[发明专利]碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法

摘要

碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，涉及一种气凝胶复合材料。首先利用静电纺丝技术结合先驱体转化法制备纤维直径小，孔隙率高且孔隙互通，浸渍速度快、与基体相容性好的富碳碳化硅微纳米陶瓷纤维毡，经过酸-碱两步法配制二氧化硅溶胶，通过浸渗工艺将静电纺碳化硅陶瓷纤维毡或预制件浸入溶胶中，经过凝胶、陈化、老化、溶剂置换、超临界干燥等工艺后，得到碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料。所制备的复合材料具有密度低、比表面积大、超疏水、热导率低等特点以外，其强度韧性也得到大幅度提高，且富碳碳化硅纤维具有红外遮光作用，可提高复合材料的隔热效果和超高温稳定性。

主权项

碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）碳化硅纳米纤维毡的制备：以甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、无水乙醇、丙酮中的至少一种混合得到混合溶剂，将碳化硅陶瓷先驱体含硅聚合物溶于混合溶剂中，加入电解质，所得先驱体浓度为0.5～1.5g/mL，搅拌至完全溶解，得到成分均匀的纺丝液；再将纺丝液进行静电纺丝，得到先驱体含硅聚合物纳米纤维，干燥后氧化交联，再进行热处理，即得碳化硅纳米纤维毡；2）二氧化硅溶胶的制备：将正硅酸乙酯、乙醇、水和改性剂以摩尔比为1∶(3～9)∶(2～6)∶(0～0.01)混合于搅拌釜中，加入酸调节pH至4～6，然后，用碱调节体系的pH为7～9，得到凝胶时间不同的二氧化硅溶胶；3）碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料的制备：将步骤1）得到的碳化硅纳米纤维毡采用浸渗工艺浸渍步骤2）得到的二氧化硅溶胶，静置后形成凝胶，再将凝胶陈化，经过老化和溶剂置换后，将凝胶复合材料置于超临界釜中进行超临界干燥，得到表面疏水的碳化硅纤维毡增强的二氧化硅气凝胶复合材料。