[发明专利]一种PAN预氧纤维毛毡/二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法

说明书

发明公开了一种PAN预氧纤维毛毡/SiO₂气凝胶复合材料及其制备方法，该PAN预氧化纤维毛毡/SiO₂气凝胶复合材料由质量份数为100～120份PAN预氧纤维毛毡和10～150份的SiO₂气凝胶两种材料复合制备而成；其中SiO₂气凝胶材料是由硅源、第一助剂、遮光剂、化学干燥控制添加剂、酸性催化剂、碱性催化剂、老化液、第二助剂、表面疏水改性剂、第三助剂按质量份数比为25：(20‑80)：(5‑30)；(0.5‑10)：(0.1‑10)：(0.1‑10)：(20‑80)：(20‑80)：(20‑80)：(20‑80)在制备而得。本发明PAN预氧纤维毛毡/SiO₂气凝胶毛毡具有优异的隔热性能、稳定的化学性能、超疏水性能、高韧性、高强度以及寿命长的优点。本发明可以在隔热保温行业广泛应用。

技术领域

本发明属于保温绝热材料领域，具体涉及一种PAN预氧纤维毛毡/SiO₂复合材料及其制备方法。

背景技术

SiO₂气凝胶是一种低密度，低热导率和高气孔率的新型非晶体材料。在绝热材料中.SiO₂气凝胶特有的纳米多孔结构和骨架颗粒使其成为常温常压下导热系数最低的固体材料，在航天飞行器隔热瓦、热力管路系统的绝热以及透明保温隔热层中有着巨大的潜在应用价值，但由于SiO₂气凝胶强度低，韧性差，易碎裂无法单独应用，因此，SiO₂气凝胶与纤维、毛毡复合制备得到的复合材料，是SiO₂气凝胶在绝热领域的主要产品。

发明内容

为满足市场要求，本发明提供了一种在具有优良的疏水性能、耐高温性能、稳定的化学性能的PAN预氧化纤维毛毡/SiO₂气凝胶复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种PAN预氧化纤维毛毡/SiO₂气凝胶复合材料，由质量份数为100～120份PAN预氧化纤维毛毡和10～150份的SiO₂气凝胶复合制备而成；

所述PAN预氧化纤维毛毡是由PAN预氧化纤维毛毡经预处理液处理得到；按照质量份数，预处理液包括0-60份溶剂和0-20份的表面活性剂；

所述SiO₂气凝胶是由硅源、第一助剂、遮光剂、化学干燥控制添加剂、酸性催化剂、碱性催化剂、老化液、第二助剂、表面疏水改性剂、第三助剂按质量份数比为(15-30)：(20-80)：(5-30)；(0.5-10)：(0.1-10)：(0.1-10)：(2.5-100)：(20-80)：(20-80)：(20-80)制备而得。

所述的PAN预氧化纤维毛毡厚度为1mm-60mm，毛毡克重为100g/m²-4000g/m²。

所述的极限氧指数在30％-70％之间，纤维长度在10mm-150mm之间，线密度为1.2dtex-2dtex。

所述的溶剂包括水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、环戊酮、环己酮、正己烷、正庚烷中的任意一种或多种以上任意的组合；

所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十三烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十五烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十三烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠、十二烷基三甲基氯化铵、十三烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十五烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、乙氧基化酰胺、烷基咪唑啉、烷基咪唑啉盐、磷酸盐、磷酸酯、十二烷基二甲基季铵乙内盐中的任意一种或多种以上任意组合的水溶液。