[发明专利]一种气凝胶基主-客体复合薄膜、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种气凝胶基主-客体复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜包括主体材料和客体材料，所述主体材料为纳米纤维相互搭接而成的高强柔韧气凝胶薄膜，所述高强柔韧气凝胶薄膜具有三维网状多孔结构，所述客体材料包括抗冲击材料和相变材料，且所述抗冲击材料和相变材料均匀分布于所述高强柔韧气凝胶薄膜的三维网状多孔结构中。

2.根据权利要求1所述的气凝胶基主-客体复合薄膜，其特征在于：所述气凝胶基主-客体复合薄膜中抗冲击材料的含量为1～99wt％，优选为30～70wt％，相变材料的含量为1～99wt％，优选为30～70wt％；和/或，所述气凝胶基主-客体复合薄膜的高速冲击吸能值为1～200MJ/m³，优选为25～100MJ/m³，相变温度为0～400℃，优选为0～300℃，相变焓为1～400J/g，优选为25～350J/g。

3.根据权利要求1所述的气凝胶基主-客体复合薄膜，其特征在于：所述高强柔韧气凝胶薄膜的孔隙率为80～99.8％，密度为0.01～0.10g/cm³，比表面积为100～500m²/g，断裂强度为3～30MPa，断裂伸长率为2～20％；

和/或，所述纳米纤维包括芳纶纳米纤维，所述芳纶纳米纤维的直径为0.1nm～1μm，长度为5nm～1000μm。

4.根据权利要求1所述的气凝胶基主-客体复合薄膜，其特征在于：所述抗冲击材料包括剪切增稠凝胶，所述剪切增稠凝胶是由硼化物、有机硅氧烷和添加剂的混合物在100～500℃热处理的产物，优选为180～300℃；

优选的，所述硼化物是由硼酸、氧化硼和硼酸盐中的任意一种或两种以上的组合在100～200℃热处理的产物；优选的，所述有机硅氧烷包括羟基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基羟基硅油中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述添加剂包括甲醇、乙醇、丙酮中的任意一种或两种以上的组合，优选为乙醇；

和/或，所述相变材料包括石蜡、聚乙二醇、脂肪胺、多元醇、乙二醇、高级脂肪醇、十六烷、硬脂酸中的任意一种或两种以上的组合。

5.如权利要求1-4中任一项所述气凝胶基主-客体复合薄膜的制备方法，其特征在于包括：

将纳米纤维分散液施加于衬底上，之后转移至凝固浴并通过溶胶-凝胶、溶剂置换、干燥处理，得到气凝胶薄膜；

对所述气凝胶薄膜施加纵向压力，得到定向致密化的高强柔韧气凝胶薄膜；

以所述高强柔韧气凝胶薄膜为主体封装材料，将抗冲击材料和相变材料填充到所述高强柔韧气凝胶薄膜的三维网状多孔结构中，获得所述气凝胶基主-客体复合薄膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于包括：将芳纶纳米纤维、碱性物质加入极性溶剂中，持续搅拌获得所述纳米纤维分散液；优选的，所述碱性物质包括叔丁醇钾、氢氧化钾、氢氧化钠中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述芳纶纳米纤维与碱性物质的质量比为1∶0.1～1∶1.5，优选为1∶0.5～1∶1；优选的，所述极性溶剂包括二甲亚砜；优选的，所述纳米纤维分散液的浓度为0.1～20wt％，优选为5～15wt％；优选的，所述芳纶纳米纤维的直径为0.1nm～1μm，长度为5nm～1000μm。