一种含有纤维的二氧化硅气凝胶复合隔热材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种含有纤维的二氧化硅气凝胶复合隔热材料的制备方法。其主要特点是先通过在气凝胶前驱液中加入纤维与红外遮光剂形成复合凝胶，复合凝胶经处理得到含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体；加入少量结合剂采用半干压法压制成型，经热处理得到各种形状的复合制品。本发明采取先制备复合粉体，然后半干压法成型的技术路线，易于制备形状复杂的制品，避免了高成本与高压危险的超临界干燥，易于实现批量生产；采用工业硅溶胶与工业酒精为制备二氧化硅气凝胶的主要原料，依次加入干燥控制化学添加剂、红外遮光剂、纤维，最后缓慢加入工业酒精直至凝胶，保证了所得复合粉体中纤维、红外遮光剂能够与气凝胶充分混合均匀，有利于提高材料的隔热性能，制得较高强度的轻质隔热材料。

主权项

一种含有纤维的二氧化硅气凝胶复合隔热材料的制备方法，其特征是：首先将工业硅溶胶、工业酒精、红外遮光剂、干燥控制化学添加剂与纤维混合形成含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体前驱液：待所获得的复合粉体前驱液凝胶后经溶剂置换、老化、溶剂置换、干燥等过程制得复合粉体；以复合粉体为原料，添加结合剂，通过半干压法压制成型，经热处理得到含有纤维的二氧化硅气凝胶复合材料；所述的制备方法包括下列步骤：1)含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体前驱液的配制：将工业硅溶胶、工业酒精、红外遮光剂与干燥控制化学添加剂、纤维混合制成含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体前驱液；二氧化硅含量为25％的工业硅溶胶∶工业酒精∶红外遮光剂∶干燥控制化学添加剂∶纤维的质量比＝1∶0.65～0.9∶0.01～0.1∶0.005～0.05∶0.02～0.1；前驱液的配制方法是，称取一定量的硅溶胶，用直流搅拌机搅拌，依次加入干燥控制化学添加剂、红外遮光剂、纤维，最后缓慢加入工业酒精直至凝胶；2)溶剂置换：前驱液凝胶后，将湿凝胶置于酒精中浸泡，利用扩散作用，凝胶中的水分逐渐被酒精取代，得到醇凝胶；3)老化处理将醇凝胶置于正硅酸乙酯与酒精的混合液中，所述正硅酸乙酯与 酒精的混合液中，正硅酸乙酯∶酒精体积比＝1∶4；浸泡，进行老化处理，使醇凝胶中形成的纳米网络骨架得到强化，为后续的干燥工艺提供有利条件；4)溶剂置换：再次将醇凝胶置于酒精中浸泡，利用扩散作用逐步置换、分离醇凝胶中的残余水分与正硅酸乙酯；5)干燥：采用常压、50～200℃干燥即可制备出含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体；6)成型：在含有纤维的二氧化硅气凝胶复合粉体中加入少量硅溶胶或铝溶胶或硅铝溶胶作为结合剂，添加量为粉体质量分数的1％～8％；添加酒精调节粉料的干湿程度，液压机0.5～10Mpa半干压法成型；7)热处理：电炉内200～700℃热处理0.5～6h后，得到复合制品。