[发明专利]一种高性能隔热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述纤维增强型气凝胶隔热材料包含二氧化硅气凝胶和纤维材料，所述二氧化硅气凝胶以二氧化硅水溶胶为原料，通过添加催化剂来制备。

2.如权利要求1所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述催化剂选自盐酸、氢氟酸、氨水和氟化铵水溶液组成的组中的一种或两种以上的组合。

3.如权利要求1或2所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述纤维材料为选自由下列纤维材料组成的组中的一种或者两种以上的组合：石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、碳纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硼纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、丙纶纤维和纤维素纤维；另外优选的是，所述纤维材料选自如下纤维材料组成的组中的一种或者多种的组合：石英纤维、高硅氧纤维、硅酸铝纤维、碳纤维、莫来石纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维和氮化硼纤维。

4.如权利要求1～3中任一项所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述纤维材料的体积密度为0.005g/cm³～1.00g/cm³，优选为0.01g/cm³～0.30g/cm³。

5.如权利要求1～4中任一项所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述纤维增强型气凝胶隔热材还包含红外遮蔽材料；优选的是，所述红外遮蔽材料为具有红外反射特性的功能性材料或者具有红外辐射特性的功能性材料。

6.如权利要求1～5中所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，所述二氧化硅气凝胶的颗粒尺寸小于100nm；孔径小于100nm；体积密度为0.01g/cm³～0.50g/cm³，优选为0.01g/cm³～0.30g/cm³。

7.如权利要求1～6中任一项所述的纤维增强型气凝胶隔热材料，其中，在制备所述二氧化硅气凝胶复合材料的过程中进行了超临界干燥处理。

8.一种制备纤维增强型气凝胶隔热材料的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)溶胶的制备：向二氧化硅水溶胶中加入催化剂并混合，制得溶胶；

(2)溶胶浸胶和胶凝：将纤维材料浸入所述溶胶中，在室温或加热条件下胶凝，得到纤维增强型二氧化硅湿凝胶；

(3)老化：在室温或加热条件下进行8小时～168小时的老化；

(4)溶剂置换：将老化后的纤维增强湿凝胶材料放入醇溶剂或酮溶剂中，使水含量低于1％；

(5)疏水化：将完成溶剂置换的纤维增强湿凝胶放到含有0.5体积％～10体积％的疏水化试剂的无水乙醇溶液中，室温静置1小时～24小时；然后将湿凝胶取出，放在无水乙醇中进行溶剂置换；优选的是，在无水乙醇中进行的溶剂置换分两次进行，每次24小时～120小时；

(6)超临界干燥处理：对经疏水化的所述纤维增强湿凝胶进行超临界干燥处理，制得纤维增强型气凝胶隔热材料样件。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述凝胶化反应过程包括：

在搅拌过程中，向作为原料的二氧化硅水溶胶中缓慢加入催化剂，将体系pH调节为6～8；在室温或者30℃～80℃的加热温度下老化，所述加热温度优选为30℃～50℃；凝胶时间为1分钟～64小时，优选为：1～2小时。

10.由权利要求8或9所述的方法制备的纤维增强型气凝胶隔热材料。