【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二氧化硅气凝胶制备，特别涉及一种具有超高温隔热性能的二氧化硅气凝胶复合材料及其常压制备方法。
技术介绍
1、二氧化硅气凝胶是一种具有高孔隙率(80～99.8％)、高比表面积(500～1200m2/g)的纳米多孔材料，其三维空间网络结构是由二氧化硅纳米粒子构成的长链相互连接而成，该结构特性赋予其优秀的隔热保温性能。因此，在工业管道、工业锅炉、建筑墙体等领域得到广泛应用。然而，一些高端领域已向气凝胶材料提出更高的超高温隔热需求，但纯二氧化硅气凝胶在高温下(＞600k)表现出较高的辐射热导率，较难实现有效隔热。针对这一问题，已有大量研究表明可通过添加红外遮蔽剂进行高温电磁波辐射的弱化(吸收或反射)以达到高温条件下的有效隔热。
2、除此之外，当前制备二氧化硅气凝胶普遍采用的技术手段是以有机硅醇前驱体为硅源通过溶胶-凝胶法以及结合超临界干燥技术制得而成。如专利cn105036142a中采用有机硅源(正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、聚硅酸乙酯中至少一种)为前驱体并结合co2超临界干燥工艺来制备二氧化硅气凝胶。但是该类方法存在着硅源成本高和超临界干燥技术危险系数高、设备要求高等问题。二氧化硅气凝胶本身非常脆，可通过复合纤维、聚合物等增强材料进行增强后以满足应用需求。但当前市面上二氧化硅气凝胶与纤维复合多存在掉“粉”严重现象，而与聚合物复合的生产工艺流程较为繁琐、复杂。
3、综上，为了满足高温隔热应用的市场需求，有必要开发一种具有低成本、高温隔热、且适合大规模生产优势的二氧化硅气凝胶材料。
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1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料及其常压制备方法。
2、本专利技术的第一个目的是提供高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，包括以下步骤：
3、(1)采用水稀释水玻璃得到前驱体溶液，调节ph至酸性，再依次加入红外遮蔽剂和干燥控制化学添加剂，超声分散均匀，最后再加入水玻璃调节ph值，得到溶胶溶液。
4、(2)将步骤(1)得到的溶胶溶液倒入装有纤维毡的模具中，真空浸渍使其完全浸透纤维毡，最后静置待其凝胶，得到复合凝胶。
5、(3)将步骤(2)得到的复合凝胶加入到混合溶液中同时进行溶剂置换和表面疏水改性得到改性后复合凝胶；所述混合溶液选自表面改性剂、醇和低表面张力非极性溶剂；
6、(4)将步骤(3)得到的改性后复合凝胶进行常压分级干燥，得到高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料。
7、本专利技术的第二个目的是提供一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料，采用本专利技术第一方面所述的常压制备方法制备获得。
8、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
9、(1)本专利技术的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料及其常压制备方法，所用硅源是成本较低的工业水玻璃，并基于网络结构调控、网络孔隙液体置换、网络骨架表面改性后可实现气凝胶的常压干燥而不损坏气凝胶网络结构。是一种经济效益好且适宜大规模化生产的制备方法。
10、(2)本专利技术的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料及其常压制备方法，通过加入红外遮蔽剂以及与合适直径的纤维毡增强材料复合后，可实现高温条件下的有效隔热，能满足高温隔热保护领域的市场需求。
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1.一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的水玻璃模数为2.5～3.5，二氧化硅含量为20～30wt％；
3.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中加入酸性溶液调节pH至酸性，所述的酸性溶液选自盐酸、硝酸、醋酸或磷酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的红外遮蔽剂选自炭黑、TiO2、Y2O3或ZrO2中的一种或多种；
5.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的干燥控制化学添加剂选自甲酰胺、乙酰胺、二甲基甲酰胺或草酸中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的加酸性溶液调节pH值至1～3；
7.根
8.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的表面改性剂为三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷中的一种或多种；
9.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的常压分级干燥条件为60℃干燥3～6h，120℃干燥3～6h，200℃干燥1～2h。
10.一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的常压制备方法制备获得。
...【技术特征摘要】
1.一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的水玻璃模数为2.5～3.5，二氧化硅含量为20～30wt％；
3.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中加入酸性溶液调节ph至酸性，所述的酸性溶液选自盐酸、硝酸、醋酸或磷酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的红外遮蔽剂选自炭黑、tio2、y2o3或zro2中的一种或多种；
5.根据权利要求1所述的一种高温隔热二氧化硅气凝胶复合材料的常压制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的干燥控制化学添加剂选自甲酰胺、乙酰胺、二甲基甲酰胺或草酸中的一种或多种；
【专利技术属性】
技术研发人员：郑亚森，欧阳秦君，谢士诚，秦克良，侯李明，宋永琦，
申请(专利权)人：上海科特新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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