[发明专利]一种气凝胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种气凝胶复合材料，其特征在于：所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料；

所述的气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：

（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；

（2）将二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为60~250Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；

（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料；

所述二氧化硅溶胶为未催化的二氧化硅溶胶或催化后的二氧化硅溶胶；

采用未催化的二氧化硅溶胶进行喷射时，将未催化的二氧化硅溶胶和催化剂同时通过不同的水刺机进行高压喷射，或者先喷射未催化的二氧化硅溶胶再喷射催化剂；所述未催化二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30）的硅源、乙醇和水混合均匀，得到未催化的二氧化硅溶胶；所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1；

取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到催化后二氧化硅溶胶；所述硅源、乙醇和水的摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30），所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。

2.一种权利要求1所述的气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；

（2）将二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为60~250Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；

（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料，

所述二氧化硅溶胶为未催化的二氧化硅溶胶或催化后的二氧化硅溶胶；

采用未催化的二氧化硅溶胶进行喷射时，将未催化的二氧化硅溶胶和催化剂同时通过不同的水刺机进行高压喷射，或者先喷射未催化的二氧化硅溶胶再喷射催化剂；所述未催化二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30）的硅源、乙醇和水混合均匀，得到未催化的二氧化硅溶胶；所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1；

取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到催化后二氧化硅溶胶；所述硅源、乙醇和水的摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30），所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。

3.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）还包括对所述叠层纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。

4.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中纤维网胎为玻璃纤维网胎、预氧丝纤维网胎、碳纤维网胎、硅酸铝纤维网胎或者对废弃的气凝胶毡进行梳理得到的纤维网胎。

5.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丁酯、正硅酸异丙酯、烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述烷基烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂为碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或两种的组合。

6.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中干燥处理的前或后还包括疏水改性处理步骤。

7.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述叠层纤维网胎在不透水传送带上通过水刺机进行水刺。