CN111019321A - 一种高分子保温隔热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高分子保温隔热材料及其制备方法，属于高分子技术领域，所述材料按照重量份计，包括以下原料：有机高分子树脂100‑180份、发泡剂6‑10份、碳纤维30‑50份，所述制备方法将原料按照配比混合之后，发泡即可，制备方法简单，所述碳纤维具有中空的结构，中空的内核限制了热对流，中空结构同样也使高分子保温隔热变得轻质，适宜用于制备航空航天材料。

Description

一种高分子保温隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子技术领域，特别是涉及一种高分子保温隔热材料及其制备方法。
背景技术
目前，应用于航空航天上的典型隔热材料主要有酚醛泡沫复合材料、氧化铝陶瓷复合材料以及纳米孔超级隔热材料。酚醛泡沫具有低密度、低热导率以及抗高温歧变的特点，但是普通酚醛泡沫的延伸率低、质脆、硬度大、不耐弯曲，因此限制了其应用。普通酚醛泡沫通常需要物理共混、化学及原位聚合方法以保证其低热导率的同时增加其韧性。
碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量的新型纤维材料，它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳纤维“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维，在碳纤维的制备过程中一般需要对原材料进行加热预氧化等处理，现有的制备的碳纤维管，功能较为单一，且加热保温性能并不是很好，同时由于温度控制不好，往往会破坏碳纤维原材料，造成资源的浪费，降低生产效率。
如果能将碳纤维管加入到酚醛泡沫中，综合二者的性能制备出一种保温性能良好的高分子材料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合碳纤维和酚醛泡沫二者优点的高分子保温隔热材料，提供一种质轻、保温性能良好、适合在航空航天等极端条件下应用的高分子保温隔热材料。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
技术方案一：
本发明提供了一种高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：有机高分子树脂100-180份、发泡剂6-10份、碳纤维30-50份。
进一步的，所述有机高分子树脂为聚氨酯树脂。
进一步的，所述碳纤维为数百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
进一步的，所述发泡剂为液态CO2、惰性烃类化合物或石油醚中的一种。
进一步的，所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在120℃～150℃陈化1～2d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，在此温度下保温5～8h，得到数百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
进一步的，步骤(1)中间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合。
进一步的，步骤(1)所述催化剂为碳酸钠。
进一步的，步骤(5)的升温速率为5℃/min。
技术方案二：
本发明还提供所述的高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将有机高分子树脂、发泡剂和碳纤维混合，搅拌后，于90～100℃下恒温发泡得到所述高分子保温隔热材料。
进一步的，制备方法中搅拌速率为200～300r/min，搅拌时间为3～5min。
本发明公开了以下技术效果：
本发明的高分子保温材料中的泡沫呈现闭合的五边形或六边形结构，三条泡壁棱柱相交于一个顶点。由于泡沫形状会受到聚合物网状骨架、气体扩散、泡沫密度等多方面的综合影响，并非总是规则的多面体结构，当加入碳纤维气凝胶时，树脂在通心粉状的碳纤维气凝胶表面生成泡沫材料，中空的内核限制了热对流，中空结构同样也使高分子保温隔热材料变得轻质，克服了单纯树脂材料不耐老化、变形系数大、稳定性差、安全性差、易燃烧、生态环保性很差、施工难度大、工程成本较高，其资源有限，且难以循环再利用的缺点。
通过将其与泡沫材料一起发泡，形成了一种具有弹性的轻质材料，这种材料在使用期限内不会明显老化，而且能吸收热量，该保温隔热材料有望在航空航天等极端条件下应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的1cm3的碳纤维管的放大图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂150份、石油醚8份、碳纤维40份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在130℃陈化1d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为200W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温5h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本实施例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002291637300000061
Figure BDA0002291637300000071
实施例2
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂100份、石油醚6份、碳纤维30份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在110℃陈化1d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为200W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温8h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为250r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本实施例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002291637300000081
Figure BDA0002291637300000091
实施例3
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂120份、液态CO28份、碳纤维40份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在130℃陈化1d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为200W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温8h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为200r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本实施例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002291637300000101
实施例4
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂160份、液态CO210份、碳纤维45份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在140℃陈化2d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为250W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温6h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为280r/min，搅拌时间为4min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本实施例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表4所示。
表4
Figure BDA0002291637300000111
Figure BDA0002291637300000121
实施例5
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂135份、石油醚8份、碳纤维45份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在130℃陈化1d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为200W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温8h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为200r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本实施例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表5所示。
表5
Figure BDA0002291637300000131
对比例1
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂150份、石油醚8份、碳纤维40份。
所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛以1:2的摩尔比混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂碳酸钠，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在130℃陈化1d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成，超声处理有利于溶剂和水的置换，超声功率为200W；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，升温速率为5℃/min，在此温度下保温5h，得到百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本对比例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表6所示。
表6
Figure BDA0002291637300000141
Figure BDA0002291637300000151
对比例2
本实施例所述高分子保温隔热材料，按照重量份计，包括以下原料：聚氨酯树脂150份、石油醚8份、碳纤维40份。
所述碳纤维通过常规方法制备得到。
所述高分子保温隔热材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将聚氨酯树脂、石油醚、碳纤维混合，搅拌后，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为5min，于100℃下恒温发泡72h得到所述高分子保温隔热材料。
将本对比例的高分子保温隔热材料制备成航空航天隔热保温材料成品，测试其技术性能指标，得到的结果如表7所示。
表7
Figure BDA0002291637300000152
Figure BDA0002291637300000161
由上述内容可知，本发明制备的保温材料具有体积密度小、平均孔径小、气孔分布均匀和导热系数低的特点，抗压强度和粘结强度好，不开裂，不脱落，对环境无污染，可以大大提高高分子保温隔热材料的隔热保温效果，且质轻，适宜应用于航空航天等极端条件。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高分子保温隔热材料，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：有机高分子树脂100-180份、发泡剂6-10份、碳纤维30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，所述有机高分子树脂为聚氨酯树脂。
3.根据权利要求1所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，所述碳纤维为数百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
4.根据权利要求1所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，所述发泡剂为液态CO2、惰性烃类化合物或石油醚中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，所述碳纤维的制备方法为：
(1)将间苯二酚和甲醛混合，加入去离子水作为溶剂，搅拌均匀，加入催化剂，机械搅拌30min，混合均匀，密封，制备得到前驱体溶液；
(2)将前驱体溶液在120℃～150℃陈化1～2d，得到有机湿凝胶；
(3)以丙酮为溶剂置换有机湿凝胶中的水，将湿凝胶浸泡于丙酮中，浸泡5d，每天更换2次丙酮，置换过程在超声波装置中完成；
(4)将溶剂置换后得到的湿凝胶置于空气中自然晾干，然后在150℃下干燥12h，得到有机气凝胶；
(5)将有机气凝胶在惰性气体保护下经过程序升温至2350℃，在此温度下保温5～8h，得到数百万根中空的碳纤维管缠绕构建出的气凝胶。
6.根据权利要求5所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，步骤(1)中间苯二酚和甲醛以5:1的摩尔比混合。
7.根据权利要求5所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，步骤(1)所述催化剂为碳酸钠。
8.根据权利要求5所述的一种高分子保温隔热材料，其特征在于，步骤(5)的升温速率为5℃/min。
9.一种权利要求1～8任一项所述的高分子保温隔热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)准确称量各原料的重量；
(2)将有机高分子树脂、发泡剂和碳纤维混合，搅拌后，于90～100℃下恒温发泡得到所述高分子保温隔热材料。
10.根据权利要求9所述的高分子保温隔热材料的制备方法，其特征在于，搅拌速率为200～300r/min，搅拌时间为3～5min。
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744510A (en) * 1995-04-25 1998-04-28 Regents Of The University Of California Organic carbon aerogels from the sol-gel polymerization of phenolic-furfural mixtures
US20030134916A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-17 The Regents Of The University Of California Lightweight, high strength carbon aerogel composites and method of fabrication
CN102285775A (zh) * 2011-04-29 2011-12-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种有机纤维增强有机气凝胶隔热材料及其制备方法
CN103044057A (zh) * 2013-01-14 2013-04-17 航天材料及工艺研究所 一种炭泡沫原位增强炭气凝胶高温隔热材料及其制备方法
CN103059413A (zh) * 2013-01-16 2013-04-24 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种新型塑料基增强发泡复合材料、制备及应用
CN103865097A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 山东圣泉化工股份有限公司 一种包含纳米气凝胶的酚醛泡沫板及制备方法
CN104448563A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 南京聚隆科技股份有限公司 一种碳纤维增强聚丙烯微发泡材料及其制备方法
CN105038217A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 南京聚隆科技股份有限公司 一种碳纤维增强尼龙微发泡材料及其制备方法
CN106009666A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 南京航空航天大学 一种碳纤维增强双马来酰亚胺泡沫材料及其制备方法
CN107473199A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国科学院金属研究所 一种高强度大尺寸块状炭气凝胶及其制备方法和应用
CN107880419A (zh) * 2017-11-01 2018-04-06 安徽铭能保温科技有限公司 一种高阻燃抗老化的挤塑聚苯板及其制备方法
CN108559199A (zh) * 2018-03-30 2018-09-21 徐玉玉 用于新能源汽车零部件加工的轻质复合材料及其制备方法
CN108975300A (zh) * 2017-06-02 2018-12-11 中国科学院金属研究所 高强度大尺寸块状炭气凝胶及其制备方法和应用
CN109130405A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 疏博（上海）纳米科技有限公司 一种隔热覆盖物及其制备方法
CN109970388A (zh) * 2019-03-19 2019-07-05 宿迁市南京工业大学新材料研究院 一种发泡型可瓷化聚烯烃复合材料及其制备方法
CN110305340A (zh) * 2019-06-25 2019-10-08 深圳中凝科技有限公司 一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744510A (en) * 1995-04-25 1998-04-28 Regents Of The University Of California Organic carbon aerogels from the sol-gel polymerization of phenolic-furfural mixtures
US20030134916A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-17 The Regents Of The University Of California Lightweight, high strength carbon aerogel composites and method of fabrication
CN102285775A (zh) * 2011-04-29 2011-12-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种有机纤维增强有机气凝胶隔热材料及其制备方法
CN103044057A (zh) * 2013-01-14 2013-04-17 航天材料及工艺研究所 一种炭泡沫原位增强炭气凝胶高温隔热材料及其制备方法
CN103059413A (zh) * 2013-01-16 2013-04-24 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种新型塑料基增强发泡复合材料、制备及应用
CN103865097A (zh) * 2014-03-06 2014-06-18 山东圣泉化工股份有限公司 一种包含纳米气凝胶的酚醛泡沫板及制备方法
CN104448563A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 南京聚隆科技股份有限公司 一种碳纤维增强聚丙烯微发泡材料及其制备方法
CN105038217A (zh) * 2015-08-07 2015-11-11 南京聚隆科技股份有限公司 一种碳纤维增强尼龙微发泡材料及其制备方法
CN106009666A (zh) * 2016-05-19 2016-10-12 南京航空航天大学 一种碳纤维增强双马来酰亚胺泡沫材料及其制备方法
CN107473199A (zh) * 2016-06-08 2017-12-15 中国科学院金属研究所 一种高强度大尺寸块状炭气凝胶及其制备方法和应用
CN108975300A (zh) * 2017-06-02 2018-12-11 中国科学院金属研究所 高强度大尺寸块状炭气凝胶及其制备方法和应用
CN107880419A (zh) * 2017-11-01 2018-04-06 安徽铭能保温科技有限公司 一种高阻燃抗老化的挤塑聚苯板及其制备方法
CN108559199A (zh) * 2018-03-30 2018-09-21 徐玉玉 用于新能源汽车零部件加工的轻质复合材料及其制备方法
CN109130405A (zh) * 2018-08-30 2019-01-04 疏博（上海）纳米科技有限公司 一种隔热覆盖物及其制备方法
CN109970388A (zh) * 2019-03-19 2019-07-05 宿迁市南京工业大学新材料研究院 一种发泡型可瓷化聚烯烃复合材料及其制备方法
CN110305340A (zh) * 2019-06-25 2019-10-08 深圳中凝科技有限公司 一种气凝胶复合塑料母粒及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AZADEH SEIFI，等: "Correlation between structure and oxidation behavior of carbon aerogels", 《JOURNAL OF ENERGY STORAGE》 *
刘玉荣: "《碳材料在超级电容器中的应用》", 31 January 2013, 国防工业出版社 *
柴春鹏，等: "《高分子合成材料学》", 31 January 2019, 北京理工大学出版社 *
谈娟娟，等: "常压干燥法制备碳纤维增强型碳气凝胶", 《玻璃钢/复合材料》 *

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