CN114702295A - 一种气凝胶复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气凝胶复合材料及其制备方法，涉及隔热保温材料技术领域，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。本发明利用水刺原理，将溶胶喷射到多层纤维网胎上，使多层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，同时进行溶胶的浸渍，得到湿纤维复合材料；将纤维编织和浸渍工艺同时进行，可以缩短气凝胶复合材料的制备周期。
Description
技术领域
本发明涉及隔热保温材料技术领域，特别涉及一种气凝胶复合材料及其制备方法。
背景技术
凝胶是指将凝胶结构中的液体被气体取代后，没有坍塌的固体结构。二氧化硅气凝胶是一种纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而使其热导率效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以气凝胶具有非常低的导热系数，是目前世界上导热系数最低的固体材料。
在以往气凝胶毡生产过程中气凝胶毡的生产往往以间歇式的方法生产，生产周期长，人工成本高，单条生产线生产效率低，生产车间内面临着大量有机溶剂泄露的风险，增加了安全生产隐患，且产品质量不稳定。成型毡体在复合溶胶过程中也存在浸渍过程缓慢，浸渍不匀的缺陷。
现阶段，国内外普遍的生产气凝胶的方式为一步酸或碱法或先酸后碱两步法，采用有机硅源和无机硅源来制备溶胶溶液再与纤维毡进行固化成型，其中湿凝胶毡的成型方式有浸泡罐直接浸泡成型和采用传送设备进行连续成型两种方式。两种方法各有优缺点，采用浸泡成型方法设备投资小，凝胶时间可控性强，相对来说可以根据需要对孔径分布进行调整，但是生产凝胶过程消耗时间长，固化后的纤维毡需要复卷加入隔垫以便后期浸泡和干燥的进行。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种气凝胶复合材料及其制备方法，利用水刺原理，将溶胶喷射到叠层纤维网胎上，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型。
为达到上述的技术目的，本发明的技术方案为：
一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
一种权利要求1所述的气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）将二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为60~250Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述叠层纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述步骤（1）中纤维网胎为玻璃纤维网胎、预氧丝纤维网胎、碳纤维网胎、硅酸铝纤维网胎或者对废弃的气凝胶毡进行梳理得到的纤维网胎。
其中，所述二氧化硅溶胶为未催化的二氧化硅溶胶或催化后的二氧化硅溶胶。
其中，采用未催化的二氧化硅溶胶进行喷射时，将未催化的二氧化硅溶胶和催化剂同时通过不同的水刺机进行高压喷射，或者先喷射未催化的二氧化硅溶胶再喷射催化剂。
其中，所述未催化二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30）的硅源、乙醇和水混合均匀，得到未催化的二氧化硅溶胶；所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。
其中，所述催化后二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到催化后二氧化硅溶胶；所述硅源、乙醇和水的摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30），所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。
其中，所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丁酯、正硅酸异丙酯、烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述烷基烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂为碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或两种的组合。其中，为增加纤维材料的锁液性能，所述叠层纤维网胎在不透水传送带上通过水刺机进行水刺。
其中，所述步骤（3）中干燥处理的前或后还包括疏水改性处理步骤。疏水改性处理为将待疏水处理的材料置于疏水化试剂中浸泡处理或者向待疏水处理的材料中通入气相疏水化试剂。如果二氧化硅溶胶的配方中含有烷基链疏水基团，是可以不进行疏水处理。该步骤的疏水改性处理均为常规的疏水改性处理。
其中，所述叠层纤维网胎在不透水传送带上通过水刺机进行水刺。
本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明利用水刺原理，将溶胶喷射到叠层纤维网胎上，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，同时进行溶胶的浸渍，得到湿纤维复合材料；将纤维编织和浸渍工艺同时进行，可以缩短气凝胶复合材料的制备周期。
在水刺过程中，溶胶能够均匀地分散至每层纤维网胎，与成型后的纤维毡体再浸渍相比较，胶液在纤维材料中分布均匀，不存在成型纤维毡体再浸渍溶胶造成的纤维毡体内部浸胶不充分的问题。通过本发明可以得到气凝胶片毡或卷毡，在新能源等领域应用时可以保证隔热性能。
附图说明
图1 为实施例1气凝胶复合材料的外观形貌图；
图2 为对比例1气凝胶复合材料的外观形貌图。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、疏水和干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的玻璃纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶、氢氧化钾分别加入到两个水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，两个水刺机同时对叠层纤维网胎进行垂直高压喷射，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为180Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶30∶15的正硅酸乙酯、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的氢氧化钾与正硅酸乙酯的摩尔比为0.05∶1；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、疏水、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.019w/(m·℃)。
通过实施例得到的气凝胶复合材料的外观形貌图如图1所示，其毡体表面浸胶均匀，无明显浸胶不良现象。
实施例2
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的预氧丝纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶、氢氧化钠分别加入到两个水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，两个水刺机同时对叠层纤维网胎进行喷射，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为60Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶60∶30的正硅酸甲酯、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的氨水与正硅酸甲酯的摩尔比为0.005∶1；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥、疏水改性处理，得到气凝胶复合材料。向制备得到的气凝胶复合材料喷气相疏水化化试剂进行疏水改性处理。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.021w/(m·℃)。
实施例3
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、疏水和干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的预氧丝纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶、催化剂分别加入到两个水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，两个水刺机同时对叠层纤维网胎进行垂直高压喷射，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为250Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为0.5：0.5∶2∶0.05的正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的催化剂与正硅酸甲酯和正硅酸乙酯的总摩尔比为0.1∶1；所述催化剂为摩尔比为1:1的氨水和氟化铵；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、疏水改性和干燥处理，得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.020w/(m·℃)。
实施例4
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的碳纤维网胎，得到疏松的复叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶、催化剂分别加入到两个水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，装有溶胶的水刺机先对叠层纤维网胎进行水刺，然后装有催化剂的水刺机再对复合纤维网胎进行水刺，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为120Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶10∶15的正硅酸异丙酯、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的催化剂与正硅酸异丙酯的摩尔比为0.06∶1；所述催化剂为重量比为1:1的碳酸氢铵和碳酸钠；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、疏水改性和干燥处理，得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.020w/(m·℃)。
通过实施例得到的气凝胶复合材料其毡体表面浸胶均匀，无明显浸胶不良现象，外观形貌和图1无差别。
实施例5
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；纤维网胎为对废弃的气凝胶毡进行梳理得到的纤维网胎；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶、催化剂分别加入到两个水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，装有溶胶的水刺机先对叠层纤维网胎进行水刺，然后装有催化剂的水刺机再对叠层纤维网胎进行水刺，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为220Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶40∶10的丙基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的催化剂与丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为0.01∶1；所述催化剂为重量比为1:1的碳酸氢钠和乙醇胺
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理和疏水改性，得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.020w/(m·℃)。
实施例6
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的玻璃纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎，然后在叠层纤维网胎上喷射蒸汽进行预湿处理；
（2）将未催化的二氧化硅溶胶加入到水刺机内，叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，装有未催化溶胶的水刺机对叠层纤维网胎进行水刺，然后向水刺机内装入催化剂再对叠层纤维网胎进行水刺，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；水刺压力为90Bar；
未催化的二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶40∶8甲基三甲氧基硅烷、乙醇和水混合均匀，得到二氧化硅溶胶；加入的催化剂与甲基三甲氧基硅烷的摩尔比为0.07∶1；所述催化剂为重量比为1:1的二乙醇胺和甲胺。
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.018w/(m·℃)。
实施例7
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的硅酸铝纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，将催化后的二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行垂直高压喷射，水刺压力为150Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述复合纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶30∶15：0.05的丙基三乙氧基硅烷、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶。所述催化剂为重量比为1:1的二甲胺和乙胺。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.019w/(m·℃)。
通过实施例得到的气凝胶复合材料其毡体表面浸胶均匀，无明显浸胶不良现象，外观形貌和图1无差别。
实施例8
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的预氧丝纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，将催化后的二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为60Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述复合纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶2∶0.05：0.005的硅源、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶，其中，硅源为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷，催化剂为摩尔比3:1为二乙胺和丙胺。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.021w/(m·℃)。
实施例9
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的碳纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，将催化后的二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为250Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述复合纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶60∶30：0.1的二甲基二乙氧基硅烷、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶。所述催化剂为摩尔比为1:2的二丙胺和异丙醇胺。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.022w/(m·℃)。
实施例10
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的碳纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，将催化后的二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为120Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述复合纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶15∶20：0.009的甲基三乙氧基硅烷、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶。所述催化剂摩尔比为1:1的间苯二胺和对苯二胺。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.021w/(m·℃)。
实施例11
本实施例提供一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
本实施例气凝胶复合材料的制备方法，包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；所述纤维网胎为对废弃的气凝胶毡进行梳理得到的纤维网胎；
（2）叠层纤维网胎放置在不透水传送带上，将催化后的二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为200Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、疏水改性和干燥处理，得到气凝胶复合材料。
其中，所述步骤（1）还包括对所述复合纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
其中，所述催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶40∶15：0.06的二甲基二甲氧基硅烷、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶。所述催化剂为摩尔比为2:1的苯胺和邻苯二胺。
本实施例气凝胶复合材料的导热系数（25℃）：0.019w/(m·℃)。
对比例1
传送设备进行连续成型：（1）将玻璃纤维卷毡放卷，纤维毡体在压辊的作用下浸入盛装有溶胶的浸胶槽进行浸渍处理，纤维毡浸渍在溶胶中，得到结合有溶胶的湿纤维毡；（2）浸渍处理后的湿纤维毡通过传送机构运输，并于该传送过程中溶胶发生凝胶化形成凝胶毡。本实施例的溶胶为实施例7中催化后的二氧化硅溶胶，催化后的二氧化硅凝胶配置步骤包括：取摩尔比为1∶30∶15：0.05的丙基三乙氧基硅烷、乙醇和、水和催化剂混合均匀，得到催化后的二氧化硅溶胶。所述催化剂为摩尔比为1:1的二甲胺和乙胺。
本实施例凝胶毡的导热系数（25℃）0.024 w/(m·℃)。
通过对比例1得到的气凝胶复合材料如图2所示，其毡体表面出现未浸渍溶胶的现象，图2中颜色较浅的部分为未浸渍溶胶的部分，存在明显的浸胶不均匀，影响其产品的隔热性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气凝胶复合材料，其特征在于：所述气凝胶复合材料通过水刺机将二氧化硅溶胶喷射置于叠层纤维网胎的内部及表面，叠层纤维网胎通过二氧化硅溶胶的喷射编织、浸胶为湿纤维复合材料，湿纤维复合材料经凝胶、干燥后得到气凝胶复合材料。
2.一种权利要求1所述的气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）水平铺贴多层梳理后的纤维网胎，得到疏松的叠层纤维网胎；
（2）将二氧化硅溶胶通过水刺机对叠层纤维网胎进行喷射，水刺压力为60~250Bar，使叠层纤维网胎在水刺的过程中编织成型，得到结合有溶胶的湿纤维复合材料；
（3）对步骤（2）所得湿纤维复合材料进行凝胶、干燥处理，得到气凝胶复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）还包括对所述叠层纤维网胎喷射蒸汽进行预湿处理的步骤。
4.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中纤维网胎为玻璃纤维网胎、预氧丝纤维网胎、碳纤维网胎、硅酸铝纤维网胎或者对废弃的气凝胶毡进行梳理得到的纤维网胎。
5.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅溶胶为未催化的二氧化硅溶胶或催化后的二氧化硅溶胶。
6.根据权利要求5所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：采用未催化的二氧化硅溶胶进行喷射时，将未催化的二氧化硅溶胶和催化剂同时通过不同的水刺机进行高压喷射，或者先喷射未催化的二氧化硅溶胶再喷射催化剂；所述未催化二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30）的硅源、乙醇和水混合均匀，得到未催化的二氧化硅溶胶；所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。
7.根据权利要求5所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述催化后二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到催化后二氧化硅溶胶；所述硅源、乙醇和水的摩尔比为1∶（2~60）∶（0.05~30），所述催化剂与硅源的摩尔比为（0.005-0.1）∶1。
8.根据权利要求6或7所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丁酯、正硅酸异丙酯、烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述烷基烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂为碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或两种的组合。
9.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中干燥处理的前或后还包括疏水改性处理步骤。
10.根据权利要求2所述的一种气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：所述叠层纤维网胎在不透水传送带上通过水刺机进行水刺。
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