[发明专利]一种纳米纤维气凝胶弹性体及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种纳米纤维气凝胶弹性体，其特征在于，所述纳米纤维气凝胶弹性体以含有机硅氧烷、酸、纳米纤维的原料，通过水解、溶胶-凝胶化反应、冷冻及冷冻干燥、获得；其中所述有机硅氧烷为侧链含有不饱和基团的有机硅氧烷和/或饱和侧链的有机硅氧烷。

2.根据权利要求1所述纳米纤维气凝胶弹性体，其特征在于，所述纳米纤维气凝胶弹性体具有取向纤维网络结构，有机硅氧烷质量分数为10-50％，纳米纤维质量分数为50-90％。

3.一种纳米纤维气凝胶弹性体的制备方法，包括：

(1)将有机硅氧烷、含酸溶液混合，水解，得到硅溶胶；其中有机硅氧烷为侧链含有不饱和基团的有机硅氧烷和/或饱和侧链的有机硅氧烷；

(2)将硅溶胶、纳米纤维分散液混合，搅拌，得到混合分散液，冷冻、冷冻干燥，加热促缩聚处理，得到纳米纤维气凝胶弹性体。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中饱和侧链的有机硅氧烷为：将侧链含有不饱和基团的有机硅氧烷、引发剂、助引发剂，聚合反应，得到饱和侧链的有机硅氧烷。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述引发剂为过氧化二叔丁基DTBP、偶氮二异丁腈AIBN、过氧化苯甲酸叔丁酯TBPB、过氧化(2-乙基)己酸叔丁酯TBPO中的一种或几种，所述助引发剂为过氧化苯甲酰BPO、过氧化环己酮CHP、三烯丙基三聚氰酸酯TAC、三烯丙基异三聚氰酸酯TAIC、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯TMPTMA中的一种或几种；所述侧链含有不饱和基团的有机硅氧烷、引发剂、助引发剂的质量比为(80-90)：

(1-10)：(1-10)；所述聚合反应为水热釜进行聚合，填充体积百分比为60-80％，聚合温度为80-150℃，聚合时间为36-48h。

6.根据权利要求3或4所述制备方法，其特征在于，所述侧链含有不饱和基团的有机硅氧烷为(4-乙烯基苯基)三甲氧基硅烷、(1-苯基乙烯基)三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含酸溶液为叔丁醇，醋酸和水的混合溶液；所述混合溶液中叔丁醇、醋酸、水的质量比为(10-20)：(10-20)：

(60-80)；所述有机硅氧烷和含酸溶液的质量比为(10-25)：(75-90)；水解温度为25-60℃，水解时间为30-60分钟，得到透明硅溶胶溶液。

8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中硅溶胶、纳米纤维分散液的质量比为(1-5)：(95-99)；所述纳米纤维为超细玻璃纤维、细菌纤维素、聚酰亚胺纳米纤维、无机二氧化硅纳米纤维中的一种或几种；所述纳米纤维分散液的质量百分浓度为5-15％。

9.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷冻为在-193到-20℃条件下冷冻；冷冻干燥为真空冷冻干燥：在真空度低于10Pa的真空环境下冷冻干燥聚合2-3天；所述加热促缩聚处理温度为40-90℃，处理时间6-12小时。

10.一种权利要求1所述纳米纤维气凝胶弹性体在保温隔热材料、油水分离材料、海水淡化材料中的应用。