[发明专利]纤维交联气凝胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纤维交联气凝胶复合材料，其特征在于按质量百分比由以下物质组成：纤维1～15%，聚脲55～80%，二氧化硅14～40%；

其制备方法是：在二氧化硅气凝胶骨架表面附着一层纳米级的聚脲有机层制得交联二氧化硅气凝胶基体；以纤维为增强体，将纤维增强体均匀的分散在交联二氧化硅气凝胶基体中制得。

2.根据权利要求1所述的纤维交联气凝胶复合材料，其特征在于：所述纤维为玻璃纤维、陶瓷纤维或有机纤维中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的纤维交联气凝胶复合材料，其特征在于：所述纤维为短切纤维、纤维毡或纤维布。

4.一种纤维交联气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照TEOS、水和HCl摩尔比为1：4～6：4×10^-3～6×10^-3溶于无水乙醇磁力搅拌15～40min制得A液，无水乙醇与TEOS的体积比为2.3～12：1；

将APTES溶于无水乙醇中搅拌均匀制得B液，A液和B液所用无水乙醇的量相同，APTES与TEOS的体积比为1:2.25；

A液和B液所用无水乙醇的量相同；

（2）将步骤（1）中制备的A液和B液混合搅拌均匀并迅速与纤维混合待凝胶后置于30～60 ℃烘箱中老化24 小时～72 小时，老化完成后用无水乙醇浸泡洗涤24～36小时；之后用丙酮浸泡洗涤24～36小时得到湿凝胶；

（3）按N3200与丙酮的体积比为1：4～7，将N3200分散于丙酮中制得交联溶液，将步骤（2）得到的湿凝胶完全浸泡于交联溶液中30～60 ℃恒温振荡8 小时～72 小时；交联溶液的用量为湿凝胶体积的2～3倍；

（4）将步骤（3）得到的湿凝胶用丙酮浸泡洗涤24～36小时；

（5）再正己烷浸泡洗涤24～36小时，完成后在25 ℃～60 ℃下常压干燥得到纤维交联气凝胶复合材料。

5.根据权利要求4所述的纤维交联气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维为短切纤维；混合时，将短切纤维加入A液和B液的混合液中后迅速用超声振荡分散，短切纤维的加入量为所述混合液质量的0.2%～3%。

6.根据权利要求4所述的纤维交联气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维为纤维布；混合时先将纤维布均匀的铺放在容器内，纤维布的层间距在1～5mm，再将A、B混合液倒入容器后抽真空，A、B混合液的加入量为至所述混合液刚好全部浸泡纤维布。

7.根据权利要求4所述的纤维交联气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述纤维为纤维毡；混合时先将纤维毡平铺于容器内再将A、B混合液倒入容器后抽真空，A、B混合液的加入量为至所述混合液刚好全部浸泡纤维毡。

8.根据权利要求4所述的纤维交联气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）、步骤（4）和步骤（5）所述的浸泡洗涤均在30 ℃～60 ℃恒温振荡条件下完成，所述浸泡洗涤为每12 小时换液一次。