一种硅气凝胶-纳米纤维复合膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116023115A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211525646.2(22)申请日2022.12.01(71)申请人武汉中科先进材料科技有限公司地址430000湖北省武汉市经济技术开发区201M地块华人汇和科技园(华中智谷)一期F10研发楼1-2层(72)发明人何睿康翼鸿喻学锋熊小曼张鑫向振涛(74)专利代理机构武汉高得专利代理事务所(普通合伙)42268专利代理师陈挥秀(51)Int.Cl.C04B30/02(2006.01)C04B111/28(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种硅气凝胶-纳米纤维复合膜及其制备方法(57)摘要本申请涉及纳米纤维材料技术领域，特别涉及一种硅气凝胶‑纳米纤维复合膜及其制备方法。本申请提供的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法包括以下步骤：向纳米纤维中加入水，搅拌至分散均匀，得到纳米纤维水悬浮液；将硅气凝胶颗粒加入纳米纤维水悬浮液中，搅拌至分散均匀，得到混合悬浮液；将混合悬浮液制成湿态的纳米纤维复合膜材；对纳米纤维复合膜材进行梯度干燥，之后热压成型，即得到硅气凝胶‑纳米纤维复合膜。利用本申请的方法制得的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜厚度小、结构致密，具有纳米尺度的多孔结构。CN116023115ACN116023115A权利要求书1/1页1.一种硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，向纳米纤维中加入水，搅拌至分散均匀，得到纳米纤维水悬浮液；S102，将硅气凝胶颗粒加入纳米纤维水悬浮液中，搅拌至分散均匀，得到混合悬浮液；S103，将混合悬浮液制成湿态的纳米纤维复合膜材；S104，对纳米纤维复合膜材进行梯度干燥，之后热压成型，即得到硅气凝胶‑纳米纤维复合膜。2.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，以绝干质量计，所述硅气凝胶和纳米纤维的质量比为1～20：1。3.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述硅气凝胶的粒径为0.2～500μm。4.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维选用芳纶纳米纤维。5.根据权利要求4所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述芳纶纳米纤维的直径为3～20nm。6.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，步骤S103中，将混合悬浮液制成湿态的纳米纤维复合膜材的方式为刮膜。7.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，步骤S103中，将混合悬浮液制成湿态的纳米纤维复合膜材的方式为真空抽滤。8.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述梯度干燥的过程为：依次在40～50℃、60～70℃、80～90℃和100～110℃的条件下进行干燥。9.根据权利要求1所述的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜的制备方法，其特征在于，步骤S104中，热压的条件为：热压线压力为30～120kN/m，热压温度为220～280℃；热压辊速为2～6m/min，热压次数为1～2次。10.权利要求1‑9任一项所述制备方法制得的硅气凝胶‑纳米纤维复合膜。2CN116023115A说明书1/5页一种硅气凝胶‑纳米纤维复合膜及其制备方法技术领域[0001]本申请涉及纳米纤维材料技术领域，特别涉及一种硅气凝胶‑纳米纤维复合膜及其制备方法。背景技术[0002]气凝胶是指通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料，常见的气凝胶为硅气凝胶。硅气凝胶具有独特的三维立体网络孔隙结构，平均孔径大小约20纳米，孔隙率大于90％，是目前导热系数最低的材料。[0003]目前市场上的气凝胶产品主要是气凝胶玻纤毡，制备方法为硅源前驱体经水解形成溶胶后，采用玻纤毡作为增强基材，经浸胶、凝胶、老化、疏水改性、干燥后制成。采用这种方法制备的气凝胶玻纤毡，气凝胶粉填充于玻纤毡内纤维与纤维之间的空隙，玻纤网络结构将气凝胶粉固定在毡的内部。由于气凝胶骨架结构强度差、脆性大，经受外力作用时大量气凝胶粉从玻纤毡脱离、逸出，出现严重的掉粉问题。为了改善掉粉问题，已有研究人员开发出使用纳米纤维固定气凝胶粉的技术，例如专利CN108035074A公开了一种二氧化硅气凝胶纳米纤维复合膜的制备方法，具体公开了将二氧化硅气凝胶粉末加入溶剂中，得到二氧化硅气凝胶/有机溶剂分散液，之后加入聚合物树脂或粉末，最后通过静电纺丝的方法获得二氧化硅气凝胶纳米纤维复合材料。采用静电纺丝技术时，复合纺丝液容易堵塞针孔，且气凝胶固体颗粒会改变纺丝液体系的粘度、导电性、表面张力等诸多纺丝参数，极易影响