一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶及其制备方法，属于气凝胶制备技术领域。包括以下步骤：1)以硅氧烷溶胶为原料，无水乙醇为溶剂，水作为交联剂，制备硅溶胶；2)浆料制备：将短切碳纤维均匀分散在所配制的硅溶胶中；3)将短切碳纤维构筑成由溶胶粘结的多孔碳纤维骨架，同时除去骨架中多余的硅溶胶；4)将多孔碳纤维骨架置于70～100℃固化4～8h；5)将固化后的多孔碳纤维骨架于保护气氛中加热至650℃～1000℃；6)将裂解后的多孔碳纤维骨架置于空气中升至400℃～800℃，保温处理2～8h，随炉冷却，获得二氧化硅气凝胶。该方法制备的二氧化硅气凝胶克服了传统二氧化硅脆性的缺陷，具有良好的柔性。制备工艺简单，成本低，效率高，适合工业化生产。

A flexible silica aerogel constructed from amorphous SiO2 micron tube and its preparation method

The invention discloses a flexible silica aerogel constructed from amorphous SiO2 micron tube and a preparation method thereof, belonging to the aerogel preparation technology field. The following steps are included: 1) preparation of silica sol using siloxane sol as raw material, anhydrous ethanol as solvent and water as crosslinking agent; 2) preparation of slurry: uniform dispersion of short carbon fibers in the prepared silica sol; 3) construction of short carbon fibers into a porous carbon fibers skeleton bonded by sol, while removing the excess silica sol in the skeleton; 4) placing the porous carbon fibers skeleton at 70-100 degrees C. Curing 4 ~ 8h; 5) the cured porous carbon fiber skeleton was heated in the protective atmosphere to 650 to 1000 degrees C; 6) the cracked porous carbon fiber skeleton was put in the air to 400 to 800 degrees, and the heat treatment was 2 to 8h, and the silica aerogel was obtained after cooling with the furnace. The silica aerogel prepared by this method overcomes the defects of traditional silica brittleness and has good flexibility. The preparation process is simple, low cost, high efficiency and suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶及其制备方法
本专利技术属于气凝胶制备
，涉及一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶及其制备方法。
技术介绍
气凝胶因具有超高气孔率(超过90％)和极低的热导率，在隔热保温领域被视为最理想的隔热保温材料。传统的隔热保温材料，如聚氨酯泡沫，聚苯乙烯泡沫，酚醛泡沫等有机材料，虽然它们拥有出色的隔热保温性能，但使用温度都不超过100℃，且不具备耐火性能，一旦燃烧起来会产生有毒气体及烟尘，在使用过程中具有较大的局限性和安全隐患。对于具有耐火特性的玻璃纤维制品，虽然具有较好的隔热性能及力学性能，但整体的密度较高，且在高温环境下易产生粉尘，对环境和人体造成负面影响。陶瓷气凝胶完美地将超低密度和优异的隔热性能以及耐烧蚀性等特性结合起来，因此，陶瓷气凝胶作为隔热材料有着无以伦比的优势。目前市场上所指的气凝胶大多为二氧化硅气凝胶，传统的二氧化硅气凝胶的实际应用还十分有限。主要原因是制备成本高以及二氧化硅气凝胶脆性大。二氧化硅气凝胶制备成本高的问题主要是由于其制备工艺所需涉及昂贵的设备以及能耗高的问题。脆性大的缺点直接导致二氧化硅气凝胶的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶，其特征在于，该柔性二氧化硅气凝胶是由非晶SiO2管搭接而成的三维网络结构，所述非晶SiO2管的管径为2～8μm，壁厚为20nm～2μm。

【技术特征摘要】
1.一种由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶，其特征在于，该柔性二氧化硅气凝胶是由非晶SiO2管搭接而成的三维网络结构，所述非晶SiO2管的管径为2～8μm，壁厚为20nm～2μm。2.根据权利要求1所述的由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶，其特征在于，该柔性二氧化硅气凝胶的密度为2～10mg/cm3。3.根据权利要求1所述的由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶，其特征在于，该柔性二氧化硅气凝胶的热导率为0.02～0.06W/(m·K)。4.权利要求1～3中任意一项所述的由非晶SiO2微米管构筑的柔性二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)溶胶制备：以硅氧烷为原料，无水乙醇为溶剂，水为交联剂，制备硅溶胶；2)料浆制备：将短切碳纤维均匀地分散在硅溶胶中，使短切碳纤维表面带有一层硅溶胶；3)成型：将短切碳纤维构筑成由溶胶粘结的多孔碳纤维骨架，同时除去多余的硅溶胶；4)固化：将多孔碳纤维骨架置于70℃～100℃，保温固化4～8h；5)裂解：将固化后的多孔碳纤维骨架于保护气氛中，升温至650℃～1000℃，保温处理2～4h，随炉冷却；6)除碳：在空气中将裂解后的多孔碳纤维骨架以1℃/min～5℃/min的升温速率升至400℃～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红洁，卢德，苏磊，蔡志新，李明主，彭康，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61