【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及保溫材料，尤其涉及一種二氧化硅氣凝膠保溫氈及其制備方法。
技術介紹
1、氣凝膠材料由于其低密度、高比表面積、低熱導率、高孔隙率和低介電常數，使其在隔音、絕熱、吸附、建筑、儲能等領域有著巨大的應用前景。但其獨特的多孔結構決定了氣凝膠糟糕的力學性能。此外，傳統的無機氧化物氣凝膠力學性能差，在一些領域難以實際生產應用。這些問題限制了氣凝膠材料在日常生活中的應用。纖維保溫氈為傳統的無機保溫材料，其機械性能較好，但是存在導熱系數比較高、熱損失比較大的缺陷，因此，將纖維氈和二氧化硅氣凝膠材料相互結合，形成一種新型保溫材料。
2、專利技術文獻?cn109574622a?公開了一種耐高溫二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，該專利技術以工業硅酸鈉為原料，采用纖維偶合，然后再經常溫水洗除雜、溶劑乙醇連續循環置換，最后常壓干燥，制備了二氧化硅氣凝膠保溫氈。該二氧化硅氣凝膠保溫氈具有純度高、耐高溫的優點，保溫氈鈉離子含量在0.05wt％以下，500℃時熱導率小于0.025w/(m·k)。
3、專利技術文獻cn108996985b?公開了一種氣凝膠氈隔熱保溫材料的制備方法，該專利技術將正硅酸酯、乙醇和水混合均勻，依次加入nh4f溶液和氨水攪拌均勻，得到二氧化硅溶膠a；將樹脂、引發劑、偶聯劑、空心玻璃微珠在可密封容器中攪拌混合均勻得到漿液b；將纖維氈先在二氧化硅溶膠a中浸漬，取出后再在新鮮配制的漿液b中浸漬，如此重復操作3-4次最終得到的氣凝膠氈隔熱保溫材料克服了傳統的二氧化硅氣凝膠氈掉粉脫落的情況。
4、但是
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提出一種二氧化硅氣凝膠保溫氈及其制備方法，以解決傳統的二氧化硅氣凝膠保溫氈無法同時具有優異的機械性能和保溫性能的問題。
2、基于上述目的，本專利技術提供了一種二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，包括以下步驟：
3、s1：將硅酸溶液、瓊脂糖溶液、以及復合纖維溶液混合，得到預混溶液；
4、s2：保持預混溶液的溫度為70-80℃，調節ph為5-6，保持0.5-1h，得到凝膠溶液；
5、s3：將多孔材料在凝膠溶液中浸漬12-24h，得到復合凝膠材料；
6、s4：將復合凝膠材料進行陳化、并用無水乙醇進行置換，最后經過超臨界二氧化碳干燥得到二氧化硅氣凝膠保溫氈；
7、步驟s1中所述復合纖維溶液的制備步驟如下：將殼聚糖和瓊脂糖溶于三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶液中，攪拌均勻，得到混合溶液，隨后將三乙氧基硅基丁醛和全氟辛基乙基三硅氧烷與二甲基亞砜混合，攪拌均勻后，將其加入到混合溶液中，并將其在行星式離心機中混合20?min，在室溫下攪拌24-36h后，將其裝入玻璃注射器中，進行靜電紡絲，破碎，篩分，然后在真空環境下干燥3-5d，得到復合纖維，將其分散于去離子水中，得到1%的復合纖維溶液；
8、優選地，步驟s1中所述硅酸溶液、瓊脂糖溶液以及復合纖維溶液的重量比為2:1:0.2-0.3。
9、優選地，步驟s1中所述靜電紡絲的外加靜電場為15?kv/12?cm，流速為0.5ml/h。
10、優選地，步驟s1中所述硅酸溶液的sio2含量為10%，制備步驟如下：將硅酸鈉粉末溶于去離子水中，得到的sio2含量為10%的硅酸鈉溶液，隨后將硅酸鈉溶液倒入預處理陽離子交換樹脂中，得到sio2含量為10%的硅酸溶液。
11、優選地，所述預處理陽離子交換樹脂為732強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂先經過70-80℃的熱水進行清洗，直到流出液為無色，隨后在將其放入交換柱中用2倍量的1mol/lh2so4浸泡2?h，再用4倍量的2?mol/lh2so4進行淋洗，最后用大量的去離子水洗至中性得到。
12、優選地，步驟s1中所述瓊脂糖溶液的含量為5%。
13、優選地，步驟s1中所述瓊脂糖為v?型。
14、進一步地，所述瓊脂糖溶液是在70℃下，將瓊脂糖溶于去離子水中，攪拌均勻后得到；
15、優選地，步驟s1中所述殼聚糖的相對分子質量為200000。
16、優選地，步驟s1中所述殼聚糖、瓊脂糖、三氟乙酸、三乙氧基硅基丁醛、全氟辛基乙基三硅氧烷、二甲基亞砜的重量比為5-6g:5-6g:45-55g:45-55g:0.2-0.3g:0.3-0.5g:50-100g。
17、優選地，步驟s2中所述調節ph采用氫氧化鈉進行。
18、優選地，步驟s3中所述多孔材料選自針織玻璃纖維氈、三聚氰胺海綿、活性炭纖維氈、玻纖聚酯混合氈、粘性纖維氈和陶瓷纖維氈中的一種。
19、優選地，步驟s4中所述陳化的溫度為50-80℃，陳化時間為16-48h。
20、優選地，步驟s4中所述超臨界二氧化碳干燥是將陳化后的凝膠材料放入干燥釜中，將co2用泵輸入干燥釜，保持干燥釜的超臨界溫度為45-65℃，壓力為10-18mpa；co2通過超臨界干燥釜的流量為50-2500l/h，干燥時間為4-12h。
21、進一步地，本專利技術還提供了一種二氧化硅氣凝膠保溫氈，所述二氧化硅氣凝膠保溫氈是根據上述二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法制備得到。
22、本專利技術的有益效果：本專利技術的二氧化硅氣凝膠保溫氈，通過將瓊脂糖與殼聚糖相互混合制備復合纖維，復合纖維具有更好的相容性以及分散性，能夠均勻的分布在氣凝膠網絡中，且復合纖維本身具有較為復雜的結構，能夠使得保溫氈的機械強度以及保溫性能得到提升；
23、本專利技術的二氧化硅氣凝膠保溫氈，通過在制備復合纖維時，通過加入硅烷偶聯劑三乙氧基硅基丁醛，使得殼聚糖和瓊脂糖之間的相容性和相互作用得到進一步提升，進而使得靜電紡絲得到的纖維的粒徑更細，能夠進一步提升保溫氈的抗折強度以及保溫性能；
24、本專利技術的二氧化硅氣凝膠保溫氈，將瓊脂糖與殼聚糖相互混合制備復合纖維，并且進一步調整瓊脂糖與殼聚糖之間的比例，使得其保溫性能能夠得到進一步提升。
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1.一種二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述硅酸溶液的SiO2含量為10%，制備步驟如下：將硅酸鈉粉末溶于去離子水中，得到的SiO2含量為10%的硅酸鈉溶液，隨后將硅酸鈉溶液倒入預處理陽離子交換樹脂中，得到含量為10%的硅酸溶液。
3.根據權利要求2所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，所述預處理陽離子交換樹脂為732強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂先經過70-80℃的熱水進行清洗，直到流出液為無色，隨后在將其放入交換柱中用2倍量的1mol/L?H2SO4浸泡2?h，再用4倍量的2mol/L?H2SO4進行淋洗，最后用大量的去離子水洗至中性得到。
4.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述瓊脂糖溶液的含量為5%。
5.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述殼聚糖的相對分子質量為200000。
6.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保
7.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S2中所述調節pH采用氫氧化鈉進行。
8.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S3中所述多孔材料選自針織玻璃纖維氈、三聚氰胺海綿、活性炭纖維氈、玻纖聚酯混合氈、粘性纖維氈和陶瓷纖維氈中的一種。
9.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述陳化的溫度為50-80℃，陳化時間為16-48h。
10.一種二氧化硅氣凝膠保溫氈，其特征在于，所述二氧化硅氣凝膠保溫氈是根據權利要求1-9任一項所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述硅酸溶液的sio2含量為10%，制備步驟如下：將硅酸鈉粉末溶于去離子水中，得到的sio2含量為10%的硅酸鈉溶液，隨后將硅酸鈉溶液倒入預處理陽離子交換樹脂中，得到含量為10%的硅酸溶液。
3.根據權利要求2所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，所述預處理陽離子交換樹脂為732強酸性苯乙烯陽離子交換樹脂先經過70-80℃的熱水進行清洗，直到流出液為無色，隨后在將其放入交換柱中用2倍量的1mol/l?h2so4浸泡2?h，再用4倍量的2mol/l?h2so4進行淋洗，最后用大量的去離子水洗至中性得到。
4.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述瓊脂糖溶液的含量為5%。
5.根據權利要求1所述的二氧化硅氣凝膠保溫氈的制備方法，其特征在于，步驟s1中所述殼聚糖的相對分子質...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周武洋，周冰，周武海，
申請(專利權)人：蕪湖達錦新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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