一种陶瓷纤维增强气凝胶毡及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，取正硅酸酯、乙醇和水混合均匀，之后依次加入NH

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷纤维增强气凝胶毡及其制备方法
本专利技术属于气凝胶毡的制备
，具体涉及一种陶瓷纤维增强气凝胶毡及其制备方法。
技术介绍
二氧化硅气凝胶是一种纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而使其热导率效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以气凝胶具有非常低的导热系数，是目前世界上导热系数最低的固体材料。并且其材料组成为无机物，属于A级不燃材料，这种材料可以代替现有有机类保温材料在工业建筑保温系统中的应用。但是由于纯的气凝胶的机械强度低、韧性差，这导致气凝胶材料尺寸稳定性较差，限制了其在施工上的可操作性和应用。为了解决此类问题，目前生产上多采用纤维增强的气凝胶毡，如陶瓷纤维毡、玻璃纤维毡、岩棉纤维毡等。由于玻璃纤维毡良好的力学柔韧性，得到了生产及隔热保温领域的广泛关注与使用。但是鉴于玻璃纤维增强气凝胶的耐温性最高只能到达600℃，并不能满足高温
对隔热保温性能的需求。陶瓷纤维增强二氧化硅气凝胶毡鉴于陶瓷纤维良好的耐高温性能，使其在高温领域的应用得到广泛关注。但是受制于陶瓷纤维抗拉性能差、回弹性差的缺点，在纤维毡浸胶过程中容易造成纤维的断裂，进而影响毡体的隔热性能。为了进一步克服陶瓷纤维毡在实际应用中抗拉性及回弹性差的问题，本专利技术旨在通过采用对陶瓷纤毡体进行设计，以便增强其力学柔韧性，从而保证其在生产、应用过程中纤维增强气凝胶毡的性能稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种陶瓷纤维增强气凝胶毡及其制备方法。本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种陶瓷纤维增强气凝胶毡，包括复合增强纤维毡体和气凝胶，所述复合增强纤维毡体由陶瓷纤维浆料在玻璃纤维布上涂刷后叠层，经热压成型得到；所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。所述的陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）取正硅酸酯、乙醇和水混合均匀，之后依次加入NH4F溶液和氨水搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶A；其中，以摩尔比计，正硅酸酯：乙醇：水=1：（4～12）：（2～4）；NH4F溶液的加入量以摩尔比计，NH4F：正硅酸酯=（0.002～0.01）：1；氨水的加入量保证以摩尔比计，NH3∶正硅酸酯=（0.005～0.015）：1；（2）将热熔胶粉末与陶瓷纤维分散于水中，搅拌混合均匀，得到粘稠浆料B；其中，以质量比计，热熔胶粉末：陶瓷纤维：水=（0.5～1.5）：（0.1～0.5）：1；（3）将玻璃纤维布C平铺放置，将步骤（2）得到的粘稠浆料B涂刷在玻璃纤维布C表面，继续铺设一层玻璃纤维布C，按照C-B-C-......-C的顺序依次铺设得到所需厚度的纤维毡层叠体；（4）将步骤（3）得到的纤维毡层叠体热压成型后得到增强纤维毡D；（5）将步骤（4）得到的增强纤维毡D在步骤（1）所得的二氧化硅溶胶A中浸胶处理，浸渍后在30～60℃下静止老化8～24h；（6）将步骤（5）得到的纤维毡-凝胶复合体置于无水乙醇中进行多次溶剂置换，除去纤维毡-凝胶复合体中多余的水分；（7）将步骤（6）所得毡体进行干燥，即得到所制备的陶瓷纤维增强气凝胶毡。较好地，在步骤（1）中，所述正硅酸酯为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸异丙酯中的一种。较好地，在步骤（2）中，所述热熔胶粉末为乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末、乙烯-丙烯酸共聚物粉末或聚乙烯醇粉末中的一种或多种。较好地，在步骤（2）中，所述陶瓷纤维为硅酸铝纤维、莫来石纤维、石英纤维、氧化铝纤维、玄武岩纤维中的一种。较好地，在步骤（2）中，所述陶瓷纤维的长度为20～100μm。较好地，在步骤（3）中，所述粘稠浆料B涂刷的厚度为0.2～1mm。较好地，在步骤（4）中，所述热压的温度为80～120℃、压力为0.2～1Mpa。较好地，在步骤（5）中，所述浸胶的时间为12～24h。较好地，在步骤（6）中，所述溶剂置换的次数为2～3次，每次置换的时间为12～36h。本专利技术的积极有益效果如下：本专利技术提供了一种陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，通过热熔胶树脂粉将陶瓷纤维压制成毡，进行溶胶凝胶反应得到气凝胶毡体，热熔胶树脂粉能够对陶瓷纤维毡起到黏连的作用，使陶瓷纤维毡层具有一定的柔韧性，同时夹层的玻璃纤维布能够很好的提高纤维毡增强的抗拉性能，解决传统陶瓷纤维毡自身的脆性。本专利技术的增强纤维毡在浸胶过程中能够保持毡体的结构完整性，提高了浸胶过程的操作方便程度，保证了陶瓷纤维增强气凝胶毡体的隔热性能。本专利技术工艺操作简单，改善了陶瓷纤维抗拉性能差、回弹性差的缺点。制备得到的陶瓷纤维增强气凝胶毡具备一定的柔韧性，扩大了其在隔热保温领域的应用范围，满足其在不同高温结构领域的使用需求。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细、清楚地描述，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1一种陶瓷纤维增强气凝胶毡，包括复合增强纤维毡体和气凝胶，复合增强纤维毡体由硅酸铝纤维浆料在玻璃纤维布上涂刷后叠层，经热压成型得到；气凝胶为二氧化硅气凝胶。上述陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，包括以下具体步骤：（1）取正硅酸乙酯、乙醇和水混合均匀，之后依次加入NH4F溶液和氨水搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶A；其中，以摩尔比计，正硅酸乙酯：乙醇：水=1：9：2；NH4F溶液的加入量以摩尔比计，NH4F：正硅酸乙酯=0.008：1；氨水的加入量保证以摩尔比计，NH3：正硅酸乙酯=0.012：1；（2）将热熔胶粉末乙烯-醋酸乙烯共聚物与硅酸铝纤维分散于水中，搅拌混合均匀，得到粘稠浆料B；其中，以质量比计，热熔胶粉末乙烯-醋酸乙烯共聚物：硅酸铝纤维：水=0.9：0.3：1，硅酸铝纤维的长度为30μm；（3）将玻璃纤维布C平铺放置，将步骤（2）得到的粘稠浆料B涂刷在玻璃纤维布表面，继续铺设一层玻璃纤维布C，按照C-B-C-......-C的顺序依次铺设得到所需厚度的纤维层叠体；（4）将步骤（3）得到的纤维层叠体在100℃、0.2Mpa下热压成型得到增强纤维毡D；（5）将步骤（4）所得增强纤维毡D在步骤（1）所得二氧化硅溶胶A中浸渍处理16h，浸渍后在50℃下静止老化18h；（6）将步骤（5）得到的纤维毡-凝胶复合体置于置于无水乙醇中置换2次，每次置换时间24h，除去纤维毡-凝胶复合体中多余的水分；（7）将步骤（6）所得毡体进行干燥，即得到所制备的陶瓷纤维增强气凝胶毡。实施例2一种陶瓷纤维增强气凝胶毡，包括复合增强纤维毡体和气凝胶，复合增强纤维毡体由莫来石纤维浆料在玻璃纤维布上涂刷后叠层，经热压成型得到；气凝胶为二氧化硅气凝胶。上述陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，包括以下具体步骤：（1）取正硅酸甲酯、乙醇和水混合均匀，之后依次加入NH4F溶液和氨水搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶A；其中，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷纤维增强气凝胶毡，其特征在于：所述陶瓷纤维增强气凝胶毡包括复合增强纤维毡体和气凝胶，所述复合增强纤维毡体由陶瓷纤维浆料在玻璃纤维布上涂刷后叠层，经热压成型得到；所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷纤维增强气凝胶毡，其特征在于：所述陶瓷纤维增强气凝胶毡包括复合增强纤维毡体和气凝胶，所述复合增强纤维毡体由陶瓷纤维浆料在玻璃纤维布上涂刷后叠层，经热压成型得到；所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。


2.权利要求1所述的陶瓷纤维增强气凝胶毡的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）取正硅酸酯、乙醇和水混合均匀，之后依次加入NH4F溶液和氨水搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶A；其中，以摩尔比计，正硅酸酯：乙醇：水=1：（4～12）：（2～4）；NH4F溶液的加入量以摩尔比计，NH4F：正硅酸酯=（0.002～0.01）：1；氨水的加入量保证以摩尔比计，NH3∶正硅酸酯=（0.005～0.015）：1；
（2）将热熔胶粉末与陶瓷纤维分散于水中，搅拌混合均匀，得到粘稠浆料B；其中，以质量比计，热熔胶粉末：陶瓷纤维：水=（0.5～1.5）：（0.1～0.5）：1；
（3）将玻璃纤维布C平铺放置，将步骤（2）得到的粘稠浆料B涂刷在玻璃纤维布C表面，继续铺设一层玻璃纤维布C，按照C-B-C-......-C的顺序依次铺设得到所需厚度的纤维毡层叠体；
（4）将步骤（3）得到的纤维毡层叠体热压成型后得到增强纤维毡D；
（5）将步骤（4）得到的增强纤维毡D在步骤（1）所得的二氧化硅溶胶A中浸胶处理，浸渍后在30～60℃下静止老化8～24h；
（6）将步骤（5）得到的纤维毡-凝胶复合体置于无水乙醇中进行多次溶剂置换，除去纤维毡-凝胶复合体中多余的水分；
（7）将步骤（6）所得毡体进行干燥，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚栋嘉，刘喜宗，董会娜，张继承，张东生，吴恒，曹二伟，何凤霞，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41