[发明专利]一种超薄气凝胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超薄气凝胶材料，其特征在于：将有机布料或无机纤维表面毡为增强体与二氧化硅气凝胶复合，制备而成的超薄气凝胶卷材或片材，有机导热系数≤0.018w/mk，疏水角大于150°，采用有机布料的超薄气凝胶材料厚度在0.05～2mm，采用无机纤维表面毡的超薄气凝胶材料厚度在0.1～1.5mm。

2.根据权利要求1所述的超薄气凝胶材料，其特征在于：所述有机布料密度为0.05～0.2g/cm³，采用有机无纺布、有机有纺布、有机滤布或绝缘布。

3.根据权利要求2所述的超薄气凝胶材料，其特征在于：所述有机布料为棉、毛、麻、丝、涤纶、锦纶、氨纶、腈纶、芳纶、粘胶中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的超薄气凝胶材料，其特征在于：所述无机纤维表面毡密度为0.05～0.2g/cm³，采用玻璃纤维表面毡、玻璃纤维地板毡或碳纤维表面毡。

5.根据权利要求4所述的超薄气凝胶材料，其特征在于：所述玻璃纤维表面毡中粘结剂的含量为0～30％。

6.一种根据权利要求1至5任一所述超薄气凝胶材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)溶胶制备：将正硅酸乙酯、无水乙醇、水、氨水、氟化铵配成二氧化硅溶胶；

(2)纤维浸胶：将有机布料或无机纤维表面毡成卷或裁切片材整齐堆叠放置在容器中，用步骤1制备的二氧化硅溶胶充分浸润有机布料或表面毡；

(3)凝胶老化：在室温条件下，溶胶在有机布料或表面毡材料的空隙中凝胶，得到湿凝胶复合材料，凝胶复合材料继续老化12～60小时；

(4)湿凝胶解卷复卷：步骤3得到的凝胶复合材料厚度在0.5mm以上的进行解卷复卷，厚度在0.5mm以下的不进行解卷复卷；

(5)表面改性：用疏水试剂与无水乙醇配置疏水溶液，将步骤4得到的凝胶复合材料浸泡入疏水溶液中与其充分接触，浸泡时间为6～48小时；

(6)干燥处理：将改性后的凝胶复合材料转移至超临界干燥釜内，干燥温度为45～65℃，干燥压力为8～15MPa，时间为6～24小时，之后解卷复卷得到超薄气凝胶材料。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中正硅酸乙酯、无水乙醇、水、氨水、氟化铵按摩尔比1：4～15:1～4:5×10^-4～2×10^-3:5×10^-5～2×10^-4配置。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5中疏水试剂为三甲基乙氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，六甲基二硅氮烷中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述疏水试剂与无水乙醇配置的体积比为1:30～1:10。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤6中超临界干燥釜内的介质为二氧化碳。