[发明专利]一种纳米孔SiO2气凝胶绝热复合材料及其制备方法

权利要求书

1、一种SiO₂纳米孔气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述复合材料是由硅醇盐配制的硅溶胶、红外遮光剂和增强纤维混合浇注而成的纳米孔气凝胶绝热复合材料，所述的红外遮光剂是以醇为分散剂的铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和TiO₂的纳米复合醇浆料；所述的增强纤维为不与溶胶反应，同时能承受超临界流体干燥条件的纤维。

2、根据权利要求1一种纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述的硅醇盐和ITO的重量比为：1：0.005～0.2；所述的硅醇盐和增强纤维的重量比为1：0.3～3。

3、根据权利要求1一种纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述的硅醇盐与ITO、TiO₂的重量比为：1：0.005～0.2：0.01～0.3。

4、根据权利要求1所述的一种纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料，其特征在于所述增强纤维为玄武岩纤维，石英纤维，高硅氧纤维，硅酸铝纤维，碳纤维或玻璃纤维。

5、权利要求1所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)硅溶胶配制：将硅醇盐与表面改性剂、去离子水、醇溶剂，酸性和碱性催化剂混合配制硅溶胶；(2)将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和TiO₂的纳米复合醇浆料混合形成复合溶胶，再将增强纤维和复合溶胶混合后，浇入模具中；(3)通过超临界流体干燥含有湿凝胶的纤维增强复合体。

6、根据权利要求5所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，超声波作用下将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和TiO₂的纳米复合醇浆料、增强纤维混合。

7、根据权利要求5或6所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，硅溶胶配制方法如下：采用两步法，首先将硅醇盐、表面改性剂和醇溶剂混合搅拌均匀后，再将水和酸性催化剂滴加进去搅拌，等其充分水解后，再将碱性催化剂滴加进去搅拌得到硅溶胶，其中硅醇盐：表面改性剂：醇溶剂：去离子水：酸性催化剂：碱性催化剂摩尔比为1：0.1～1：3～10：2～9：0.0008～0.0054：0.0005～0.008。

8、根据权利要求7所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述的硅醇盐为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述表面改性剂为含1-8个C原子的烷氧基硅烷；所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述酸性催化剂为盐酸、氢氟酸或醋酸；所述碱性催化剂为氨水或氢氧化钠。

9、根据权利要求7所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂为二甲基二乙氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二丁氧基硅烷、三甲基氯硅烷。

10、根据权利要求7或8所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述的硅醇盐为正硅酸乙酯，所述表面改性剂为二甲基二乙氧基硅烷，所述醇溶剂为乙醇，所述酸性催化剂为盐酸，所述碱性催化剂为氨水。

11、根据权利要求5或6所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述的ITO纳米醇浆料或ITO和TiO₂纳米复合醇浆料制备如下：以乙醇或异丙醇为分散介质，通过机械球磨方式将ITO纳米粉体材料或ITO和TiO₂的纳米复合粉体材料分散于乙醇或异丙醇中，形成质量分数不高于30％的悬浮溶液。

12、根据权利要求11所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述ITO纳米粉体材料或ITO和TiO₂的纳米复合粉体材料分散于乙醇中。

13、根据权利要求5所述的纳米孔SiO₂气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所述的超临界流体干燥过程，其干燥介质为乙醇或异丙醇，将含有湿凝胶的纤维复合成型体放入超临界流体干燥设备中，预充2～4MPa的氮气，再以50～100℃/小时的升温速度加热到250～300℃，保温1～2小时，再以1～4MPa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫10～30分钟。