[发明专利]一种Al

说明书

本发明为一种Al₂O₃气凝胶/碳泡沫复合绝热材料的制备方法，采用将密胺泡沫浸渍于Al(OH)₃溶胶中，再经溶胶‑凝胶法得到Al(OH)₃湿凝胶/密胺泡沫复合泡沫，然后老化干燥，最后高温热解得到Al2O3气凝胶/碳泡沫，碳泡沫骨架具有开孔结构，孔隙率为90％～97％，孔径为100～1000μm，Al₂O₃气凝胶比表面积400～600m²/g，密度为0.05～0.15g/cm³。本发明中通过将Al₂O₃气凝胶加入到碳泡沫骨架中起到支撑作用，减小了碳泡沫的收缩性，降低了碳泡沫的密度，同时降低了碳泡沫的导热系数，提高其隔热能力。复合碳泡沫能够在高温下长期使用，性能稳定可靠，不容易发生老化。

技术领域

本发明涉及一种复合绝热材料制备方法，特别涉及一种复合碳泡沫绝热材料制备方法。

背景技术

随着科学技术的进步和发展，对现代材料提出了更苛刻的要求，诸如：耐高温、耐腐蚀、密度小、抗氧化、有一定的机械强度、隔热性能好等。碳泡沫是能很好地满足现代技术要求的碳材料家族中的一员。近年来，由于碳泡沫的优良的材料性能，越来越引起了人们的研究兴趣。作为碳家族的新型材料，碳泡沫(carbon foam)碳原子为骨架，碳原子之间相互连接形成三维网络结构的轻质多孔材。有孔隙率高、比表面积大、密度小、热膨胀系数低以及耐高温、耐腐蚀等优良性质，碳泡沫在航空航天、电极材料、核电冷却、燃料电池、催化环保、军工零部件、微电子工业以及IT领域中均有着十分广阔的应用潜力。

授权公告号为CN 104119059 A的中国发明专利涉及一种碳凝胶/SiO₂凝胶复合气凝胶，由碳泡沫骨架和骨架孔隙中填充的碳凝胶/SiO₂凝胶组成，其中碳泡沫骨架体积占比10～ 60％，复合气凝胶的密度为0.05～0.1g/m³，热导率≤0.8w/m·k。所述的碳泡沫骨架具有开孔结构，孔隙率为90％～97％，孔径为10～1000μm。所述的碳凝胶或者SiO₂凝胶具有介孔纳米微球结构，孔径为2～100nm，密度为0.1～0.5mg/cm³，离散分布在碳泡沫骨架支撑的孔壁中，填充率为70～95％。该复合气凝胶能够大幅度降低多孔材料本身带来的热辐射较大的问题，热导率不会随着温度的升高而急剧增加，并且具有轻质、耐高温和导热系数低的特点，可以制成各种大型复杂结构件，形成耐高温的热防护结构。

申请号为201710115403.4的中国发明专利涉及一种耐高温泡沫增强SiO₂气凝胶绝热材料及其制备方法，其特征在于，所述的耐高温增强SiO₂气凝胶绝热材料包括碳泡沫增强体、网格状碳化硅纳米线、SiO₂气凝胶，网格状碳化硅纳米线填充分割碳泡沫内部孔隙空间，SiO₂气凝胶均匀填充于碳泡沫增强体，密度为0.05～0.15g/cm³，孔隙率大于90％。碳泡沫增强体为柔性碳泡沫，由三聚氰胺泡沫高温热解得到，网格状碳化硅纳米线，直径为50～20nm。化学气相沉积制备碳化硅-碳复合泡沫，采用常压干燥技术制备SiO₂气凝胶进而得到耐高温泡沫增强SiO₂气凝胶绝热材料。本发明具有的优点：1、网状SiC纳米线支撑碳骨架，提高复合材料力学性能；2、碳化硅纳米线降低泡沫孔径，降低材料的热导率；3、复合材料整体密度超低。

上述发明给出了一些用于碳泡沫增强的思路，通过加入SiO₂气凝胶来改性碳泡沫的性能，如提高隔热性能，具有一定的增强效果。但是，在高温情况下，不能保证长期可靠使用，容易老化，因此基于上述需求，提出了本发明中的技术解决方案。

发明内容