[发明专利]PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料，它包括聚酰亚胺纤维填充于二氧化硅气凝胶多孔结构内部，得到柔性增强的复合材料，所述复合材料在压缩50％形变下可恢复至原长的60％～80％。

2.根据权利要求1所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于：所述聚酰亚胺纤维的长度为1mm～10mm。

3.根据权利要求1或2所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于：所述复合材料的导热率在0.020～0.027W/(m·K)之间。

4.一种权利要求1至3中任意一项所述复合材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)制备胶束或微乳液：取酸性催化剂和去离子水混合得酸性溶液，再加入表面活性剂，搅拌得到胶束或微乳液；

2)制备溶胶：向步骤1)的所述胶束或微乳液中加入三官能团硅源，再加入碱性催化剂得混合溶液，密封静置，制得溶胶；

3)添加增强相：测量步骤2)所述溶胶的粘度值，在相应粘度值时加入不同长度的聚酰亚胺纤维并搅拌均匀，密封，等待凝胶；

4)老化及置换：待凝胶后，加入去离子水，待老化后取出，置于去离子水中，密封静置，等待第一次置换结束；继续加入乙醇完成第二次置换；

5)干燥：将步骤4)置换好的湿凝胶置于密闭容器中，经处于临界状态的干燥介质处理，得到气凝胶材料。

5.根据权利要求4所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中所述溶胶的运动粘度值为20～50mm²/s，对应加入长度为1～10mm的聚酰亚胺纤维。

6.根据权利要求4或5所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述三官能团硅源分子包含一个不参加水解缩合的非极性基团及三个参与水解缩合反应的烷氧基团，所述三官能团硅源与步骤1)中去离子水的体积比为1:(1.5～6)。

7.根据权利要求6所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述碱性催化剂包括氨水或氢氧化钠，所述混合溶液的pH值为7～8。

8.根据权利要求4或5所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述酸性溶液的pH值为3～4，所述酸性催化剂包括氢氟酸、盐酸、硝酸、乙酸或草酸中的至少一种。

9.根据权利要求4或5所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂。

10.根据权利要求4或5所述PI短切纤维增强柔性二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤5)中所述干燥介质为乙醇或二氧化碳。