一种介孔复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种介孔复合材料的制备方法。本发明专利技术提供一种介孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：将介孔材料与纤维和/纤维制品混合、热处理，制备获得所述介孔复合材料，所述介孔材料为含硅的介孔材料。本发明专利技术所提供的介孔复合材料的制备方法制备获得的复合材料常温下具有低的导热系数，最低可以达到0.007w/(m·k)，同时复合结构在高温下保持稳定，具有良好的产业化前景。

【技术实现步骤摘要】
一种介孔复合材料的制备方法
本专利技术涉及材料领域，特别是涉及一种介孔复合材料的制备方法。
技术介绍
隔热保温材料可以广泛地应用于各种领域，传统隔热保温材料的种类众多，例如泡沫玻璃、硅酸钙、膨胀珍珠棉、玻璃纤维制品、聚氨酯和可发性聚苯乙烯板等，但这些材料的导热系数一般都比较高，对于高分子发泡材料来说还存在易燃、烟毒性等问题，对于很多使用场合来说这样的隔热保温效果仍然不是非常理想，并且随着高效，节能，环保一体化的新政推出，隔热保温材料的发展也将面临极大的挑战。现有的隔热材料虽然在不断完善，但由于社会的迅速发展，仍然无法满足越来越苛刻的隔热环境和隔热要求，为了使生产设备运转良好，并能有效防止热能散失，急切需要研制出高性能的高温隔热材料，因此，对此类材料的性能改进仍然是本领域一个研究热点。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种介孔复合材料的制备方法、该制备方法制备获得的介孔复合材料及其用途，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种介孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：将介孔材料与纤维和/纤维制品混合、热处理，制备获得所述介孔复合材料，所述介孔材料为含硅的介孔材料。在本专利技术一些实施方式中，所述热处理的温度为25-1000℃；在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料与纤维和/纤维制品的质量比为1：0.01-50。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料的孔径变化范围不大于30nm，和/或所述介孔材料孔壁的变化范围不大于5nm。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔复合材料中介孔材料的孔径为2-50nm。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔复合材料中介孔材料的孔容为0.1-6ml/g。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔复合材料中介孔材料的孔壁为1-10nm。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔复合材料中介孔材料的孔隙率为25-99％。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料为硅基介孔材料，所述硅基介孔材料为纯的硅基介孔材料或掺杂有除Si、O以外其他元素的硅基介孔材料。在本专利技术一些实施方式中，所述硅基介孔材料选自M41S系列硅基介孔材料、HMS系列硅基介孔材料、MSU系列硅基介孔材料、SBA系列硅基介孔材料、FDU系列硅基介孔材料、ZSM系列硅基介孔材料、KIT系列硅基介孔材料、HOM系列硅基介孔材料、FSM系列硅基介孔材料、AMS系列硅基介孔材料、IBN系列硅基介孔材料、TUD系列硅基介孔材料中的一种或它们的任意组合。在本专利技术一些实施方式中，掺杂的元素选自C、B、Ti、V、Cr、Co、Mn、Fe、Ni、Zr、Cu、Ca、Cd、Sn、Ce、Sm、Pr、Nb、W、La、Al、In、Ga、Ge、Ru、Zn、Mo中的一种或它们的任意组合。在本专利技术一些实施方式中，掺杂量按质量百分比计，为硅基介孔材料总质量的0.001％-40％。在本专利技术一些实施方式中，所述纤维为含有硅的纤维。在本专利技术一些实施方式中，所述纤维选自矿物纤维、合成纤维和无机纤维中的一种或它们的任意组合。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料为未去除结构导向剂的介孔材料和/或已去除至少部分结构导向剂的介孔材料。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料的制备方法包括如下步骤：将硅源在结构导向剂、溶剂存在的条件下反应。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料的制备方法还包括如下步骤：将所得产物去除至少部分结构导向剂。在本专利技术一些实施方式中，所述硅源为有机硅源和/或无机硅源；在本专利技术一些实施方式中，所述结构导向剂为表面活性剂型结构导向剂和/或非表面活性剂型结构导向剂；在本专利技术一些实施方式中，所述硅源与结构导向剂的摩尔比为1：0.0001-5；在本专利技术一些实施方式中，所述硅源与溶剂的摩尔比为1：3-400；在本专利技术一些实施方式中，将硅源在结构导向剂、溶剂和催化剂存在的条件下，制备获得介孔材料，反应体系为酸性、中性或碱性，反应体系的pH为0.5-12。在本专利技术一些实施方式中，所述催化剂选自酸催化剂、碱催化剂中的一种或它们的任意组合。本专利技术第二方面提供所述制备方法制备获得的介孔复合材料。在本专利技术一些实施方式中，所述介孔材料和纤维之间以-Si-O-Si-键复合。本专利技术第三方面提供所述介孔复合材料在制备隔热保温材料中的用途。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术通过热处理的方式将介孔材料与纤维复合，从而提供了一种以-Si-O-Si-键复合的隔热保温材料，从而在提供了一种具有良好隔热性能的介孔复合材料的同时，使得介孔复合材料具有稳定的内部结构。在本申请中，“介孔材料”通常指孔径介于2-50nm的多孔材料。在本申请中，“有序介孔材料”通常指孔径在2～50nm之间，孔径均一且有规则孔道结构的介孔材料，所述规则孔道结构通常指周期性重复的孔道结构。在本申请中，“纤维”通常指由连续或不连续的细丝组成的物质。在本申请中，“纤维制品”通常指以纤维作为原料的至少一部分制备获得的产品，制备获得的产品中通常包括纤维。在本申请中，“硅基介孔材料”通常指构成骨架的主要成分是二氧化硅的介孔材料。在本申请中，“结构导向剂”通常指在介孔材料的制备过程中可以对其产物结构具有导向作用的物质。在本申请中，“硅源”通常指在介孔材料制备过程中参与反应，并提供产物中硅元素的物质。在本申请中，“催化剂”通常指在化学反应里能改变反应物化学反应速率而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质。在本申请中，“-Si-O-Si-键”通常指两个硅原子分别与氧原子形成Si-O键，形成两个硅原子之间间隔有氧原子的结构。在本申请中，“保温隔热材料”通常指对热流具有显著阻抗性的材料。介孔复合材料的制备方法本专利技术一方面提供一种介孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：将介孔材料与纤维和/或纤维制品混合、热处理，制备获得所述介孔复合材料，所述介孔材料为含硅的介孔材料。本专利技术所提供的介孔复合材料的制备方法中，所述热处理通常指将反应体系的温度控制在25-50℃、50-100℃、100-150℃、150-200℃、200-250℃、250-300℃、300-350℃、350-400℃、400-450℃、450-500℃、500-550℃、550-600℃、600-650℃、650-700℃、700-750℃、750-800℃、800-850℃、850-900℃、900-950℃、或950-1000℃。对于调整反应体系的温度的方式没有特殊限制，只要不对本专利技术的专利技术目的产生限制即可。本领域技术人员可根据反应体系调整反应时间，例如，当复合材料的外观和/或重量不发生明显改变时可以认为反应完成，反应时间通常可以为0.2-8小时、0.4-7小时、0.5-6小时、1-8小时、2-10小时、3-12小时、4-15小时、5-20小时、6-25小时、0.2-0.5小时、0.5-1小时、1-1.5小时、1.5-2小时、2-2.5小时、2.5-3小时、3-3.5小时、3.5-4小时、4-4.5小时、4.5-5小时、5-5.5小时、5.5-6小时、6-7小时、7-8小时、8-9小时、9-10小时、10-11小时、11-12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：将介孔材料与纤维和/或纤维制品混合、热处理，制备获得所述介孔复合材料，所述介孔材料为含硅的介孔材料。

【技术特征摘要】
1.一种介孔复合材料的制备方法，包括如下步骤：将介孔材料与纤维和/或纤维制品混合、热处理，制备获得所述介孔复合材料，所述介孔材料为含硅的介孔材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为25-1000℃；和/或，所述介孔材料与纤维和/或纤维制品的质量比为1：0.01-50。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔材料的孔径变化范围不大于30nm，和/或所述介孔材料孔壁的变化范围不大于5nm。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔复合材料中介孔材料的孔径为2-50nm；和/或，所述介孔复合材料中介孔材料的孔容为0.1-6ml/g；和/或，所述介孔复合材料中介孔材料的孔壁为1-10nm；和/或，所述介孔复合材料中介孔材料的孔隙率为25-99％。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述介孔材料为硅基介孔材料，所述硅基介孔材料为纯的硅基介孔材料或掺杂有除Si、O以外其他元素的硅基介孔材料。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硅基介孔材料选自M41S系列硅基介孔材料、HMS系列硅基介孔材料、MSU系列硅基介孔材料、SBA系列硅基介孔材料、FDU系列硅基介孔材料、ZSM系列硅基介孔材料、KIT系列硅基介孔材料、HOM系列硅基介孔材料、FSM系列硅基介孔材料、AMS系列硅基介孔材料、IBN系列硅基介孔材料、TUD系列硅基介孔材料中的一种或它们的任意组合。7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，掺杂的元素选自C、B、Ti、V、Cr、Co、Mn、Fe、Ni、Zr、Cu、Ca、Cd、Sn、Ce、Sm、Pr、Nb、W、La、Al、In、Ga、Ge、Ru...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾玉成，张琼琼，
申请(专利权)人：上海宥纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31