻燃性能，极限氧指数达到了44％，拥有较为优异的隔热性能，可作为保温隔热材料使用。

技术领域

本发明属于保温隔热材料技术领域，涉及一种阻燃木基复合气凝胶的制备方法。

背景技术

气凝胶由于其内部独特的三维网络结构，使得它具有高孔隙率、高比表面积大、低密度等优异特性，在催化、吸附、隔热领域都有着巨大的应用潜力。尤其是它具有极低的导热系数，使得气凝胶在保温隔热领域有巨大的应用场景。

气凝胶的种类很多，从最早开始研发的无机气凝胶，例如硅气凝胶，到近几十年发展起来的聚合物基有机气凝胶，但考虑到当今社会资源日益枯竭、环保要求日益提高，由天然可再生生物质资源制成的气凝胶具有明显的优势。木材作为一种可再生资源，在自然界中具有丰富的储量，同时具有绿色和可降解的特性，在当今社会中应用较为广泛。另外木材特有的定向结构以及多孔结构赋予了木材较为优异的隔热性能和各项异性的热管理能力。但未经过处理的木材具有柔性差、易燃等固有缺陷使其在保温隔热领域的应用潜力大大下降。因此,通过对木材进行改性，进而克服木材固有缺陷,同时保留自身独特的微观结构和隔热性能，从而应用到保温隔热领域，具有重要的意义。

综合现有的文献可知，国内外对木材的改性和利用有一定的研究。CN105111494A公开了一种利用柳木粉末制备生物质气凝胶的方法，但该方法破坏了木材特有的定向结构，制备的气凝胶不具备各向异性的隔热性能。CN109608685A公开了一种各向异性木基纳米纤维气凝胶，主要是通过将轻木进行脱木质素处理，随后冷冻干燥得到木基气凝胶。CN111805655A公开了一种疏水保温木材改性方法，主要是利用真空浸渍的方法，将二氧化硅气凝胶颗粒分散到木材单板中，随后干燥木材-二氧化硅复合材料。以上的制备方法采用物理或者化学的处理方式，对木材进行改性，提高了木材的保温隔热性能，但不能解决木材固有的易燃缺陷，因此，制备阻燃的木基复合气凝胶至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种阻燃木基复合气凝胶的制备方法。经由本发明所制备得到阻燃木基复合气凝胶具有良好的阻燃性能，极限氧指数达到了44％，在空气环境中不能持续燃烧，离开火源会发生自熄灭现象，同时也拥有较为优异的隔热性能，可作为保温隔热材料使用。本发明得到的阻燃木基复合气凝胶，制备方法简单，阻燃性能优异。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种阻燃木基复合气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)由木材制备去木质素木材；

(2)将去木质素木材进行冷冻和干燥，得到木基气凝胶；

(3)制备木基复合水凝胶；

(4)将得到木基复合水凝胶在乙醇溶液中进行溶液置换，得到木基复合醇凝胶；

(5)将木基复合醇凝胶进行冷冻干燥、常压干燥、或者超临界干燥，得到阻燃木基复合气凝胶。