[发明专利]一种耐高温梯度纤维复合气凝胶隔热材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种耐高温梯度纤维复合气凝胶隔热材料的制备方法，以廉价的硅溶胶、氧化铝溶胶作为硅源和铝源，以无机的玻璃纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维等作为气凝胶结构增强体，以无水乙醇、去离子水作为溶剂，结合酸性催化剂，按照一定比例进行混合，通过溶胶‑凝胶、老化和溶剂置换等方法，制备梯度纤维复合醇凝胶，再通过简单、低成本的真空干燥法对样品进行干燥处理，最终得到梯度纤维复合气凝胶，本发明简单、成本低，所制备的复合材料具有耐高温、高孔隙率、高比表面积等特点。

主权项

1.一种耐高温梯度纤维复合气凝胶隔热材料的制备方法，其具体步骤如下：(1)将硅溶胶、无水乙醇、去离子水按体积比1：(0.5～2.0)：(0.1～1.0)混合均匀配成溶液，在45～50℃下混合搅拌30～60min，得到澄清的SiO2溶胶溶液，继续加入酸性催化剂，调节溶液pH值为4～6，再将溶胶溶液浸渍于磨具中的玻璃纤维中，薄膜密封，并放置在50～60℃真空干燥箱中3～6h，得到玻璃纤维复合SiO2湿凝胶，记为纤维复合湿凝胶A，将纤维复合湿凝胶A连磨具一起取出，并在其上表面放置硅酸铝纤维；(2)将硅溶胶、氧化铝溶胶、无水乙醇、去离子水按体积比1：(0.2～5)：(0.5～3.0)：(0.2～2.0)混合均匀配成溶液，在45～50℃下混合搅拌30～60min，继续加入酸性催化剂，调节溶液pH值为4～6，得到澄清的SiO2‑Al2O3溶胶溶液，将该SiO2‑Al2O3溶胶溶液浸渍于步骤(1)磨具中的硅酸铝纤维中，密封，并放置在50～60℃真空干燥箱中2～5h，得到并记为纤维复合湿凝胶A‑B，将纤维复合湿凝胶A‑B连磨具一起取出，并在其上表面放置氧化铝纤维；(3)将氧化铝溶胶、无水乙醇、去离子水按体积比1：(0.1～1.0)：(0.2～2.0)混合均匀配成溶液，在45～50℃下混合搅拌30～60min，继续加入酸性催化剂，调节溶液pH值为4～6，得到澄清的Al2O3溶胶溶液，将该Al2O3溶胶溶液缓慢浸渍于步骤(2)磨具中的氧化铝纤维中，薄膜密封，并放置在60～65℃真空干燥箱中1～3h，得到并记为纤维复合湿凝胶A‑B‑C，将纤维复合湿凝胶A‑B‑C连磨具一起取出，放置，加入老化液，对该复合湿凝胶进行老化处理，得到老化后的梯度纤维复合湿凝胶；(4)向步骤(3)模具中加入有机溶剂对梯度纤维复合湿凝胶进行溶剂置换，得到梯度纤维复合醇凝胶；(5)将步骤(4)中置换好的梯度纤维复合醇凝胶进行干燥处理，得到梯度纤维复合气凝胶；(6)将步骤(5)中的梯度纤维复合气凝胶进行高温热处理，得到一种耐高温梯度纤维复合气凝胶隔热材料。