一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法技术

本发明专利技术公开了一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，包括以下步骤：（1）将改性物粉体加入溶胶中，并搅拌至粉体分散均匀，得一级混合溶液；（2）将纤维絮片加入到一级混合溶液中，并搅拌至每一片絮片都浸透，得二级混合溶液；（3）在二级混合溶液中加入氨水，搅拌，并进行凝胶成型；（4）将成型的凝胶浸泡在甲醇溶液中；（5）将浸泡完成的凝胶进行干燥。本发明专利技术制备方法简单，有效地保证了粉体可以与纤维纸充分混合，解决了常规掺杂改性时，粉体难以渗入材料内部，实际使用时易脱落的问题。实际使用时易脱落的问题。实际使用时易脱落的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及气凝胶纸的制备方法。

技术介绍

[0002]气凝胶复合纸具有厚度薄、柔韧性好、密度低等特性，已经成功地在特种电池、电子产品、国防科技工业领域得到应用，可以预计在不久的将来会在更多领域、行业及产品中应用，目前，国内研制的气凝胶复合隔热纸导热系数仅0.017～0.020W/(m.k)，密度≤ 250kg/m3 ,厚度0.3～1mm。
[0003]纤维纸通常的耐温范围为300
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600℃，若长时间在高温下，纤维纸将脆化、易碎，影响气凝胶纸的应用价值。因此，将一些耐高温物质如：（熔点2800℃）碳化硅粉体与玻璃纤维气凝胶纸进行掺杂复合，可以有效提高气凝胶纸的耐温性，提高了气凝胶纸的应用价值。但是，由于纤维纸的密度通常为100
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120g/cm3，其制作方式是将纤维原丝经轻度打浆，加胶黏剂，或者配加部分化学木浆，在长网造纸机或圆网造纸机上抄造而成。而在常规的掺杂工艺中，将改性物粉体混合在溶胶中进行浸润凝胶，制备粉体掺杂的复合气凝胶纸，由于粉体物质的颗粒大于纤维纸材料上的孔隙，实际上这些粉体很难进入到纤维纸基材的内部，只是浮于表面，在使用时很容易脱落，效果大打折扣。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法。
[0005]一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，包括以下步骤：（1）将改性物粉体加入溶胶中，并搅拌至粉体分散均匀，得一级混合溶液，改性物粉体包括碳化硅粉体、二氧化钛粉体、铁红粉体、炭黑粉体中的一种或两种以上的组合物；溶胶包括二氧化硅溶胶、氧化锆溶胶、氧化铝溶胶中的一种或两种以上的组合物；（2）将纤维絮片加入到一级混合溶液中，并搅拌至每一片絮片都浸透，得二级混合溶液，纤维絮片包括玻璃纤维絮片、陶瓷纤维絮片、高硅氧纤维絮片、碳纤维絮片中的一种或两种混合物；（3）在二级混合溶液中加入氨水，快速搅拌1
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2min，并进行凝胶成型；（4）将成型的凝胶浸泡在甲醇溶液中，浸泡20
‑
25h，且每隔5
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10h更换一次甲醇溶液；（5）将浸泡完成的凝胶进行干燥，干燥时是采用超临界二氧化碳干燥，干燥温度为50
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60℃，干燥压强为10
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15MPa，二氧化碳的流量为2200
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2600kg/h，干燥时间为3
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8h。
[0006]其中，改性物粉体、溶胶、纤维絮片的体积比为1：（80
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100）：（80
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100）。
[0007]本专利技术对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，与现有技术相比，其有益效果在于：1.本专利技术制备方法简单，有效地保证了粉体可以与纤维纸充分混合，解决了常规掺杂改性时，粉体难以渗入材料内部，实际使用时易脱落的问题；2.本专利技术将改性粉体与纤维基体材料融合在一起，加之凝胶工艺，制备了粉体掺杂的气凝胶纤维纸，提高了气凝胶纤维纸的性能，
在实际应用中有着重要的意义。
附图说明
[0008]下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
[0009]图1、2为常规方法制备碳化硅粉体掺杂凝胶纸；图3、4为本专利技术实施例1的方法制备出的碳化硅粉体掺杂凝胶纸。
具体实施方式
[0010]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0011]需要说明的是，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0012]实施例1一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，包括以下步骤：（1）量取2000mL二氧化硅溶胶置于烧杯中，再量取20mL碳化硅粉体边搅拌边加入溶胶中，并继续搅拌30min至粉体分散均匀，得一级混合溶液；（2）取2000cm3的玻璃纤维纸絮片边搅拌边加入到一级混合溶液中，充分搅拌至每片絮片都浸透，得二级混合溶液；（3）量取100mL的氨水加入到二级混合溶液中，快速搅拌1min，然后倒入凝胶工装中，用刮板将絮片平铺均匀，再盖上一块平整的玻璃，在玻璃上面加压一块重量50kg的重物，保持10min；（4）将成型的凝胶浸泡在99%的工业甲醇溶液中，浸泡24h，且每隔8h更换一次甲醇溶液；（5）将浸泡完成的凝胶进行干燥，干燥时是采用超临界二氧化碳干燥，干燥温度为55℃，干燥压强为14MPa，二氧化碳的流量为2500kg/h，干燥时间为5h。
[0013]本实施例制备出的气凝胶纸与常规方法制备的气凝胶纸抗张强度以及导热系数的对比如下：表1
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常规方法制备的气凝胶纸
表2
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本实施例制备的气凝胶纸表1为常规方法制备出的气凝胶纸的抗张强度和导热系数，表2为本实施例制备出的气凝胶纸的抗张强度和导热系数，从表1和表2可以看出，本实施例制备的气凝胶纸在抗张强度上与常规方法制备的气凝胶纸的抗张强度基本一致，表明本实施例的方法并没有明显影响气凝胶纸的结构强度。
[0014]从图1、2可以看出，常规方法制备出的气凝胶纸，粉体并未进入到材料内部，而是浮于表面，在使用时很容易脱落，而图3、4为本实施例的方法制备出的气凝胶纸，整个材料中，碳化硅粉体分散的非常均匀，且在使用过程中不易脱落。
[0015]实施例2一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，包括以下步骤：（1）量取2400mL二氧化硅溶胶置于烧杯中，再量取30mL碳化硅粉体边搅拌边加入溶胶中，并继续搅拌30min至粉体分散均匀，得一级混合溶液；（2）取2400cm3的玻璃纤维纸絮片边搅拌边加入到一级混合溶液中，充分搅拌至每片絮片都浸透，得二级混合溶液；（3）量取120mL的氨水加入到二级混合溶液中，快速搅拌1min，然后倒入凝胶工装中，用刮板将絮片平铺均匀，再盖上一块平整的玻璃，在玻璃上面加压一块重量50kg的重物，保持10min；
（4）将成型的凝胶浸泡在99%的工业甲醇溶液中，浸泡24h，且每隔8h更换一次甲醇溶液；（5）将浸泡完成的凝胶进行干燥，干燥时是采用超临界二氧化碳干燥，干燥温度为55℃，干燥压强为14MPa，二氧化碳的流量为2500kg/h，干燥时间为5h。
[0016]实施例3一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，包括以下步骤：（1）量取900mL二氧化硅溶胶置于烧杯中，再量取10mL碳化硅粉体边搅拌边加入溶胶中，并继续搅拌30min至粉体分散均匀，得一级混合溶液；（2）取900cm3的玻璃纤维纸絮片边搅拌边加入到一级混合溶液中，充分搅拌至每片絮片都浸透，得二级混合溶液；（3）量取30mL的氨水加入到二级混合溶液中，快速搅拌1min，然后倒入凝胶工装中，用刮板将絮片平铺均匀，再盖上一块平整的玻璃，在玻璃上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将改性物粉体加入溶胶中，并搅拌至粉体分散均匀，得一级混合溶液；（2）将纤维絮片加入到一级混合溶液中，并搅拌至每一片絮片都浸透，得二级混合溶液；（3）在二级混合溶液中加入氨水，搅拌，并进行凝胶成型；（4）将成型的凝胶浸泡在甲醇溶液中；（5）将浸泡完成的凝胶进行干燥。2.如权利要求1所述的对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的改性物粉体包括碳化硅粉体、二氧化钛粉体、铁红粉体、炭黑粉体中的一种或两种以上的组合物。3.如权利要求1所述的对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的溶胶包括二氧化硅溶胶、氧化锆溶胶、氧化铝溶胶中的一种或两种以上的组合物。4.如权利要求1所述的对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，其特征在于：所述纤维絮片包括玻璃纤维絮片、陶瓷纤维絮片、高硅氧纤维絮片、碳纤维絮片中的一种或两种混合物。5.如权利要求1所述的对气凝胶纸进行粉体掺杂的方法，其特征在于：所述改性物粉体、溶胶、纤维絮片的体积比为1：（80

【专利技术属性】
技术研发人员：李明亮，田冠宇，夏佰慧，杨朝金，杨政委，汪柱宏，白琪俊，
申请(专利权)人：贵州航天乌江机电设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：