[发明专利]一种一元或多元气凝胶隔热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制溶胶：

以摩尔比计，将正硅酸乙酯∶水∶95％乙醇＝1∶3～5∶3～28搅拌混合，加入酸性催化剂至pH为5.5～6，再加入碱性催化剂至pH为6.5～7，继续搅拌，即得氧化硅溶胶；所述酸性催化剂为氢氟酸、硝酸或冰醋酸；所述碱性催化剂为氨水或碳酸铵缓冲液；或

以摩尔比计，将无机铝盐∶水∶95％乙醇＝1∶0.5～8∶4～27搅拌混合，加入与无机铝盐的摩尔比为0.2～5∶1的环氧丙烷，再加入0.01～2mol碱性催化剂搅拌，即得氧化铝溶胶；所述无机铝盐为硝酸铝、氯化铝或偏铝酸钠；所述碱性催化剂为氨水或碳酸铵缓冲液；

(2)溶胶固化成凝胶；

(3)老化：将凝胶置于40～50℃预老化0.5～1h，再常温放置，总老化时间小于24小时；

(4)干燥：使用超临界流体干燥，得所述气凝胶隔热材料。

2.一种气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制溶胶：

以摩尔比计，将正硅酸乙酯∶水∶95％乙醇＝1∶3～5∶3～28搅拌混合，加入酸性催化剂至pH为5.5-6，再加入碱性催化剂至pH为6.5-7，继续搅拌，即得氧化硅溶胶；所述酸性催化剂为氢氟酸、硝酸或冰醋酸；所述碱性催化剂为氨水或碳酸铵缓冲液；或

以摩尔比计，将无机铝盐∶水∶95％乙醇＝1∶0.5～8∶4～27搅拌混合，加入与无机铝盐的摩尔比为0.2～5∶1的环氧丙烷，继续搅拌，再加入0.01-2mol碱性催化剂搅拌，即得氧化铝溶胶；所述无机铝盐为硝酸铝、氯化铝或偏铝酸钠；所述碱性催化剂为氨水或碳酸铵缓冲液；

(2)将幅宽0.3～2.0米，长度0.6～60米的增强纤维毡制作成原始密度卷毡或将幅宽0.2～2.0米，长度0.6～1.5米的增强纤维毡压制成不同密度的毡块，作为预制体；

(3)浸渗、凝胶：将溶胶在真空下浸渗至预制体中，固化成凝胶；

(4)老化：将凝胶置于40～50℃预老化0.5～1h，再常温放置，总老化时间小于24小时；

(5)干燥：进行超临界流体干燥，得所述气凝胶隔热材料。

3.根据权利要求1或2所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的氧化硅溶胶为掺杂有遮光剂的氧化硅溶胶；所述氧化铝溶胶为掺杂有遮光剂的氧化铝溶胶；按溶胶体积的1～4％将遮光剂添加到溶胶中混匀，即得。

4.根据权利要求1或2所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述超临界流体为超临界CO₂流体或超临界乙醇流体。

5.根据权利要求2所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，还包括混合步骤：按摩尔比0.5～9∶0.5～9将氧化硅溶胶和氧化铝溶胶混合，得复合溶胶。

6.根据权利要求5所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述复合溶胶为掺杂有遮光剂的复合溶胶；按复合溶胶体积的2～4％将遮光剂添加到复合溶胶中混匀，即得。

7.根据权利要求3或6所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述遮光剂为炭黑、钛白、氧化铁、钛酸钾晶须或碳酸钙晶须。

8.根据权利要求2所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)浸渗为：先将预制体放入真空容器内，然后抽真空，利用真空负压吸入溶胶至液面刚没过预制体最高点，保持真空1秒-1小时，泄去真空即可。

9.根据权利要求2所述的气凝胶隔热材料的制备方法，其特征在于，所述增强纤维毡为PET混纺纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维、高硅氧纤维、莫来石纤维或碳纤维。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的气凝胶隔热材料。