[发明专利]气凝胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：将三聚氰胺和甲醛混合，制备得到三聚氰胺预聚体；将三聚氰胺预聚体与硬化剂、发泡剂、去离子水混合，制备得到发泡液；发泡液进行发泡得到发泡体，并将进行固化和退火，制备得到三聚氰胺泡沫；将制备得到的三聚氰胺泡沫进行热压缩处理；将热压缩处理后的三聚氰胺泡沫与气凝胶复合，制备得到所述气凝胶复合材料。本发明还提供了上述制备方法得到的气凝胶复合材料。本发明实施例利用气凝胶的粒径较小和三聚氰胺多孔的特点进行互补，能够明显改善导热系数，同时改善气凝胶本身质脆、易碎的缺点。

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，涉及气凝胶复合材料及其制备方法。

背景技术

气凝胶作为新型的保温材料，其由10％的固体和90％的气体组成，被称为最轻的保温材料，而且其特殊的结构和导热机理，被称为新一代的保温绝热材料。

气凝胶和硅溶胶为高度多孔的固体，因为其体积的主要部分由孔组成。气凝胶可基于例如硅酸盐但也可基于塑料或碳。气凝胶孔的直径在纳米范围。由于它们的高孔体积，气凝胶作为结合了优异的保温性能和低密度的保温材料是特别有用的。气凝胶最初作为颗粒存在，并且可使用粘合剂经过成型工艺例如通过加压形成面板。

然而气凝胶具有质脆、易碎的缺点，难以实际应用；目前市面上气凝胶主要与玻纤复合的形式供应，此种材料制备过程为气凝胶溶胶过程中加入玻纤复合或者将气凝胶喷射到玻纤表面制备得到，此种方法存在的问题为制备出的气凝胶容易掉粉，导热系数较高(20-22mk/mw)，而且使用的玻纤直径和长度较小，容易对人体造成过敏等反应。

目前也出现了一些气凝胶的复合材料，如EP-A-1146070A2和WO-A-2007/23118公开了分别用铵盐和硅酸钠浸渍三聚氰胺-甲醛泡沫；DE-A-102007009127A1公开了基于具有0.5-50重量％纤维含量的三聚氰胺-甲醛树脂的纤维增强泡沫；长或短纤维的玻璃、碳或三聚氰胺树脂被用作纤维填料；WO-A-2009/021963A1公开了用于生产一种耐磨泡沫体的方法，该耐磨泡沫体基于三聚氰胺-甲醛缩合产物且含有基于预缩合物的重量计为0.01-50重量％的无机纳米颗粒。

公知材料的性能不再符合增加的需求，尤其关于导热性和强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备气凝胶复合材料的方法；

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的气凝胶复合材料。

为实现上述目的，一方面，本发明实施例公开了一种气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将三聚氰胺和甲醛混合，得到三聚氰胺预聚体；

S2、将所述三聚氰胺预聚体与硬化剂、发泡剂、去离子水混合，制备得到发泡液；

S3、所述发泡液在微波辐射形成40-70℃温度下进行发泡得到发泡体，并将所述发泡体在80-120℃温度下进行固化，然后在120-260℃热空气条件下退火，制备得到三聚氰胺泡沫；

S4、将制备得到的三聚氰胺泡沫进行热压缩处理；

S5、将热压缩处理后的三聚氰胺泡沫与气凝胶复合，制备得到所述气凝胶复合材料。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述步骤S5中将热压缩处理后的三聚氰胺泡沫与气凝胶复合的具体方式为将热压缩过后的三聚氰胺泡沫混入气凝胶溶胶中或者加入凝胶体系中，一起进行干燥处理，制备得到所述气凝胶复合材料。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述步骤S5中将热压缩处理后的三聚氰胺泡沫与气凝胶复合的具体方式为将气凝胶分散于溶剂中制备得到气凝胶溶液，然后将所述气凝胶溶液涂覆在所述热压缩过的三聚氰胺泡沫上，烘干制备得到所述气凝胶复合材料。