一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料及其制备方法，该材料由以下制备方法制得：(1)取硅源、铝源分散于溶剂中，加入去离子水和催化剂，调节pH为5～7，进行水解反应，然后加入聚合物溶液，得到纺丝溶液；(2)通过静电纺丝将纺丝溶液制成前驱体纤维材料；(3)对前驱体纤维材料进行煅烧，即得目的产物。本发明专利技术通过在莫来石纳米单纤维上引入孔，降低了空气分子的热传导和固体传热效应，提高了陶瓷纤维材料的隔热性能，絮片的垂直取向结构提升了材料强度。与现有技术相比，本发明专利技术絮片材料厚度较大，层间剥离强度较高，隔热性能较好，可直接制备出尺寸及厚度较大的陶瓷纤维絮片，可满足大型设备隔热领域的应用需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于静电纺纳米纤维
，涉及一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]莫来石(3Al2O3·
2SiO2)纤维是一种耐高温晶体纤维，使用温度高达1500℃，在高温有氧环境下具有优异的热稳定性和抗蠕变性，同时材料还具有良好的介电性能和化学稳定性，因此其被广泛用作航空航天、机械、冶金等领域的隔热材料、高温结构材料和纤维增强体。目前，制备莫来石纤维的方法主要有熔融法、超细微粉挤出法、溶胶
‑
凝胶法等，其中，熔融法是以符合莫来石组成的硅源和铝源为原料，加入助熔剂形成混合物，将混合物在高温下熔化，牵引成纤，该方法由于助熔剂的引入，纤维在高温下会生成玻璃相，从而降低纤维品质。超细微粉挤出法对原料的混合均匀性要求较高，且在后续煅烧处理时溶剂的挥发容易造成纤维表面开裂，形成气孔，严重损伤纤维的强度。溶胶凝胶法是以金属盐或醇盐为原料，经过水解、聚合、浓缩，形成具有一定粘度和可纺性的溶胶，然后利用玻璃棒拉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料，其特征在于，该絮片材料由若干层多孔的莫来石纳米纤维片在垂直方向上蓬松堆积而成，同一纤维片层内的纤维相互交织，形成稳定的互锁结构，且相邻纤维片层间由纵向贯穿的纤维提供桥接作用。2.根据权利要求1所述的一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料，其特征在于，所述莫来石纳米纤维片的纤维直径为50nm～1μm，纤维上的孔洞孔径为1～350nm，其中，微孔的数量占比为1～3％，介孔的数量占比为10～50％，其余为大孔。3.根据权利要求1所述的一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料，其特征在于，该絮片材料的厚度为1～30cm，体积密度为1～50mg/cm3，常温导热系数为0.03～0.07W
·
m
‑1·
k
‑1，层间剥离强度为1～20N/m，层数为10～20层/cm。4.如权利要求1
‑
3任一所述的一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取硅源、铝源分散于溶剂中，加入去离子水和催化剂，调节pH为5～7，进行水解反应，得到莫来石溶胶，然后加入聚合物溶液，得到纺丝溶液；(2)通过静电纺丝将所得纺丝溶液制成前驱体纤维材料；(3)对所得前驱体纤维材料进行煅烧，即得目的产物。5.根据权利要求4所述的一种具有垂直取向结构的多孔莫来石纳米纤维基絮片材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硅源为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；步骤(1)中，所述铝源为铝粉、异丙醇铝、九水合硝酸铝、六水合氯化铝或乙酰丙酮铝中的一种或多种；步骤(1)中，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、N,N
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张一鸣，丁彬，斯阳，王先锋，常新宜，俞建勇，李淑敏，江旭波，韩永祥，杨波，
申请(专利权)人：华阳新材料科技集团有限公司山西华瑞纳米新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：