[发明专利]一种气凝胶复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气凝胶复合材料及其制备方法，其特征在于，主要由气凝胶粉体和热熔胶组成，所述气凝胶粉体在所述热熔胶中为纳米多孔结构。本发明的气凝胶复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）将所述气凝胶粉体与所述热熔胶粉体混合，机械搅拌；（2）对步骤（1）的干混合料进行热压成型。本发明的气凝胶复合材料中气凝胶粉体为纳米多孔结构，具有优异的保温隔热性能和力学性能，市场应用前景巨大。

技术领域

本发明涉及一种保温材料，尤其涉及一种气凝胶复合材料及其制备方法，属于轻质、绝热、隔音材料等领域。

背景技术

气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的轻质、保温隔热、防火、隔音、减震吸能特性，可广泛应用于国防军工、安保反恐等军事领域以及绿色建筑、热量传输、公共交通、金融设备防护等民用领域。

然而，正因为气凝胶固有的缺陷，如强度低、脆性大等，因此，在不破坏气凝胶纳米多孔结构的前提下，将气凝胶与其他材料复合，有望提高气凝胶及复合材料的力学性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种气凝胶复合材料及其制备方法。

一种气凝胶复合材料，主要由气凝胶粉体和热熔胶组成，所述气凝胶粉体在所述热熔胶中为纳米多孔结构。

在其中一个实施例中，所述热熔胶为乙烯-醋酸乙烯共聚物粉体、乙烯丙烯酸乙酯共聚物粉体、聚乙烯醇粉体、聚乙烯粉体、聚氯乙烯粉体、聚氨酯粉体中的一种或多种。

一种气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将所述气凝胶粉体与所述热熔胶粉体混合，机械搅拌；

（2）对步骤（1）的干混合料进行热压成型。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）还可以加入相变储能材料、阻燃剂、其他保温材料。

在其中一个实施例中，所述相变储能材料为微胶囊包覆的无机水和盐、高级脂肪烃、多元醇、多羟基羧酸中的一种或多种；所述阻燃剂为成炭剂、发泡剂、催化剂；所述成炭剂为季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、环己六醇中的一种或多种；所述发泡剂为三聚氰胺、尿素、聚酰胺、双氰胺、氯化石蜡、聚脲、密胺、甘氨酸中的一种或多种；所述催化剂为聚磷酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、甲酸中的一种或多种；所述阻燃剂还包括氢氧化镁、改性氢氧化镁、氢氧化铝、改性氢氧化铝、硼砂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述步骤（1）前包括气凝胶粉体的疏水改性步骤。

在其中一个实施例中，所述疏水改性为在密闭的疏水改性剂气相环境中对气凝胶粉体进行疏水改性。

在其中一个实施例中，所述疏水改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合物。

在其中一个实施例中，所述步骤（2）中热压成型的温度为50~300℃，压力为0.01~100MPa，处理时间为10~300min。

上述一种气凝胶复合材料的导热系数为0.015~0.035 W/m·K，具有优异的力学性能，表面不掉粉，应用前景广泛。

具体实施方式