[发明专利]一种铝硅气凝胶复合板的制备方法

说明书

本发明提供了一种铝硅气凝胶复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将氧化铝气凝胶与二氧化硅气凝胶粉末加入到乙醇水溶液中，搅拌混合均匀，得到分散液；步骤2：将10‑30重量份的无机增强纤维加入到120‑260重量份步骤1所得的分散液中浸渍，搅拌均匀，得到混合体系；步骤3：将无机胶凝材料与水混合，取10‑50重量份所得混合物加入到步骤2所得的混合体系中，再加入1‑5重量份胶凝固化剂，搅拌混合均匀，倒入模具中，放置形成凝胶，烘干，得到铝硅气凝胶复合板。本发明所述的这种制备方法解决了现有技术中的强度低，结构不稳定，耐热性较差等技术问题，制备的铝硅气凝胶复合板具有耐高温、力学强度高等优势，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于气凝胶绝热材料制备技术领域，涉及一种耐高温的铝硅气凝胶复合板的制备方法。

背景技术

气凝胶是一种超轻的以气体为分散介质的具有三维网络结构的多孔性凝聚态物质。目前的气凝胶主要是指一种以纳米量级超细微粒所聚集成的固体材料，其密度可低至0.003g/cm³、气孔率可高达80％～99.8％、比表面积可达1000m²/g以上，常温常压下的导热系数可低至0.012W/m·K。气凝胶的独特结构及低热导率、低密度的特性决定其最重要的应用之一是作为超级隔热材料，广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

目前研究和应用比较广泛的是二氧化硅体系的气凝胶复合材料，但是二氧化硅气凝胶高温稳定性差，长期使用温度不高于650℃，因而难以在更高使用温度环境下应用。因此，寻求耐高温的气凝胶隔热复合材料是国际上研究的主要方向。在众多的气凝胶中，氧化铝气凝胶热导率低，是制备耐高温隔热材料的理想材料。Al₂O₃气凝胶最早是由美国的Yoldas制备出来,他采用金属有机化合物在催化剂的作用下水解、聚合形成凝胶。由于Al₂O₃气凝胶的高温热稳定性相较于SiO₂气凝胶要好，在作为高温隔热材料及优良催化剂和催化剂载体方面得到了广泛的关注,成为目前气凝胶研究领域的热点之一。

专利CN201710081652公开了一种基于硅铝复合气凝胶的柔性隔热复合材料的制备方法，其制备方法是将二氧化硅溶胶与氧化铝溶胶混合，注入莫来石纤维中浸渍，然后进行溶剂置换和老化，冷冻干燥处理。该发明采用冷冻干燥方法，以莫来石纤维作为增强相，在芳纶织物表面附着该柔性隔热复合材料，它解决了现有充气式再入减速器迎风面材料的耐热冲击性能和耐温性能不强的问题，具有良好的耐温性能和耐热冲击性能。

专利CN201711280923公开了一种硅铝复合气凝胶粉末的制备方法。具体制备方法是将高温活化处理的粉煤灰经过酸溶液和碱溶液处理、pH值调节后老化，乙醇溶剂替换，六甲基二硅醚表面改性，最后进行常压干燥、粉碎和筛分，得到硅铝复合气凝胶粉末。该制备方法具有原料来源广、价格低廉、制备工艺简单、适合工业化大规模生产等优点。

目前已公开的专利主要涉及硅铝气凝胶材料的制备方法，采用不同原料制备氧化铝和二氧化硅溶胶等前驱体，采用超临界干燥、冷冻干燥和常压干燥技术得到气凝胶粉末或纤维复合材料，这一类制备方法得到的气凝胶材料存在脆性大、强度低、结构不稳定等问题，限制了其在高温隔热方面的发展应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝硅气凝胶复合板的制备方法，所述的这种制备方法解决了现有技术中的强度低，结构不稳定，耐热性较差等技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种铝硅气凝胶复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将氧化铝气凝胶与二氧化硅气凝胶粉末按照重量比为(1～5):1加入到乙醇水溶液中，所述的氧化铝气凝胶与二氧化硅气凝胶粉末的总重量与乙醇水溶液的重量比为2～5:10，搅拌混合均匀，得到分散液；