【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隔热保温材料，尤其是涉及一种硅锆复合型气凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、纳米多孔气凝胶(简称气凝胶)材料是一种分散介质为气体的凝胶材料，是由胶体粒子或高聚物分子相互聚积构成的一种具有网络结构的纳米多孔性固体材料，在热学、声学、光学、微电子、粒子探测方面有很广阔的应用潜力。其中，气凝胶因其独特的纳米结构可以有效的降低对流传导、固相传导和热辐射的特点，目前在隔热领域得到了广泛的应用。
2、目前研究和应用比较广泛的是氧化硅体系的气凝胶复合材料，但是由于氧化硅气凝胶对波段在2μm至8μm范围内的红外线不具有遮挡能力。在高温状态下，这一波段的热辐射能量将几乎全部通过气凝胶。同时在高温下，sio2气凝胶纳米孔容易坍塌，气凝胶结构趋于致密化，导致sio2气凝胶长期使用时温度不能高于650℃。因此，耐高温的气凝胶隔热材料的获得将对诸如高速飞行器等领域的发展具有重大意义。
3、如从材料结构化学、内能等角度来分析气凝胶材料的耐温性，氧化锆因其熔点(2900℃)远远高于氧化硅(1670℃)、氧化铝(2050℃)，加上具有非常低的块体材料室温热导率(约2.4w·m－1·k－1)，可以预料理论上氧化锆气凝胶材料应该具有更高耐温性，成为突破目前sio2胶气凝胶1000℃耐温极限、发展新一代耐更高温度、轻质高效航天隔热新材料的首选材料体系。但氧化锆气凝胶仍存在高温下发生晶形转变而导致结构坍塌，具有高温下容易收缩的缺点。
4、由以上可知，现有单一成分的气凝胶在高温下存在烧结问题导致结构结构坍缩，使气凝胶的高温绝热
5、除此以外，现有的气凝胶骨架多为颗粒堆积型，这使得气凝胶力学性能较弱，在外力作用下易碎裂粉化。
6、因此，提供一种兼具优良力学性能和耐高温的气凝胶具有重要意义，也是目前相关
人员需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述单一成分气凝胶的力学性能弱及高温稳定性不强的问题，本专利技术提供了一种硅锆复合型气凝胶及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
3、一种硅锆复合型气凝胶的制备方法，包括以下步骤内容：
4、制备sio2溶胶：
5、将硅源加入模板剂水溶液中，加入酸调节剂至混合溶液ph值为酸性，加入缚酸剂并加热至混合溶液ph值至中性，得到sio2溶胶；
6、制备zro2溶胶：
7、将锆源溶解于乙醇水混合液中，依次加入结构诱导剂过氧化氢乙醇溶液和缚酸剂搅拌，得到zro2溶胶；
8、制备硅锆复合型气凝胶：
9、将sio2溶胶和zro2溶胶按比例进行混合，放置在50-70℃环境中进行凝胶和老化，将完成老化后的物料用乙醇置换若干次，进行超临界干燥，得到硅锆复合型气凝胶。
10、优选地，所述硅源选自正硅酸乙酯(teos)，正硅酸甲酯(tmos)，甲基三甲氧基硅烷(mtms)，甲基三乙氧基硅烷(mtes)，甲基三氯硅烷(mtcs)，甲基三丁酮肟基硅烷(mos)，甲基三异丙烯氧基硅烷(mtips)中的一种或多种。
11、优选地，所述锆源选自氧氯化锆或硝酸氧锆中的一种。
12、优选地，所述模板剂为聚醚多元醇f127。
13、优选地，所述缚酸剂为环氧丙烷或尿素中的一种。
14、优选地，在所述sio2溶胶中，硅源的质量百分数为30％-50％，所述模板剂的质量百分数为5％-10％；
15、在所述zro2溶胶中，锆源的质量百分数为10％-20％，所述缚酸剂的质量百分数为10％，所述过氧化氢乙醇溶液的质量百分数为10％-20％，所述过氧化氢乙醇溶液中过氧化氢的质量浓度为30％。
16、优选地，在所述sio2溶胶中，以摩尔量计，所述缚酸剂的加入量为所述酸调节剂加入量的2-20倍，
17、优选地，所述酸调节剂为醋酸或盐酸中的一种。
18、优选地，在制备硅锆复合型气凝胶步骤中，所述sio2溶胶与所述zro2溶胶的体积比为2-4：1。
19、进一步地，本专利技术还提供一种硅锆复合型气凝胶，由以上任一所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法获得。
20、基于上述技术技术方案，本专利技术具有如下技术效果：
21、1、本专利技术提供的硅锆复合型气凝胶具有纤维状骨架，为sio2-zro2复合的纳米纤维结构。该硅锆复合型气凝胶因硅锆复合以及纳米纤维结构而具备一定的力学强度和热稳定性，比表面积可达到523m2/g，热导率可低至0.0245w/mk，有良好的隔热性能。其中，不同成分复合减少气凝胶纳米骨架在高温下的原子迁移，提高气凝胶的高温稳定性，而纤维状骨架提高了气凝胶的力学性能，避免气凝胶在外力作用下轻易碎裂粉化。
22、2、本专利技术提供的硅锆复合型气凝胶的制备方法，以模板剂和结构诱导剂控制气凝胶微观结构，并通过硅锆双前躯体提高气凝胶材料的耐温性，得到了sio2-zro2复合的纳米纤维结构，形成了纤维状纳米骨架的硅锆复合型气凝胶，该方法步骤简单，易于操作。
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1.一种硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤内容：
2.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
10.一种硅锆复合型气凝胶，其特征在于，由权利要求1至9任一所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法获得。
【技术特征摘要】
1.一种硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤内容：
2.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的硅锆复合型气凝胶的制备方法，其特征在于，
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈当家，梁伟海，袁亚芳，黎立桂，钟娜，蔡一上，钟鸣，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：
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