[发明专利]一种基于改良增强材料的高强度硅气凝胶

摘要

本发明提出的一种基于改良增强材料的高强度硅气凝胶，采用硅源和无水乙醇制备醇溶胶，并通过增强材料进行改性，增强材料由纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液充分混合而成，改性后的醇溶胶经过溶液置换、老换、超临界干燥后，制得高强度硅气凝胶成品，成品高强度硅气凝胶继承了二氧化钛、石墨烯、碳化硅的高折射率以及对红外的高反射率，隔热效果明显加强，强度和脆性也得到有效改善，而且，随着硅气凝胶自身温度的增加，红外反射、折射率亦会随之加强。

主权项

1.一种基于改良增强材料的高强度硅气凝胶，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：（1）、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与30~35℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.04~0.05：1；（2）、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入增强材料，混入醇凝胶中，持续搅拌30分钟，得到改性醇溶胶；（3）、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需6~8小时，重复3~4次，直至完全置换；（4）、将完成溶液置换的醇溶胶导入射频老化设备中，进行射频老化，得到改性醇凝胶；（5）、完成老化后得到的改性醇凝胶，导入模具中，在压力为20MPa和温度为50℃ 的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品；步骤2中所述的增强材料，由纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液充分混合而成，其制备方法如下：a、取碳化硅粉体和酒精水溶液，将碳化硅粉体加入酒精水溶液中，并加入适量的分散剂，进行搅拌，直至充分混合，无沉降，得到碳化硅酒精水溶液；b、纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液一并加入容器中，快速搅拌，并同步加入适量的CTAB，直至充分混合，无沉降，即得复合增强材料；其中，所述纳米二氧化钛水分散液、石墨烯水溶液以及碳化硅酒精水溶液的质量比为1：1~1.5:4~5。