[发明专利]一种具有红外反射功能的阻燃气凝胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种具有红外反射功能的阻燃聚合物气凝胶及其制备方法，所述气凝胶由聚苯胺在海藻酸钠水溶液中聚合，经诱导形成水凝胶，然后经过溶剂洗涤、冷冻干燥或超临界干燥制备而成，气凝胶由聚苯胺和难燃的海藻酸钠通过氢键交联构建，其中气凝胶中含聚苯胺30～80wt％，余量为海藻酸钠。本发明所用原料来源丰富，价格低廉，所得气凝胶具有力学性能优秀、低密度、高保温效率、高红外反射率、低导热系数、难燃等优点，在保温防护领域具有较佳应用前景。

主权项

一种制备具有红外反射功能的阻燃聚合物气凝胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采用高压静电纺丝设备，按重量份，将100份海藻酸钠溶液和100份苯胺溶液输入到施加有电压的同轴不锈钢喷头的外层和内层，设置高压静电喷射条件，将海藻酸钠溶液和苯胺溶液喷射到盛有100份0～4℃过硫酸铵溶液的接收装置中，搅拌，得到混合溶液，然后将混合溶液保持温度不变静置18～36h，得到水凝胶；所述高压静电喷射条件为：电喷环境温度为40～60℃、高压电源的输出电压为3～8kv、接收装置与不锈钢针头喷射口之间距离为10～15cm、内外层流速为0.5～2.0mL/h、同轴不锈钢喷头的外层内径为0.5～1.2mm、内层内径为0.2～0.3mm；所述海藻酸钠溶液的浓度为1.5～18wt％，苯胺溶液的浓度为1.5～18wt％；所述过硫酸铵溶液的浓度为0.75～9wt％；步骤二、将得到的水凝胶加入装有新鲜去离子水的容器中进行浸泡洗涤，每天更换新鲜去离子水，持续3～6天；步骤三、将浸泡洗涤后的水凝胶干燥，得到具有红外反射功能的阻燃聚合物气凝胶；所述干燥采用超临界干燥；所述超临界干燥前将浸泡洗涤后的水凝胶加入装有新鲜乙醇的容器中进行溶剂交换，每天更换新鲜乙醇，持续5～8天，得到乙醇凝胶；然后将乙醇凝胶进行超临界干燥，超临界干燥的温度为45℃，压力为200Bar；所述气凝胶密度介于0.05～0.15g/cm3，比表面积介于100～500m2/g，压缩模量介于0.5～5MPa、红外反射率介于20～60％，导热系数介于0.015‑0.04W/mK。