[发明专利]复合材料及其制造方法和用途

权利要求书

1.一种用于制造一种复合材料的方法，包括：

a)提供一种网状玻璃态碳前体；

b)将一种有机气凝胶前体组合物渗入该网状玻璃态碳前体；

c)使渗入的有机气凝胶前体组合物在能够有效地生成一种固化的有机气凝胶的条件下进行固化；以及

d)使固化的有机气凝胶在能够有效地生成一种干燥且固化的有机气凝胶的条件下进行干燥；

其中所述干燥且固化的有机气凝胶与网状玻璃态碳前体紧密接触。

2.权利要求1的方法，其中所述网状玻璃态碳前体的孔隙率在约3孔/英寸至约150孔/英寸的范围内。

3.权利要求1的方法，其中所述网状玻璃态碳前体的体积密度在约0.01至约0.10g/cm³的范围内。

4.权利要求1的方法，其中所述有机气凝胶前体组合物含有间苯二酚和甲醛。

5.权利要求1的方法，其中所述有机气凝胶前体聚合物含有苯酚和甲醛。

6.权利要求1-5中任意一项的方法，其中在步骤b)的渗入过程之前，对网状玻璃态碳前体进行抽空。

7.权利要求1-6中任意一项的方法，其中所述网状玻璃态碳前体在一个流通单元中进行抽空。

8.权利要求1-7中任意一项的方法，其中在一个流通单元中将所述有机气凝胶前体组合物渗入所述网状玻璃态碳前体中。

9.权利要求1的方法，其中步骤c)的固化过程包括将所述渗入的有机气凝胶前体组合物在约60℃至约100℃的范围内的一个温度下加热约2小时至约500小时的范围内的一段时间。

10.权利要求1-9中任意一项的方法，其中所述渗入的有机气凝胶前体组合物在一个流通单元中进行固化。

11.权利要求1的方法，其中所述网状玻璃态碳前体包括一种网状聚氨酯。

12.权利要求1-11中任意一项的方法，其中步骤d)包括：

i)用一种有机溶剂洗涤所述固化的有机气凝胶，以基本从所述固化的有机气凝胶中去除水；

ii)用液态二氧化碳洗涤i)中的基本去除水的固化的有机气凝胶，以从所述固化的有机气凝胶中基本去除有机溶剂；以及

iii)使ii)中的基本不含有机溶剂的固化的有机气凝胶处于超临界条件下，以基本去除液态二氧化碳。

13.权利要求12的方法，其中步骤d)在一个流通单元中在加压下进行。

14.权利要求13的方法，其中步骤d)不导致所述固化的有机气凝胶与所述网状玻璃态碳前体分离。

15.权利要求13的方法，其中所述溶剂包括丙酮。

16.权利要求1-15中任意一项的方法，进一步包括使所述干燥且固化的有机气凝胶热解，以提供一种碳气凝胶复合材料，所述碳气凝胶复合材料包括一种嵌在一种多孔碳气凝胶基质中的网状玻璃态碳。

17.权利要求1-16中任意一项的方法，其中所述复合材料可耐受约-250℃至约2,150℃范围内的温度。

18.一种复合材料，包括：

a)一种网状玻璃态碳泡沫；以及

b)一种多孔碳气凝胶基质，

其中所述多孔碳气凝胶基质与所述网状玻璃态碳泡沫紧密接触，并且其中所述碳气凝胶复合材料的密度在0.05至约0.35g/cm³的范围内。

19.一种复合材料，包括

a)一种网状玻璃态碳泡沫；以及

b)一种多孔碳气凝胶基质，

其中所述多孔碳气凝胶基质与所述网状玻璃态碳泡沫紧密接触，并且其中所述碳气凝胶复合材料的表面积在约100m²/g至约1000m²/g的范围内。

20.权利要求17-19中任意一项的复合材料，其中所述复合材料可被加工为任何所需的尺寸和形状。

21.一种制品，含有权利要求17-20中任意一项的碳气凝胶复合材料。

22.一种热防护系统，含有权利要求17-20中任意一项的复合材料。