【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隔热材料，尤其涉及一种柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、气凝胶材料是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料，是20世纪30年代开始发展起来的一种纳米多孔超级隔热材料，具有较高的比表面积(600～1200m2/g)和孔洞率(90％以上)，平均孔径为几十纳米。sio2气凝胶孔结构的一个重要性质是开孔性和相互连通性，特殊的空间结构赋予了气凝胶极低的导热系数、高吸附、负载和催化性等许多优异的性能。
2、相比于无机气凝胶，有机气凝胶因具备优异的柔韧性以及隔热性而更受到研究人员的关注，其中有机硅气凝胶的研究最为普遍，但是目前的有机硅气凝胶宏观形貌多为块状，制备干燥的工艺多为冷冻干燥与超临界干燥，制备的成本较高，严重限制了有机硅气凝胶的大规模生产以及产业化。
3、因此，将气凝胶与纤维复合成为了研究的热点，但是就目前的发展来看，气凝胶与纤维复合的主要材料采用无机气凝胶，而无机气凝胶纤维毡，存在着掉粉掉渣，制备工艺复杂等缺点。
4、例如：航天特种材料及工艺技术研究所郭建业等人，运用超临界干燥的手段制备无机气凝胶与玻璃纤维毡的复合材料，具有优异的隔热性能，但是干燥手段复杂且耗时5天左右(10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0027)；bhuiyan等通过在纺丝液中添加气凝胶颗粒，制备了一种三明治结构纳米纤维气凝胶毡。主要运用静电纺丝手段，得到的气凝胶纤维毡具有较好的隔热性能，但气
5、以上掉渣掉粉、稳定性差，复合之后材料硬、没有柔弹性等缺点限制了气凝胶纤维复合物在各种领域中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术运用溶胶-凝胶手段，在常温常压的环境中制备了一种双硅源，不掉粉不掉渣，具备优异柔韧性以及隔热性能，更适合应用于汽车领域的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料。双硅源的引入使有机气凝胶具备更加优异的柔韧性，柔弹性双硅气凝胶与玻璃纤维的复合，成本低廉，安全环保，操作简便且具有优异阻燃隔热性能，解决了上述气凝胶隔热材料中普遍存在的掉粉掉渣、材料易碎不具备柔韧性，制备工艺繁琐、缺乏安全性、制备周期长等问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、将十六烷基三甲基溴化铵、甲醇和乙酸混合，搅拌均匀，配制成第一溶液；
4、将甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和n,n-二甲基甲酰加入所述第一溶液中，恒温搅拌后调节ph至碱性，得到第二溶液；
5、将所述第二溶液恒温搅拌均匀后，将玻璃纤维浸泡在其中，密封后进行凝胶处理，得到湿凝胶复合材料；
6、在所述湿凝胶复合材料中添加异丙醇，密封后老化处理，得到老化后的湿凝胶复合材料；
7、在所述老化后的湿凝胶复合材料中添加正己烷，密封后老化处理，干燥后得到柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料。
8、本专利技术以甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷为双有机硅源制备气凝胶，可以使制备得到的双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料具备更加优异的柔韧性，解决了现有技术中气凝胶隔热材料普遍存在的掉粉掉渣、材料易碎不具备柔韧性，制备工艺繁琐、缺乏安全性、制备周期长等问题。
9、进一步地，所述十六烷基三甲基溴化铵、甲醇和乙酸的质量比为1:40:80。其中十六烷基三甲基溴化铵作为表面活化剂，用来协助构建气凝胶的微观结构，甲醇作为溶剂，乙酸则是作为酸碱剂，以此来诱导下一步的硅源进行水解反应。
10、进一步地，所述甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和n,n-二甲基甲酰的质量比为27:16:7。甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷作为双硅源，在溶剂中相融，进行水解反应，n,n-二甲基甲酰作为制孔剂，协助构建气凝胶的孔结构。
11、进一步地，调节ph至碱性是用氨水调节ph至8。
12、进一步地，所述恒温搅拌的温度均为30℃。
13、进一步地，所述凝胶处理的时间为6h；所述老化处理的时间均为6h。
14、进一步地，气凝胶与玻璃纤维的体积比为(2-10):(1-7)，优选为10:1、5:1、10:3、5:2、2:1、5:3或10:7，更优选为5:3。
15、更进一步地，所述柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
16、1)按照质量比1:40:80，分别称取十六烷基三甲基溴化铵、甲醇和乙酸备用，配制成溶液，30℃恒温搅拌5min，使其完全混合；
17、2)按照质量比为27:16:7的比例分别称好甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和n,n-二甲基甲酰加入到步骤1)的溶液中，30℃恒温搅拌1h后加入氨水，调整溶液ph值至8；
18、3)将步骤2)的溶液在30℃恒温搅拌5min后，与裁制尺寸为5cm*5cm*0.5cm的玻璃纤维进行浸泡复合后，封上保鲜膜后放置于烘箱中进行凝胶6h；
19、4)取20ml的异丙醇添加到步骤3)得到的湿凝胶复合材料中，封上保鲜膜后放入烘箱中进行老化6h；
20、5)取20ml的正己烷添加到步骤4)老化后的湿凝胶复合材料中，封上保鲜膜后放入烘箱中进行老化6h后移除保鲜膜，常温干燥后得到柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料。
21、一种柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料，由上述方法制备得到。
22、所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料在制备隔热材料领域的应用。
23、所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料在汽车领域中的应用。
24、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
25、与其他气凝胶复合材料相比，本专利技术制备的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料以双有机硅作为有机硅源，使复合材料具备更加优异的柔韧性；
26、与其他气凝胶复合材料相比，本专利技术制备的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备成本更低，制备周期更短；
27、与其他气凝胶复合材料相比，本专利技术制备的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料具有更加优异的隔热性能与热稳定性能；
28、与其他气凝胶复合材料相比，本专利技术制备的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料具有不掉粉、不掉渣的优异性能。
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1.一种柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵、甲醇和乙酸的质量比为1:40:80。
3.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和N,N-二甲基甲酰的质量比为27:16:7。
4.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，调节pH至碱性是用氨水调节pH至8。
5.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述恒温搅拌的温度均为30℃。
6.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述凝胶处理的时间为6h；所述老化处理的时间均为6h。
7.根据权利要求1所述的柔弹性双硅气凝胶/玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，气凝胶前驱体与玻璃纤维的体积比为(2-10):(1-7)。
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