【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于隔熱材料，具體涉及一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料。
技術介紹
1、在眾多種類的氣凝膠中，s?i?o2氣凝膠是最早被研發且商業化的一種氣凝膠，因其具備極低的密度以及低導熱系數被廣泛用于保溫隔熱領域。但是單純的s?i?o2氣凝膠由于高孔隙、低密度的特點導致其機械性能較差，受到外力擠壓易發生脆性破碎。為解決這一問題，科研人員引入了s?i?o2氣凝膠與纖維材料的復合結合方式，這一技術突破不僅有效保留了s?i?o2氣凝膠原有的低導熱系數優勢，更顯著增強了材料的韌性及機械強度，實現了性能上的飛躍。目前較為常見的s?i?o2氣凝膠復合棉氈纖維總類包括了陶瓷纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維、碳纖維。
2、專利cn108641361?b公告了一種纖維增強的有機硅氣凝膠隔熱復合材料及其制備方法，該專利得到的復合材料以具有多孔結構的硅氧烷聚合物為基體，以柔性纖維氈為增強體，通過配制有機硅溶液、溶液浸漬柔性纖維氈、溶膠-凝膠過程、洗滌-干燥等步驟制備得到。但該專利及現有技術制備得到的纖維/氣凝膠復合材料仍存在抗菌性等性能不佳的問題。
技術實現思路
1、本為了解決
技術介紹
中現有技術制備得到的纖維/氣凝膠復合材料仍存在抗菌性等性能不佳的問題，本專利技術的目的在于提供一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，包括以下原料：質量分數為75-90％的溶膠，質量分數為10-25％的改性玻璃纖維
4、一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，制備方法包括以下步驟：
5、步驟a1：將正硅酸乙酯、乙醇水溶液混合后加入體積分數為3％的氫氟酸調節ph為2-3，在50℃水浴中攪拌0.5-1h后，加入25wt％氨水調節ph為6.9-7.3，得到溶膠；
6、其中，正硅酸乙酯、乙醇水溶液的用量比為20.8g：80-90ml；乙醇水溶液中無水乙醇和去離子水的體積比為1.2:1。
7、步驟a2：將溶膠倒入含有改性玻璃纖維的模具中，密封靜置凝膠，在60-80℃下處理10-15h；將產品取出后用甲醇置換3次，每次間隔12h，然后置于50℃的烘箱中12h，再置于80℃烘箱中2h，得到纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料。
8、進一步地，改性玻璃纖維的制備方法為：
9、步驟b1：將玻璃纖維浸泡在丙酮中24h，去除表面油污，后用蒸餾水洗滌4次，100℃干燥2h，得到預處理玻璃纖維；
10、其中，玻璃纖維與丙酮的用量比為30g：1.5l。
11、步驟b2：將預處理玻璃纖維放入改性硅烷偶聯劑溶液中，室溫下攪拌5-6h后，過濾取出，80℃干燥3-4h，得到改性玻璃纖維；
12、其中，預處理玻璃纖維與改性硅烷偶聯劑溶液的用量比為100g：150-200ml；改性硅烷偶聯劑溶液中改性硅烷偶聯劑和體積分數為90％乙醇水溶液的用量比為5-7g：100ml。
13、進一步地，改性硅烷偶聯劑的制備方法為：
14、步驟c1：將三乙氧基硅基十一醛和n,n-二甲基乙二胺溶于無水乙醇中，20-30℃反應20-30min后，抽濾，烘干得到含亞氨鍵的硅烷偶聯劑；
15、其中，三乙氧基硅基十一醛、n,n-二甲基乙二胺、無水乙醇的用量比為33.3g：8.8g：400-450ml。
16、在上述步驟中，三乙氧基硅基十一醛的醛基和n,n-二甲基乙二胺的胺基通過醛胺縮合反應生成了動態亞胺鍵。
17、步驟c2：將含亞氨鍵的硅烷偶聯劑、溴代十二烷、異丙醇混合，升溫至80℃，反應8h后,減壓蒸餾，得到改性硅烷偶聯劑。
18、其中，含亞氨鍵的硅烷偶聯劑、溴代十二烷、異丙醇的用量比為6.3g：4.1g：40-50ml。
19、在上述步驟中，含亞氨鍵的硅烷偶聯劑與溴代十二烷發生季銨化反應得到了改性硅烷偶聯劑，從而將季銨鹽基團、長鏈烷基引入到含亞氨鍵的硅烷偶聯劑中。
20、通過上述的兩步反應，將動態亞氨鍵、季銨鹽基團、長鏈烷基引入到了改性硅烷偶聯劑中，通過改性硅烷偶聯劑改性玻璃纖維后與溶膠進行溶膠-凝膠反應，可以得到含有動態亞氨鍵、季銨鹽基團、長鏈烷基的纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料。亞胺鍵是一種在室溫下可逆的動態共價鍵碳-氮雙鍵，亞氨鍵的自修復過程是一個動態平衡的過程，在材料內部，亞胺鍵的斷裂與重組不斷進行，使得材料能夠在一定程度上自我修復并保持其完整性和性能，將含有亞氨鍵的改性玻璃纖維與溶膠結合可以提高復合材料的自修復性能；季銨鹽基團、長鏈烷基具有優良的抗菌性和疏水性，將含有季銨鹽基團、長鏈烷基的改性玻璃纖維與溶膠結合可以提高復合材料的抗菌性和疏水性。
21、進一步地，本專利技術通過改性硅烷偶聯劑改性玻璃纖維，改性硅烷偶聯劑水解生成的羥基可以和玻璃纖維表面的羥基縮聚形成共價鍵，從而使改性硅烷偶聯劑接枝到玻璃纖維表面，并且改性硅烷偶聯劑中含有長鏈烷基，長鏈烷基是一種柔性碳鏈，可以對溶膠起到增韌作用，使纖維/氣凝膠復合材料的力學性能得到提升。與此同時，通過改性硅烷偶聯劑改性后的玻璃纖維與溶膠之間的界面相容性增強，形成了更為致密的結構，從而減少了空氣熱對流，提高了復合材料的隔熱保暖性能。
22、本專利技術的有益效果：
23、本專利技術通過將改性玻璃纖維與溶膠結合制備得到的纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料具有優良的自修復能力、抗菌性、疏水性、力學性能以及隔熱保暖性能，相較于現有技術制備得到的纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料綜合性能較好，應用領域更為廣泛。
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1.一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，包括以下原料：質量分數為75-90％的溶膠，質量分數為10-25％的改性玻璃纖維。
2.根據權利要求1所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料的制備包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，步驟A1中，正硅酸乙酯、乙醇水溶液的用量比為20.8g：80-90mL；乙醇水溶液中無水乙醇和去離子水的體積比為1.2:1。
4.根據權利要求2所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，改性玻璃纖維的制備方法為：
5.根據權利要求4所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，步驟B1中，玻璃纖維與丙酮的用量比為30g：1.5L。
6.根據權利要求4所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，步驟B2中，預處理玻璃纖維與改性硅烷偶聯劑溶液的用量比為100g：150-200mL；改性硅烷偶聯劑溶液中改性硅烷偶聯劑和體積分數為90％乙醇水溶液的用量比為5-7g：100mL。
<...【技術特征摘要】
1.一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，包括以下原料：質量分數為75-90％的溶膠，質量分數為10-25％的改性玻璃纖維。
2.根據權利要求1所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料的制備包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，步驟a1中，正硅酸乙酯、乙醇水溶液的用量比為20.8g：80-90ml；乙醇水溶液中無水乙醇和去離子水的體積比為1.2:1。
4.根據權利要求2所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，改性玻璃纖維的制備方法為：
5.根據權利要求4所述的一種纖維/氣凝膠復合隔熱保暖材料，其特征在于，步驟b1中，玻璃纖維與丙酮的用量比為30g：1.5l。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：馬曉飛，張志成，張麗，袁冰倩，袁夢，
申請(專利權)人：吉祥三寶高科新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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