【技术实现步骤摘要】
一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材及其制备方法
本专利技术属于气凝胶的制备
,具体涉及一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材及其制备方法。
技术介绍
气凝胶是由有机或无机分子通过化学或物理交联形成凝胶,以干燥等方法,使凝胶网络中填充的液态被气体所替代,从而形成的新型材料。气凝胶具有密度小、比表面积大、孔隙率高等特点,其在热学、力学、声学、电学、光学等方面表现出优异的性能,因此,其在隔音材料、吸附催化、隔热材料、传感器、过滤材料、声阻抗偶合材料、燃料电池等领域具有很好的应用潜质。气凝胶是目前所知最轻的材料之一,其可分为有机系、无机系及复合系。纤维素气凝胶较传统有机气凝胶具有高韧性、可降解和来源广泛等优势,因此,高性能的纤维素气凝胶最有望替代有机气凝胶,用于保温、声热阻隔等领域。纤维素气凝胶在很多领域得到广泛的研究,如:中国专利技术专利申请号201410024893.3公布了一种超轻、疏水、高吸油率的纳米纤丝化纤维素气凝胶的制备方法;中国专利技术专利申请号201610686477.9公布了一种可净化尿液的改性纤维素气凝胶及其制备方法。然而,纯纤维素气凝胶本身的力学强度不高,承重时易塌陷,限制其在建筑、家具和板材等特定领域的应用,因此,进一步提升纤维素气凝胶机械性能极为重要。此外,纤维素气凝胶易燃,其用于建筑、家具和板材等领域时,易发生火灾,这也是必须克服的难题。针对纤维素气凝胶机械性能弱和易燃的缺点,要想使纤维素气凝胶在建筑、家具和板材等特定领域的应用得到 ...
【技术保护点】
1.一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:/n(1)氢氧化铝胶体的制备:将氯化铝溶液和氨水混合反应生成氢氧化铝,生成的氢氧化铝在磁力搅拌器上于70~80℃搅拌熟化,熟化时间为8~10h;熟化完成的溶胶置于冷凝回流装置中,在水浴锅中以80~95℃回流24~48h;回流完成的溶胶用0.45μm的醋酸纤维滤膜进行过滤,得到氢氧化铝胶体;/n(2)纤维素晶须水溶液的制备:室温下,将纤维素用质量分数为60~70%的硫酸酸解,酸解时间为8~12h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,真空干燥,制得纤维素晶须;/n(3)氢氧化铝胶体与纤维素溶液的混合:将步骤(1)制备的氢氧化铝胶体、PP纤维与纤维素晶须以合适比例混合溶于去离子水,将混合溶液放入模具中进行超声处理,直至其成为湿凝胶;然后在20~25℃下将此湿凝胶浸入20~40倍体积的无水乙醇中处理3~4天,每24小时换一次溶液得到纤维素乙醇湿凝胶;最后,在-50~-60℃下冷冻干燥;得到纤维素基气凝胶板材;/n(4)有机阻燃剂的整理:将步骤(3)制备的单块纤维素基气凝胶板材浸入溶有阻燃剂和尿素的 ...
【技术特征摘要】
1.一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)氢氧化铝胶体的制备:将氯化铝溶液和氨水混合反应生成氢氧化铝,生成的氢氧化铝在磁力搅拌器上于70~80℃搅拌熟化,熟化时间为8~10h;熟化完成的溶胶置于冷凝回流装置中,在水浴锅中以80~95℃回流24~48h;回流完成的溶胶用0.45μm的醋酸纤维滤膜进行过滤,得到氢氧化铝胶体;
(2)纤维素晶须水溶液的制备:室温下,将纤维素用质量分数为60~70%的硫酸酸解,酸解时间为8~12h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,真空干燥,制得纤维素晶须;
(3)氢氧化铝胶体与纤维素溶液的混合:将步骤(1)制备的氢氧化铝胶体、PP纤维与纤维素晶须以合适比例混合溶于去离子水,将混合溶液放入模具中进行超声处理,直至其成为湿凝胶;然后在20~25℃下将此湿凝胶浸入20~40倍体积的无水乙醇中处理3~4天,每24小时换一次溶液得到纤维素乙醇湿凝胶;最后,在-50~-60℃下冷冻干燥;得到纤维素基气凝胶板材;
(4)有机阻燃剂的整理:将步骤(3)制备的单块纤维素基气凝胶板材浸入溶有阻燃剂和尿素的二甲基亚砜溶液,于90~100℃下反应4~6h,然后水性至中性,干燥即可。
2.根据权利要求1所述的一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中氯化铝溶液的浓度为1~3mol/L,氨水的浓度为1~3mol/L,氯化铝溶液和氨水的体积比为:1∶2~4;磁力搅拌器的转速为200~300r/min。
3.根据权利要求1所述的一种苎麻杆为原料制备的有机/无机材料复合阻燃气凝胶板材的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中纤维素的制备方法为:
步骤101:将干燥的苎麻秆锯碎,锯碎后每节长度约5~10cm;常压下,将苎麻秆加入5~20g/L氢氧化钠溶液,苎麻秆与氢氧化钠溶液的浴比为1︰30~50,煮练温度为60℃~90℃,煮练时间为90~120min;煮练结束后,用自来水反复冲洗至中性;
步骤102:将步骤101处理的苎麻秆浸泡在质量浓度为1~3g/L硫酸溶液中,固液的浴比为1︰30~50,温度为50℃~60℃,浸泡时间为20~40min;浸泡结束后,用自来水反复冲洗至中性;
步骤103:将步骤102处理的苎麻秆浸泡在质量浓度为1~3...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔永明,赵逸飞,石从众,陈悟,董雄伟,朱立成,
申请(专利权)人:武汉纺织大学,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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