[发明专利]一种玻璃纤维毡增强二氧化硅气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种玻璃纤维毡增强二氧化硅气凝胶，其特征在于所述气凝胶原料由重量组分为40～70份的玻璃纤维毡、4～30份的二氧化硅气凝胶胶液、2～10份的改性剂和0.5～1份水溶性酚醛树脂溶液四部分组成；所述玻璃纤维毡密度为5～8kg /m³，纤维平均直径为0.5～3μm，长径比为20～300；所述二氧化硅气凝胶胶液各组分体积组分为：15～20份硅源前驱体∶25～150份无水乙醇∶1～4份水解催化剂∶2～6份凝胶催化剂∶30～60份蒸馏水；所述改性剂的各组分重量组分为：柔性丙烯酸10～35份、硅油0.5～3份、硅烷0.05～0.2份、硫酸铵0.5～6份、蒸馏水20～45份；所述水溶性酚醛树脂溶液浓度为15～20％，酚醛树脂分子量2000～3000：该玻璃纤维毡增强二氧化硅气凝胶的制备方法包括下述顺序的步骤：

(1)将硅源前驱体、无水乙醇、水解催化剂和蒸馏水按比例混合，调节水解催化剂和蒸馏水的量控制pH 为3.5～4.5，得到溶胶溶液；

(2)将硅油、硅烷按比例溶解于蒸馏水中，搅拌水解10～15h，按比例加入硫酸铵和柔性丙烯酸得到改性剂，并将改性剂与步骤(1)制备的溶胶溶液均匀混合制得混合液备用；

(3)用高碱玻璃球在1250～1300℃条件下熔化拉制一次丝，控制1次丝直径为0.2～0.5mm，再通过260～300℃、280～320m/s的高速气流对一次丝进行二次拉丝，并通过集棉机收集和喷洒水溶性洒酚醛树脂溶液，经过210～220℃固化3～5min得到玻璃纤维棉毡；

(4)将玻璃纤维棉毡裁减成所需要的形状和大小，放入可移动模具中，将步骤(2)制得的混合液与凝胶催化剂均匀混合制得二氧化硅气凝胶胶液，将二氧化硅气凝胶胶液注入可移动模具中，密封、抽真空、加热模具，使得气凝胶胶液在0.75～0.9MPa，30～40℃条件下静置10～30min，完成凝胶化处理；

(5)将完成凝胶化处理的材料放入乙醇溶液中在40～50℃、密闭条件下浸泡陈化20～40h，得到玻璃纤维毡-二氧化硅气凝胶复合材料；

(6)将玻璃纤维毡-二氧化硅气凝胶复合材料放置于烘箱中在60-90℃、常压条件下老化24～50h，得到玻璃纤维毡增强二氧化硅气凝胶。

2.根据权利要求1所述的气凝胶，其特征在于所述的制备方法(4)中可移动模具数目为2～10个，每个模具都带有抽真空系统和加热系统，可移动模具位于平行轨道上或者等距离分布于球形轨道上，可移动模具移动过程中模具始终保持水平状态，当其中一个可移动模具进行密封、抽真空、加热工作时，下一个可移动模具就自动移动到上级传送带接收刚裁减好的玻璃纤维棉毡。