一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基于硅烷改性的氧化石墨烯‑酚醛气凝胶材料及其制备方法，该方法在碱性条件下采用有机硅烷试剂改性氧化石墨烯，并将其超声分散于酚醛树脂溶胶体系，经过溶胶凝胶反应和常压干燥，获得硅烷改性的氧化石墨烯/酚醛复合气凝胶材料。该方法在碱性条件下以有机硅烷为改性试剂对氧化石墨烯进行改性，相比传统酸性条件改性更容易使得有机硅缩聚到氧化石墨烯表面，有效改善了氧化石墨烯在有机醇溶剂中的分散性和稳定性，使得氧化石墨烯在有机醇溶剂中得到有效剥离，增强了氧化石墨烯与酚醛树脂的界面匹配性，有效改善了酚醛气凝胶的耐温性和力学性能。

Silane modified graphene oxide phenolic aerogel material and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法
本专利技术涉及一种无机有机杂化气凝胶及其制备方法，具体涉及一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料及其制备方法。
技术介绍
酚醛基材料具有低毒、低烟、防火阻燃和耐烧蚀等优点，在消防安全、航空航天等多个领域均得到了广泛应用。近些年来，酚醛气凝胶材料作为新型的酚醛基材料，以其轻质、低成本、抗烧蚀和优良的隔热优势，被应用于各类国防安全的防隔热系统。但是，酚醛多孔气凝胶脆性大、易粉化和耐高温性能的不足，使其应用范围受到极大限制。因此，对酚醛气凝胶进行改性研究以降低其脆性，提高其耐温性，具有一定理论和现实意义。为了改善酚醛气凝胶的性质，研究者通过添加无机组分，以提高其力学性能和耐温性能。常用的无机改性组分主要包括硅铝基纳米粉体和碳纳米材料。其中，碳纳米材料由于其在力学性能和耐温性能上的优势，得到了研究者的青睐，常用的碳纳米材料包括氧化石墨烯、石墨烯和碳纳米管等。氧化石墨烯由于其力学性能优异，表面基团较多与酚醛的界面作用较强，能有效改善酚醛气凝胶的脆性和易粉化的问题。但是，氧化石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料制备方法，包括以下步骤：/n1)称取氧化石墨烯超声分散于醇水混合溶液中，加入硅烷改性试剂，并调节体系至碱性，40～90℃反应12～36h，离心、干燥后得到硅烷改性的氧化石墨烯；/n2)将酚醛树脂搅拌溶解于醇溶剂，再加入步骤1)制备的硅烷改性的氧化石墨烯，超声分散均匀，加入固化剂，继续搅拌溶解得到复合溶胶；/n3)将上述复合溶胶进行密闭处理后，加温进行溶胶凝胶反应，得到复合湿凝胶；/n4)将复合湿凝胶在常压干燥条件下干燥，得到硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料制备方法，包括以下步骤：
1)称取氧化石墨烯超声分散于醇水混合溶液中，加入硅烷改性试剂，并调节体系至碱性，40～90℃反应12～36h，离心、干燥后得到硅烷改性的氧化石墨烯；
2)将酚醛树脂搅拌溶解于醇溶剂，再加入步骤1)制备的硅烷改性的氧化石墨烯，超声分散均匀，加入固化剂，继续搅拌溶解得到复合溶胶；
3)将上述复合溶胶进行密闭处理后，加温进行溶胶凝胶反应，得到复合湿凝胶；
4)将复合湿凝胶在常压干燥条件下干燥，得到硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料。


2.如权利要求1所述的一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料制备方法，其特征在于，步骤1)中所述醇水混合溶液醇水体积比为1:1～9:1，醇溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇。


3.如权利要求1所述的一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料制备方法，其特征在于，步骤1)中氧化石墨烯与硅烷改性试剂的质量比为1:6～1:24。


4.如权利要求1所述的一种基于硅烷改性的氧化石墨烯-酚醛气凝胶材料制备方法，其特征在于，步骤1)中所述硅烷改性试剂包括甲基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷。


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【专利技术属性】
技术研发人员：孔德隆，高宇智，刘圆圆，刘韬，张恩爽，张凡，李文静，杨洁颖，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11