[发明专利]一种累托石基阻燃气凝胶及其制备和应用

权利要求书

1.一种累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，包括聚苯胺/聚乙烯醇复合气凝胶、以及原位复合在该复合气凝胶中的累托石@纤维素纳米晶复合材料；

所述的累托石@纤维素纳米晶复合材料包括二维的累托石以及复合在其层间和/或表面的一维纤维素纳米晶；

所述累托石是钠基和/或钙基累托石；

所述累托石为累托石原矿和/或其改性材料；所述的改性材料为累托石原矿在400~500℃的热改性处理的材料；

所述的纤维素纳米晶为经桉木浆水解，氢氧化钠催化，然后羧甲基化反应获得；

所述的纤维素纳米晶长度为0.1至0.5μm，直径为3至10nm；

累托石、纤维素纳米晶的重量比为2~12:1；

累托石、聚苯胺的重量比为1：0.01~0.5：

累托石、PVA的重量比为1:0.5~3；

所述的累托石基阻燃气凝胶通过以下步骤制得：

步骤(1)：

将纤维素纳米晶、累托石在溶液中进行自组装，得到累托石@纤维素纳米晶复合材料的悬浮液A；

步骤(2)：

向步骤(1)的悬浮液A中添加苯胺、无机酸和氧化剂，进行原位聚合，得到分散有累托石@纤维素纳米晶复合材料-聚苯胺的分散液B；

步骤(3)：

将分散液B与聚乙烯醇溶液混合，随后将混合溶液进行冷冻干燥，得到所述的阻燃气凝胶。

2.如权利要求1所述的累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，累托石、纤维素纳米晶的重量比为6~10:1。

3.如权利要求1所述的累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，累托石、聚苯胺的重量比为1：0.025~0.25。

4.如权利要求1所述的累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，累托石、聚苯胺的重量比为1:0.025~0.1。

5.如权利要求1所述的累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，累托石、PVA的重量比为1:0.8~1.2。

6.如权利要求1所述的累托石基阻燃气凝胶，其特征在于，所述气凝胶的孔隙率为80-90%；密度为0.01-0.5g/ cm³。

7.一种权利要求1~6任一项所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：

将纤维素纳米晶、累托石在溶液中进行自组装，得到累托石@纤维素纳米晶复合材料的悬浮液A；

步骤(2)：

向步骤(1)的悬浮液A中添加苯胺、无机酸和氧化剂，进行原位聚合，得到分散有累托石@纤维素纳米晶复合材料-聚苯胺的分散液B；

步骤(3)：

将分散液B与聚乙烯醇溶液混合，随后将混合溶液进行冷冻干燥，得到所述的阻燃气凝胶。

8.如权利要求7所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，纤维素纳米晶、累托石的质量比为1:2~10。

9.如权利要求7所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，悬浮液A中，累托石@纤维素纳米晶复合材料的重量浓度为1-4%。

10.如权利要求7所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，苯胺的用量相对于累托石的重量比0.01~0.5：1。

11.如权利要求10所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，苯胺的用量相对于累托石的重量比为0.025~0.25:1。

12.如权利要求10所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，苯胺的用量相对于累托石的重量比为0.025~0.1:1。

13.如权利要求7所述的累托石基阻燃气凝胶的制备方法，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、磷酸中的一种或者两种混合。