本发明专利技术提出的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，采用硅源和无水乙醇制备醇溶胶，并通过石墨烯进行改性，同时添加增强纤维，其中，石墨烯可对醇溶胶进行改性，有助于提高空隙率，并降低置换时的毛线管力，降低置换难度，通过本发明专利技术方法制得的绝热气凝胶孔隙达到纳米级，且空隙率极高，密度极低，具有优秀的保温性能，同时，增强纤维添加，使得绝热气凝胶的强度大幅度提升，柔性也得到提高，适用性更为广泛。
【技术实现步骤摘要】
一种极低密度的纳米级绝热气凝胶
本专利技术涉及气凝胶生产应用领域，特别是一种极低密度的纳米级绝热气凝胶。
技术介绍
气凝胶是在保持凝胶骨架结构完整的情况下，将凝胶内溶剂干燥后的产物，其是一种具有纳米多孔结构的非晶态低密度材料。二氧化硅气凝胶又被称作“蓝烟”、“固体烟”，是目前已知的最轻的固体材料，也是迄今为止保温性能最好的材料，被誉为“改变世界的神奇材料”。硅气凝胶由于其强度低、脆性大，存在颗粒脱落的现象，导致使用时，受到很多限制，而且，同一品种的气凝胶之间性能差异不大，尤其时保温性能，导致行业内产品技术进步缓慢。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，本专利技术公开了一种极低密度的纳米级绝热气凝胶。具体的技术方案如下：一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：1、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与40~42℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.04~0.07：1；2、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；3、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；4、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；5、将增强纤维放置于模具内，随后导入老化后得到的改性醇凝胶，在压力为20MPa和温度为50℃的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品；步骤5中所述的增强纤维由玻璃纤维和碳化硅纤维混合制得，其制备方法如下：A、取玻璃纤维进行裁切，裁切成两种不同长度的短节玻璃纤维；B、以先驱丝法制备SiC纤维，所述SiC纤维以SiC晶须形态存在，其直径在0.1μm到1μm之间，长为20μm~50μm；C、将两种长度的短节玻璃纤维共混，并通过热粘合纤维粘合呈片材，其厚度低于0.1mm；D、将SiC晶须均匀铺洒在一片玻璃纤维片材，随后用另一片玻璃纤维片材覆盖，并再次使用热粘合纤维粘合，即得增强纤维成品。上述的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其中，所述硅源为二氧化硅。上述的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其中，步骤A中所述两种不同长度的短节玻璃纤维的长度分别为30mm和5mm。上述的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其中，所述玻璃纤维和碳化硅纤维的质量比为1:0.02~0.4。上述的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其中，步骤C和D中所述的热粘合纤维为低熔点热粘合纤维。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，采用硅源和无水乙醇制备醇溶胶，并通过石墨烯进行改性，同时添加增强纤维，其中，石墨烯可对醇溶胶进行改性，有助于提高空隙率，并降低置换时的毛线管力，降低置换难度，通过本专利技术方法制得的绝热气凝胶孔隙达到纳米级，且空隙率极高，密度极低，具有优秀的保温性能，同时，增强纤维添加，使得绝热气凝胶的强度大幅度提升，柔性也得到提高，适用性更为广泛。具体实施方式为使本专利技术的技术方案更加清晰明确，下面对本专利技术进行进一步描述，任何对本专利技术技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本专利技术保护范围。实施例一一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：1、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与40℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.07：1；2、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；3、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；4、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；5、将增强纤维放置于模具内，随后导入老化后得到的改性醇凝胶，在压力为20MPa和温度为50℃的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品；步骤5中所述的增强纤维由玻璃纤维和碳化硅纤维混合制得，其制备方法如下：A、取玻璃纤维进行裁切，裁切成两种不同长度的短节玻璃纤维；B、以先驱丝法制备SiC纤维，所述SiC纤维以SiC晶须形态存在，其直径在0.1μm到1μm之间，长为20μm~50μm；C、将两种长度的短节玻璃纤维共混，并通过热粘合纤维粘合呈片材，其厚度低于0.1mm；D、将SiC晶须均匀铺洒在一片玻璃纤维片材，随后用另一片玻璃纤维片材覆盖，并再次使用热粘合纤维粘合，即得增强纤维成品。其中，所述硅源为二氧化硅，步骤A中所述两种不同长度的短节玻璃纤维的长度分别为30mm和5mm，所述玻璃纤维和碳化硅纤维的质量比为1:0.4，步骤C和D中所述的热粘合纤维为低熔点热粘合纤维。实施例二一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：1、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与42℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.06：1；2、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；3、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；4、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；5、将增强纤维放置于模具内，随后导入老化后得到的改性醇凝胶，在压力为20MPa和温度为50℃的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品；步骤5中所述的增强纤维由玻璃纤维和碳化硅纤维混合制得，其制备方法如下：A、取玻璃纤维进行裁切，裁切成两种不同长度的短节玻璃纤维；B、以先驱丝法制备SiC纤维，所述SiC纤维以SiC晶须形态存在，其直径在0.1μm到1μm之间，长为20μm~50μm；C、将两种长度的短节玻璃纤维共混，并通过热粘合纤维粘合呈片材，其厚度低于0.1mm；D、将SiC晶须均匀铺洒在一片玻璃纤维片材，随后用另一片玻璃纤维片材覆盖，并再次使用热粘合纤维粘合，即得增强纤维成品。其中，所述硅源为二氧化硅，步骤A中所述两种不同长度的短节玻璃纤维的长度分别为30mm和5mm，所述玻璃纤维和碳化硅纤维的质量比为1:0.3，步骤C和D中所述的热粘合纤维为低熔点热粘合纤维。实施例三一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：1、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与40℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.04：1；2、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；3、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；4、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；5、将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：（1）、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与40~42℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.04~0.07：1；（2）、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；（3）、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；（4）、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；（5）、将增强纤维放置于模具内，随后导入老化后得到的改性醇凝胶，在压力为20MPa和温度为50℃ 的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品。
【技术特征摘要】
1.一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，其制备方法，包括以下具体步骤：（1）、准备硅源，将硅源加入到无水乙醇中，并与40~42℃下，超声搅拌均匀，得到醇溶胶，其中，硅源与无水乙醇的摩尔比为0.04~0.07：1；（2）、醇溶胶完成后，继续搅拌，并加入石墨烯，混入醇凝胶中，持续搅拌35分钟，得到改性醇溶胶；（3）、随后将改性醇溶胶导入盛有无水乙醇的容器中，进行置换，去除多余的水分，置换过程一次需8~9小时，重复2~3次，直至完全置换；（4）、将完成溶液置换的醇溶胶导入老化设备中，进行老化，得到改性醇凝胶；（5）、将增强纤维放置于模具内，随后导入老化后得到的改性醇凝胶，在压力为20MPa和温度为50℃的条件下超临界干燥3小时，然后在温度为50℃的条件下匀速泄压3h至压力为6MPa，最后关闭超临界干燥，直至压力回到正常大气压，去除模具，去摸即得高强度硅气凝胶成品。2.如权利要求1所述的一种极低密度的纳米级绝热气凝胶，其特征在于，步骤5中所述的增强纤维由玻璃纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔建中，
申请(专利权)人：中鸿纳米纤维技术丹阳有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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