[发明专利]一种气凝胶-双组分针刺纤维毡的复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料，其特征在于，所述复合材料依次包括保冷层、粘结层和防水层，所述的保冷层为气凝胶包覆双组分针刺纤维毡的隔热材料，所述粘结层为热熔胶膜，所述防水层为铝箔复合膜；所述隔热材料包括20~80wt%的气凝胶和20~80wt%的双组分针刺纤维毡；所述双组分针刺纤维毡是由无机纤维和阻燃合成纤维组成；所述无机纤维为玻璃纤维或/和岩棉；所述阻燃合成纤维为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚氨酯弹性纤维中的一种以上；

其中，所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：

S1. 将含硅化合物、溶剂、水和助剂形成均匀混合液，加入酸催化剂和碱催化剂，制得硅溶胶液；所述含硅化合物为正硅酸乙酯或/和正硅酸甲酯；所述的溶剂为乙醇或/和甲醇；所述助剂为硅烷偶联剂、钛酸丁酯、含钛白或炭黑的醇溶液；所述含硅化合物、溶剂、水和助剂的摩尔比为1:（3~25）:（1~5）:（0.005~0.6）；

S2. 将硅溶胶液加入铺展双组分针刺纤维毡的浸胶槽中，保持硅溶胶液没过双组分针刺纤维毡表层，使硅溶胶液均匀的浸润双组分针刺纤维毡，形成复合体；

S3. 将复合体置于密闭空间内在10~50℃进行凝胶化，形成凝胶化复合体，静置老化4~96h后，采用超临界CO₂流体干燥，然后置于有机硅烷蒸汽中修饰改性，得到气凝胶包覆双组分针刺纤维毡的隔热材料；

S4. 将气凝胶包覆双组分针刺纤维毡的隔热材料置于热压设备平台上，将热熔胶膜覆盖在隔热材料的表面，再将铝箔复合膜覆盖在热熔胶膜的表面，将上述整体在100~220℃经热轧辊热压后，除去毛刺和表面除尘冷却后，制得气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料。

2.根据权利要求1所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料，其特征在于，所述保冷层、粘结层和防水层的厚度分别为1~12mm，0.01~0.25mm和0.01~1mm。

3.根据权利要求1所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡的复合材料，其特征在于，所述热熔胶膜为EVA胶膜、PA胶膜、PES胶膜、PO胶膜、TPU胶膜中的一种以上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1. 将含硅化合物、溶剂、水和助剂形成均匀混合液，加入酸催化剂和碱催化剂，制得硅溶胶液；

S2. 将硅溶胶液加入铺展双组分针刺纤维毡的浸胶槽中，保持硅溶胶液没过双组分针刺纤维毡表层，使硅溶胶液均匀的浸润双组分针刺纤维毡，形成复合体；

S3. 将复合体置于密闭空间内在10~50℃进行凝胶化，形成凝胶化复合体，静置老化4~96h后，采用超临界CO₂流体干燥，然后置于有机硅烷蒸汽中修饰改性，得到气凝胶包覆双组分针刺纤维毡的隔热材料；

S4. 将气凝胶包覆双组分针刺纤维毡的隔热材料置于热压设备平台上，将热熔胶膜覆盖在隔热材料的表面，再将铝箔复合膜覆盖在热熔胶膜的表面，将上述整体在100~220℃经热轧辊热压后，除去毛刺和表面除尘冷却后，制得气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料。

5.根据权利要求4所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述含硅化合物为正硅酸乙酯或/和正硅酸甲酯；所述的溶剂为乙醇或/和甲醇；所述助剂为硅烷偶联剂、钛酸丁酯、含钛白或炭黑的醇溶液；所述含硅化合物、溶剂、水和助剂的摩尔比为1:（3~25）:（1~5）:（0.005~0.6）。

6.根据权利要求4所述的气凝胶-双组分针刺纤维毡复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述酸催化剂为醋酸、柠檬酸、氢氟酸、草酸、硝酸或盐酸中的一种以上；所述碱催化剂为氨水或/和氟化铵，所述酸催化剂、碱催化剂和含硅化合物的摩尔比为（0.001~0.02）:（0.001~0.02）:1；所述含钛白或炭黑的醇溶液中醇为乙醇或甲醇；所述钛白为醇的5~20wt%，炭黑为醇的5~10wt%。