[发明专利]片状气凝胶/聚苯乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开的片状气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备方法，具体为：步骤1，间苯二酚、甲醛水溶液、碳酸钠和水混合；步骤2，将所得的混合液转移到恒温箱中静置；步骤3，将玻璃模具用稀氨水洗涤浸泡；步骤4，将步骤2所得溶胶灌注到步骤3所得到的玻璃模具中并充满容器，恒温箱中静置；步骤5，将步骤所得的湿凝胶用无水乙醇浸泡洗涤，得到醇凝胶；步骤6，将得到的醇凝胶进行二氧化碳超临界干燥；步骤7，制备聚苯乙烯薄膜；步骤8，将所得片状气凝胶放到载玻片上，再放置所得的聚苯乙烯薄膜；步骤9，将模具连同气凝胶和聚苯乙烯转移到恒温箱中加热，冷却后即得。本发明还公开上述方法制备得到的片状气凝胶/聚苯乙烯复合材料。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种片状气凝胶/聚苯乙烯复合材料，还涉及一种片状气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备方法。

背景技术

气凝胶是一种结构和功能一体化的纳米多孔材料。自1931年Kistler等人首次发明二氧化硅气凝胶以来，气凝胶引起了广大研究人员的兴趣。气凝胶的种类很多，有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系以及金属系等。

在惯性约束核聚变、低温高压状态方程实验和流体力学不稳定性实验等工程实践中，需要将气凝胶与聚苯乙烯进行复合。采用旋涂法虽然可以对聚苯乙烯薄膜的厚度进行精确调控，但是由于溶剂挥发过程可能造成薄膜表面褶皱，以及厚度不均匀等问题。采用粘接剂粘贴，却又引入了不必要的杂质。

侯万里等人(国家发明专利公开号：CN113248229A)公开了一种石墨无机复合聚苯乙烯泡沫保温板及其制备方法，保温板主要由以下重量份的原料制成：硫酸镁600～800份、氧化镁100～120份、缓凝剂1～5份、聚苯乙烯泡沫颗粒80～120份、水370～425份、硅气凝胶5～10份和石墨0～20份；其制备方法为：先将硫酸镁加入水中随后加入氧化镁得到凝胶体系，再将除聚苯乙烯发泡颗粒以外的原料加入凝胶体系中，最后加入聚苯乙烯发泡颗粒，加压成型。

陈国忠等人(国家发明专利公开号：CN113416020A)公开了一种墙体隔热保温浆料，由以下重量百分比的原料组成：气凝胶复合物15-25％、玻化微珠22-28％、聚合物乳液5-10％、重钙粉12-20％、硫酸钡3-6％、改性剂2-4％、阻燃剂1-2％、润湿剂0.3-0.5％，余量为水；配方中添加气凝胶复合物，同时优化气凝胶的制备过程，不仅可以降低浆料的干密度，而且在制备中同时添加相变材料和改性剂聚苯乙烯微球，相变材料和聚苯乙烯微球均具有提高在提高浆料的绝热性能的同时，可以掺入气凝胶较为脆弱的网络体系中，改善其结构连续性，相对于气凝胶中的空隙，填充在其中的相变材料和聚苯乙烯微球可以协同保持较高的隔热和储热能力；添加聚苯乙烯微球，还能在一定程度上改善气凝胶的强度。

孙雷等人(国家发明专利公开号：CN113356391A)公开了一种气凝胶聚氨酯发泡胶内墙保温隔音系统，包括由内至外分层分布的内墙墙体、二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合材料层、集成墙板。所述墙体与集成墙板通过集成墙板固定件固定并形成空间结构，二氧化硅气凝胶-聚氨酯发泡胶复合材料层粘接墙体与集成墙板同时提供保温及隔音性能。本发明技术通过高掺杂比例的二氧化硅气凝胶-聚氨酯材料实现了优异的保温性能、隔音性能。

徐佩等人(国家发明专利公开号：CN113133297A)公开了一种超交联聚苯乙烯基复合炭气凝胶电磁屏蔽材料及其制备方法，是首先以包镍多壁碳纳米管与多壁碳纳米管作为混合填料，采用高内相乳液模板法得到了具有高表面积、相互连接的大孔结构以及纳米纤维状结构的聚苯乙烯-碳纳米管复合气凝胶，然后对其进行超交联和碳化，从而获得目标产物。

汤薇等人(国家发明专利公开号：CN113105191A)公开了一种基于城市固废垃圾生产装配式环保节能保温板的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、聚丙烯纤维、聚苯乙烯泡沫颗粒、乙酸纤维素/聚丙烯酰胺/丝素蛋白/氧化石墨烯复合气凝胶纤维、去离子水混合，然后加入聚合物改性的固废颗粒，搅拌均匀后加入植物蛋白发泡剂、羧甲基纤维素钠、硬脂酸钙，搅拌混合，制得的浆料倒入模具中，恒温养护处理，最后脱模，继续在空气中自然养护处理，得到保温板。