CN115650271B - 一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可纺性氧化铝‑氧化硅复合溶胶及其制备方法，属于无机陶瓷材料领域；方法包括：把铝源和硅源进行混合，得到混合液；对混合液进行反应，以使铝源和硅源发生缩聚，得到氧化铝‑氧化硅复合溶胶；对氧化铝‑氧化硅复合溶胶进行浓缩老化，得到可纺性氧化铝‑氧化硅复合溶胶；其中，所述铝源能水解生成铝羟基；所述硅源能水解生成硅羟基；通过在反应初期即引入铝源和硅源，铝源水解生成铝羟基(Al‑OH)，硅源水解生成硅羟基(Si‑OH),二者发生缩聚反应，使制备的复合溶胶化学成分均匀，达到了分子级别的均匀混合，解决了氧化铝‑氧化硅复合溶胶难以混合均匀，易分层沉淀的问题。
Description
技术领域
本申请涉及无机陶瓷材料领域，尤其涉及一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶及其制备方法。
背景技术
氧化铝纤维是一种非常重要的高性能无机纤维，在航空航天、国防军工等领域有广阔的应用前景，制备氧化铝纤维最常用的方法是溶胶凝胶法，其中前躯体溶胶的组成性质直接决定纤维的组成成分及性能。单一成分的氧化铝纤维在高温下晶粒会异常生长，从而导致其在高温下长期使用时产生严重的高温蠕变，这限制了氧化铝纤维的应用范围。添加SiO2是提升氧化铝纤维高温性能的有效手段，它会改变氧化铝纤维的晶相组成和高温下晶粒生长规律，从而提升纤维的高温性能。因此，制备性能优良的氧化铝纤维的前提是制备出均匀、稳定的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶。
铝溶胶的种类很多，但并不是所有铝溶胶均具有可纺性，溶胶具有可纺性的主要原因是形成了线性胶粒。但在可纺性铝溶胶中引入不同SiO2前驱体后，可能会破坏铝溶胶的线性结构，致使整个溶胶失去可纺性。目前制备可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的方法很多，一般过程是首先合成铝溶胶，再引入硅溶胶，混合后浓缩老化，制备出可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶。
现有技术中，如中国发明专利申请CN101381225A以铝粉和铝盐合成铝溶胶，有机硅酸酯碱性水解合成硅溶胶，两者混合后浓缩老化制得可纺性硅/铝双相溶胶；中国发明专利申请CN114162844A以铝和无机酸、有机酸合成铝溶胶，然后将硅溶胶进行酸化处理，再将二者进行混合得到氧化铝/莫来石双相纤维用前驱体复合溶胶；以上方法均是将铝溶胶和硅溶胶进行混合制备复合溶胶，很容易分层，难以达到分子级别的混合均匀。陈立富等直接将仲丁醇铝、正硅酸四乙酯和乙酸乙酯混和溶液加热回流制得硅铝溶胶，再加入水和PVP混合浓缩老化，制得可纺性纺丝溶胶(参见：厦门大学学报,2009,48(4):610)，该方法虽然得到了均匀的硅铝溶胶，但是不具备纺丝性，需要引入纺丝助剂才能使整个体系具备纺丝性，纺丝助剂在后期纤维的烧成过程中会降低纤维性能。
发明内容
本申请提供了一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶及其制备方法，以解决目前氧化铝-氧化硅复合溶胶难以混合均匀，易分层沉淀的问题。
第一方面，本申请提供了一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，所述方法包括：
把铝源和硅源进行混合，得到混合液；
对混合液进行反应，以使铝源和硅源发生缩聚，得到氧化铝-氧化硅复合溶胶；
对氧化铝-氧化硅复合溶胶进行浓缩老化，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶；
其中，所述铝源能水解生成铝羟基；所述硅源能水解生成硅羟基。
作为一种可选的实施方式，所述反应包括低温反应和高温反应；和/或
所述低温反应的温度为30-60℃；和/或
所述低温反应的时间为2-6h；和/或
所述高温反应的温度为60-90℃；和/或
所述低温反应的时间为1-5h。
作为一种可选的实施方式，所述铝源包括异丙醇铝；和/或
所述硅源包括硅酸四乙酯。
作为一种可选的实施方式，所述把铝源和硅源进行混合，得到混合液，具体包括：
把异丙醇铝、有机酸和硅酸四乙酯混合于无机铝盐溶液，得到混合液。
作为一种可选的实施方式，所述无机铝盐溶液的无机铝盐包括AlCl3·6H2O和Al(NO3)3·9H2O中的至少一种；和/或
所述有机酸包括冰醋酸、乳酸和甲酸中的至少一种。
作为一种可选的实施方式，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与Si4+的摩尔比为5-20:1；和/或
所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与有机酸的摩尔比为1-5:1。
作为一种可选的实施方式，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的胶粒平均尺寸为100-200nm；和/或
所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的pH值为3.0-4.0；和/或
以质量计，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为2.0％-10％。
作为一种可选的实施方式，所述浓缩老化的温度为40-80℃；和/或
所述浓缩老化的时间为8-24h。
作为一种可选的实施方式，以质量计，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为20％-30％；和/或
所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的粘度为20-600Pa·s。
第二方面，本申请提供了一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶采用第一方面可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法制得；用以作为第一方面任一项实施例所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法的产品。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，通过在反应初期即引入铝源和硅源，铝源水解生成铝羟基(Al-OH)，硅源水解生成硅羟基(Si-OH),二者发生缩聚反应，使制备的复合溶胶化学成分均匀，达到了分子级别的均匀混合，解决了氧化铝-氧化硅复合溶胶难以混合均匀，易分层沉淀的问题。
同时，采用该方法容易形成Al-O-Si链状结构，使制备的复合溶胶具有可纺丝性。解决了在不添加纺丝助剂的情况下可纺性差的问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例1提供的方法制备的氧化铝-氧化硅复合溶胶的外观图；
图2为本申请实施例1提供的氧化铝-氧化硅复合溶胶的红外(IR)谱图；
图3为本申请实施例1提供的氧化铝-氧化硅复合溶胶的粒径分布图；
图4为本申请实施例1提供的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶经纺丝制得的纤维示意图；
图5为本申请实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
如图5所示，本申请实施例提供了一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，所述方法包括：
S0.将无机铝盐溶于去离子水中，得到无机铝盐溶液；
S1.把铝源和硅源进行混合，得到混合液；其中，所述铝源能水解生成铝羟基；所述硅源能水解生成硅羟基；
作为一种可选的实施方式，所述把铝源和硅源进行混合，得到混合液，具体包括：
把异丙醇铝、有机酸和硅酸四乙酯混合于无机铝盐溶液，得到混合液。
具体而言，本实施例中，向无机铝盐溶液中依次加入异丙醇铝、有机酸、硅酸四乙酯，混合均匀，得到混合液。
本实施例中，所述无机铝盐溶液的无机铝盐包括AlCl3·6H2O和Al(NO3)3·9H2O中的至少一种；所述有机酸包括冰醋酸、乳酸和甲酸中的至少一种。
S2.对混合液进行反应，以使铝源和硅源发生缩聚，得到氧化铝-氧化硅复合溶胶；
在一些实施例中，反应包括低温反应和高温反应；所述低温反应的温度为30-60℃；所述低温反应的时间为2-6h；所述高温反应的温度为60-90℃；所述低温反应的时间为1-5h。
通过采用低温反应，再采用高温反应，解决了异丙醇铝、硅酸四乙酯水解反应剧烈，反应难以控制的问题。
控制低温反应的温度为30-60℃、时间为2-6h可以使异丙醇铝、硅酸四乙酯能够温和的反应，该取值过大的不利影响是异丙醇铝、硅酸四乙酯反应剧烈，容易生成沉淀；过小导致反应时间偏长；控制高温反应的温度为60-90℃、时间为1-5h是为了让异丙醇铝、硅酸四乙酯的水解产物迅速发生的聚合反应，生成链状结构，该取值过大容易生成沉淀，该取值过小则导致反应时间延长，反应不充分，从而使溶胶不具备可纺性。
在一些实施例中，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与Si4+的摩尔比为5-20:1。
控制氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与Si4+的摩尔比为5-20:1的原因是使复合溶胶具备可纺性，同时控制硅含量，在后期纤维烧结过程中抑制氧化铝晶粒长大。该取值过小的不利影响是硅含量太高，在后期纤维烧结过程中不能起到抑制氧化铝晶粒长大的效果，过大的不利影响是溶胶可纺性变差；
在一些实施例中，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与有机酸的摩尔比为1-5:1。
控制氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与有机酸的摩尔比为1-5:1的原因是加快反应速度，保持溶胶稳定。该取值过小的不利影响不能形成稳定溶胶，过大的不利影响是溶胶的可纺性变差。
在一些实施例中，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的胶粒平均尺寸为100-200nm。
复合溶胶的胶粒平均尺寸主要反映胶粒的尺寸大小，该值是在控制上述反应条件下得到的结果。该值过大或过小都会导致溶胶可纺性均变差。
在一些实施例中，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的pH值为3.0-4.0。
复合溶胶的pH值主要反映溶胶的酸碱度，该值是在控制上述反应条件下得到的结果，该值过大或过小均会使溶胶变得不稳定，容易产生沉淀。
在一些实施例中，以质量计，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为2.0％-10％(以Al2O3计)。
复合溶胶的固含量主要反应溶胶中的有效成分含量多少，该值是在控制上述反应条件下得到的结果，该值过小可纺性变差，该值过大不容易形成溶胶。
具体而言，本实施例中，将混合液先在低温反应一段时间，再在高温反应一段时间，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶初品，继续进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。
S3.对氧化铝-氧化硅复合溶胶进行浓缩老化，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶；
在一些实施例中，所述浓缩老化的温度为40-80℃；所述浓缩老化的时间为8-24h。
控制浓缩老化的温度为40-80℃、时间为8-24h的原因是让复合溶胶中的水分能够均匀缓慢的蒸发，使溶胶具备可纺性。该取值过大的不利影响是破坏了溶胶的结构，容易产生沉淀，该取值过小的不利影响反应时间长。
在一些实施例中，以质量计，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为20％-30％(以Al2O3计)；所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的粘度为20-600Pa·s。
可纺性复合溶胶的固含量主要反映浓缩后有效成分含量，该值是在控制上述反应条件下得到的结果，取值过大的不利影响是溶胶变成凝胶，失去流动性和可纺性。取值过小的不利影响是溶胶不具备可纺性。
可纺性复合溶胶的粘度主要反映浓缩后溶胶的稠度，该值是在控制上述反应条件下得到的结果，取值过大的不利影响是溶胶变成凝胶，失去流动性和可纺性。取值过小的不利影响是溶胶不具备可纺性。
基于一个总的发明构思，本申请实施例还提供了一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶采用如上提供的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法制得。
该可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶是基于上述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法来制得的，该可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法的具体步骤可参照上述实施例，由于该可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶采用了上述实施例的部分或全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入7.0g九水硝酸铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至50℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入12g异丙醇铝、3.0g冰醋酸、3.0g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应3h，然后升高水浴温度至85℃，继续反应3h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为124nm，pH值为3.32，固含量为5.4wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在50℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化12h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为23wt％(以Al2O3计)粘度为300Pa·s。
实施例2
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入8.5g六水氯化铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至40℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入14.5g异丙醇铝、1.2g乳酸、2.5g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应4h，然后升高水浴温度至75℃，继续反应4h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为156nm，pH值为3.21，固含量为6.2wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在60℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化14h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为24wt％(以Al2O3计)粘度为500Pa·s。
实施例3
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入9.5g九水硝酸铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至30℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入10.5g异丙醇铝、2.0g冰醋酸、1.5g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应6h，然后升高水浴温度至80℃，继续反应2h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为133nm，pH值为3.65，固含量为5.3wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在40℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化24h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为22wt％(以Al2O3计)粘度为50Pa·s。
实施例4
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入6.5g六水氯化铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至60℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入11.5g异丙醇铝、1.5g甲酸、1.0g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应2h，然后升高水浴温度至90℃，继续反应1h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为168nm，pH值为3.83，固含量为5.3wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在70℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化12h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为25wt％(以Al2O3计)粘度为200Pa·s。
实施例5
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入6.0g九水硝酸铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至45℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入8.5g异丙醇铝、1.0g乳酸、0.6g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应5h，然后升高水浴温度至80℃，继续反应2h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为176nm，pH值为3.05，固含量为4.4wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在80℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化8h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为26wt％(以Al2O3计)粘度为100Pa·s。
对比例1
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入7.5g九水硝酸铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至80℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入12g异丙醇铝、2.0g冰酸、3.0g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应3h，然后升高水浴温度至90℃，继续反应3h，溶液较浑浊，未能形成溶胶。
对比例2
一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，包括步骤如下：
(1)铝盐溶液的制备
在1L三口圆底烧瓶中加入50g去离子水，常温下加入6.0g九水硝酸铝，搅拌30min后形成硝酸铝溶液。
(2)氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将水浴温度升高至50℃，向步骤(1)得到的硝酸铝溶液中依次加入8g异丙醇铝、1.0g乳酸、3.0g硅酸四乙酯，搅拌均匀，反应3h，然后升高水浴温度至85℃，继续反应3h，反应完毕后得到氧化铝-氧化硅复合溶胶。
(3)溶胶后处理
将步骤(2)所述溶胶进行过滤分离，去除大颗粒杂质，得到均匀分散的氧化铝-氧化硅复合溶胶。胶粒平均尺寸为135nm，pH值为3.28，固含量为4.1wt％(以Al2O3计)。
(4)可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备
将步骤(3)所得的氧化铝-氧化硅复合溶胶在60℃，真空度为0.095MPa条件下浓缩老化14h，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其固含量为21wt％(以Al2O3计)粘度为50Pa·s。
相关实验及效果数据：
对实施例1-5和对比例1-2提供的复合溶胶进行手工挑丝，结果如下表。
| 连续凝胶纤维能达到的长度 | |
| 实施例1 | 2m |
| 实施例2 | 2.5m |
| 实施例3 | 1.5m |
| 实施例4 | 2m |
| 实施例5 | 2.5m |
| 对比例1 | /(未形成溶胶) |
| 对比例2 | 0.1m |
由上表可得，采用本申请实施例提供的方法制备的复合溶胶具有良好的纺丝性。
观察实施例1提供的复合溶胶，如图1所示，为实施例1制备的氧化铝-氧化硅复合溶胶的外观图，从图1中可以看出，复合溶胶均匀分散，有明显的丁达尔现象。
对实施例1提供的复合溶胶进行红外(IR)检测，结果如图2所示，为实施例1制备的氧化铝-氧化硅复合溶胶的红外(IR)谱图，从图2中可以看出，复合溶胶中含有Al-O-Si键，形成了链状结构。
对实施例1提供的复合溶胶进行粒径分布分析，结果如图3所示，为实施例1制备的氧化铝-氧化硅复合溶胶的粒径分布图，从图3中可以看出，复合溶胶平均粒径为124nm。
对实施例1提供的复合溶胶经纺丝制得的纤维进行检测，结果如图4所示，为实施例1制备的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶经纺丝制得的纤维示意图，从图4中可以看出，纤维直径10-30μm，表面光滑，无裂纹等缺陷。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包含”等是指“包括但不限于”。在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
把铝源和硅源进行混合，得到混合液；
对混合液进行反应，以使铝源和硅源发生缩聚，得到氧化铝-氧化硅复合溶胶；
对氧化铝-氧化硅复合溶胶进行浓缩老化，得到可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶；
其中，所述铝源水解生成铝羟基；所述硅源水解生成硅羟基,所述方法形成Al-O-Si链状结构，使制备的复合溶胶具有可纺丝性；
所述反应包括低温反应和高温反应；所述低温反应的温度为30-60℃；所述低温反应的时间为2-6h；所述高温反应的温度为75-90℃；所述高温反应的时间为1-5h，所述铝源包括异丙醇铝；所述硅源包括硅酸四乙酯；
所述把铝源和硅源进行混合，得到混合液，具体包括：
把异丙醇铝、有机酸和硅酸四乙酯混合于无机铝盐溶液，得到混合液；
所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与Si4+的摩尔比为5-20:1；
所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的胶粒平均尺寸为100-200nm；
以质量计，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为2.0%-10%，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的固含量为20%-30%。
2.根据权利要求1所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，所述无机铝盐溶液的无机铝盐包括AlCl3·6H2O和Al（NO3）3·9H2O中的至少一种；
所述有机酸包括冰醋酸、乳酸和甲酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，
所述氧化铝-氧化硅复合溶胶中Al3+与有机酸的摩尔比为1-5:1。
4.根据权利要求1所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，所述氧化铝-氧化硅复合溶胶的pH值为3.0-4.0。
5.根据权利要求1所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，所述浓缩老化的温度为40-80℃；
所述浓缩老化的时间为8-24h。
6.根据权利要求1所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法，其特征在于，
所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的粘度为20-600Pa·s。
7.一种可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶，其特征在于，所述可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶采用权利要求1-6中任意一项所述的可纺性氧化铝-氧化硅复合溶胶的制备方法制得。
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