[发明专利]一种可变形气凝胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可变形气凝胶材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将2,2’-二[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和4,4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐溶于第一有机溶剂中进行缩聚反应，得到反应溶液；

(2)往步骤(1)得到的反应溶液中加入1,1,1-三[4-(氨基苯氧基)苯基]乙烷和第二有机溶剂，得到聚酰胺酸溶液，然后往所述聚酰胺酸溶液中加入气相二氧化硅纳米颗粒并搅拌均匀，得到掺有气相二氧化硅纳米颗粒的聚酰胺酸溶液；

(3)将步骤(2)得到的掺有气相二氧化硅纳米颗粒的聚酰胺酸溶液在密封条件下于40℃真空烘箱中处理1～5h，之后静置以消泡，再经不同温度阶段加热程序进行热亚胺化，得到聚酰亚胺湿凝胶；

(4)将步骤(3)得到的聚酰亚胺湿凝胶依次进行老化步骤、溶剂置换步骤和超临界干燥步骤，制得具有三维纳米网络结构的可变形气凝胶材料；所述可变形气凝胶材料的孔隙率不小于85％，形状回复率不小于90％，耐温极限温度不低于390℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(3)中，所述不同温度阶段加热程序为：依次经过50～150℃下保温1.5～2.5h，100～300℃下保温1.5～2.5h，100～250℃下保温1.5～2.5h，100～300℃下保温0.5～1.5h，150～400℃下保温0.5～1.5h和100～500℃下保温0.5～1.5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述2,2’-二[4-(3-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、所述4,4’-(六氟异丙烯)二酞酸酐、所述第一有机溶剂、所述1,1,1-三[4-(氨基苯氧基)苯基]乙烷、所述第二有机溶剂和所述气相二氧化硅纳米颗粒的用量的质量比为(0.2～5)：(0.01～5)：(5～20)：(0.0001～0.1)：(1～12)：(0.001～5)。

4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于：

所述缩聚反应为室温下搅拌反应5～48h；和/或

所述第一有机溶剂和/或第二有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种。

5.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于：

在步骤(4)中，所述老化步骤包括：将所得到的聚酰亚胺湿凝胶于室温下老化2～72h，然后于25～80℃下老化12～96h。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

在所述老化步骤过程中，每隔18～24h将第一有机溶剂或第二有机溶剂铺展在所述聚酰亚胺湿凝胶的表面。

7.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述溶剂置换步骤在酮溶剂中进行，溶剂置换的时间为2～3天，所述溶剂置换重复的次数为1～5次；

所述酮溶剂选自丁酮和丙酮组成的组。

8.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的超临界干燥以丙酮作为干燥介质，包括：将依次经过老化步骤和溶剂置换步骤后的聚酰亚胺湿凝胶装于超临界干燥设备中并将所述超临界干燥设备置于高压釜中，在高压釜中加入丙酮并密封，使高压釜内的液体压力为10～50MPa，温度为20～50℃，保持所述压力和温度12～96h，然后将丙酮和超临界干燥过程中产生的流体排出，制得所述可变形气凝胶材料。

9.由权利要求1至8任一项所述的制备方法制得的可变形气凝胶材料。

10.根据权利要求9所述的可变形气凝胶材料，其特征在于：

所述可变形气凝胶材料的孔径大小为5～200nm，孔隙率不小于85％，形状回复率不小于90％，玻璃化转变温度不小于180℃。