[发明专利]一种气凝胶纤维毡复合材料及其制备方法

说明书

本申请提供了一种气凝胶纤维毡复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将无机纤维毡与溶胶混合浸渍，得到溶胶纤维毡；B)在真空条件下，对所述溶胶纤维毡电解，得到气凝胶纤维毡复合材料。按照本发明的方法，能够较大限度的发挥气凝胶的隔热性能，同时还较大的提高了机械性能，而且，本发明的方法简便易行，设备要求低，操作简单，制备成本大大降低，能够满足实际大规模生产。

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种气凝胶纤维毡复合材料及其制备方法。

背景技术

气凝胶是一种具有纳米级多孔结构的低密度材料，由于其密度极低、重量轻，气凝胶通常又被称作固体烟；同时，气凝胶中80％以上都是空气，故其还具有十分优异的隔热效果，如硅气凝胶在常温下电导率可低至0.02W/m·k，因此，气凝胶被认为是性能突出的保温隔热材料。然而，纯气凝胶强度较差，难以单独作为块体材料用于绝热保温工程。通常解决上述问题的方法是将气凝胶与纤维增强材料复合形成复合材料，以此改善气凝胶材料的强度。

现有技术中，有通过溶剂交换进行表面修饰并结合常压干燥技术来制备气凝胶纤维毡复合材料的，然而，气凝胶与纤维基体的成分及结构差别较大，这种制备方法并不能很好的平衡二者的性能，所得复合材料的强度性能虽得到改善，但是其导热系数却是纯气凝胶的数倍，较大地损失了气凝胶本身的隔热性能。

为了克服上述问题，现有技术中提出了一种改进方式，采用超临界干燥技术来处理浸渍了溶胶的纤维毡，从而制得气凝胶复合纤维毡，所得复合材料的强度得以改善，且导热系数也基本能够与纯气凝胶达到一致，在保留气凝胶优异隔热性能的同时改善了机械性能。然而，采用超临界手段来制备气凝胶复合纤维材料，其技术条件十分苛刻，操作复杂，设备要求高，能耗也较大，成本较高，上述多方面的限制使其往往只能达到实验室研发水平，而难以实现实际大规模生产应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种气凝胶纤维毡复合材料及其制备方法，按照本发明提供的方法制备气凝胶纤维毡复合材料，不仅能够使复合材料同时具有良好的机械性能和隔热性能，且该制备过程简单易行，成本低，能够满足实际大规模生产应用。

本发明提供了一种气凝胶纤维毡复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将无机纤维毡与溶胶混合浸渍，得到溶胶纤维毡；

B)在真空条件下，对所述溶胶纤维毡电解，得到气凝胶纤维毡复合材料。

优选的，所述无机纤维毡由无机纤维制成，所述无机纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维、矿渣棉纤维和岩棉纤维中的一种或几种。

优选的，所述无机纤维毡的密度为90～200Kg/m³。

优选的，所述溶胶选自硅溶胶、硅溶胶的稀释液、铝溶胶或铝溶胶的稀释液。

优选的，所述硅溶胶的稀释液的固含量为5％～40％；

所述铝溶胶的稀释液的固含量为5％～40％。

优选的，所述步骤A)具体包括：

A1)将无机纤维毡与溶胶混合浸渍，得到溶胶纤维毡前体；

A2)将所述溶胶纤维毡前体中的部分水分去除，得到溶胶纤维毡；

所述溶胶纤维毡中剩余水分占所述溶胶纤维毡的质量分数为30％～80％。

优选的，所述步骤B)中，所述真空的真空度为大于等于0.08MPa小于0.1MPa。

优选的，所述步骤B)中，所述电解的电压为9～380V。

优选的，所述步骤B)中，所述电解的时间为10～60min。

本发明还提供了一种如上述技术方案所述的制备方法制得的气凝胶纤维毡复合材料。