一种纳米孔气凝胶绝热复合材料及其制备方法

专利名称：一种纳米孔气凝胶绝热复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高效隔热保温材料领域，尤其是涉及一种Si02气凝胶绝热复合材料及其制
备方法。
背景技术：
Si02气凝胶具有高比表面积、超低密度以及纳米多孔网络结构的特征，孔隙率高达
98.9%,孔洞尺寸一般在介孔范围内，比表面积高达1000m々g，密度在3 600kg/m3范围内 可调。气凝胶的结构特异性使得其折射率、声阻抗和热传导率低，吸附性能优良，在光学、 声学、热学、吸附与催化以及惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)等领域中有
着极广阔的应用前景。
Si02气凝胶被认为是目前绝热性能最佳的固体材料，但气凝胶材料固有的强度低、脆 性大成形困难等因素以及成本高制约了其在工程应用中的推广。现有解决该问题的技术方 法主要有以下几类①采用有机或无机胶粘剂与气凝胶粉末材料混合，通过压制成形(参见 中国专利95197068. 2《一种含有气凝胶的复合材料、其制备方法和应用》，96196879. 6 《含有气凝胶和黏合剂的复合材料，其制备方法及其应用》)。当加入粘合剂后，虽然在一 定程度上可提高复合材料的强度，但同时也损失了气凝胶材料的高效绝热特性；②通过在 溶胶过程中将无机增强剂(短纤维)和红外遮光剂(钛白粉)加入形成凝胶再通过超临界流体 干燥形成的材料(参见中国专利97106652. 3《改性纳米保温材料及其生产工艺》)，其红外 遮光剂难以分散均匀，且机械强度提高有限，难以满足苛刻环境的使用要求；③以纤维作 为增强相，采用溶胶一凝胶工艺、超临界流体干燥工艺形成气凝胶复合材料(参见美国专利 US6068882和中国专利200510031952. 0《一种气凝胶绝热复合材料及其制备方法》)，所 述材料具有很好的绝热效果和使用性能，但美国专利US6068882是通过在纤维表面沉积分 子碳或金属的途径来降低红外透过性，工艺比较复杂，而中国专利200510031952. 0则是 通过原位复合法制备Si02/Ti02复合凝胶后引入Ti02于气凝胶来降低红外透过性，工艺虽然相对于前者简单，但由于形成的Ti02多呈非晶态，其降低红外透过性作用有限。另外， 美国专利US6068882制成的材料疏水性较差，在实际使用过程中由于吸水，绝热效果会降 低。

发明内容
本发明的目的在于提供一种高绝热性能、较好的机械强度、好的疏水性能、可在较宽
温度范围内使用的纳米多孔Si02气凝胶柔性和刚性绝热复合材料及其制备方法。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种纳米孔气凝胶绝热复合材料是由硅醇盐配制的硅溶胶、红外遮光剂混合流渗到纤 维毡或纤维预制件中形成的纳米孔气凝胶绝热复合材料，所述的红外遮光剂是以醇为分散
剂的铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料；所述的纤维毡或纤 维预制件为不与溶胶反应，同时能承受超临界流体干燥条件的纤维毡或纤维预制件。
所述的硅醇盐和ITO的重量比为1: 0.005~0.2;所述的硅醇盐和纤维毡或纤维预制 件的重量比为0.3 3。
所述的硅醇盐与ITO、 Ti02的重量比为:1: 0.005~0.2: 0.01~0.3。
所述纤维毡或纤维预制件为玄武岩、石英、高硅氧、硅酸铝、碳或玻璃的纤维毡或纤 维预制件。
所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料包括以下步骤(1)将硅醇盐与表面改性剂、去离 子水、醇溶剂混合，再加入酸性和碱性催化剂或其中的一种配制成硅溶胶；(2)将硅溶胶与 铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料混合形成的复合溶胶，通 过流渗流入纤维毡或纤维预制件中；或者对纤维毡或纤维预制件用硅溶胶与铟锡氧化物 ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶抽真空流渗；(3)通过超临 界流体干燥含有湿凝胶的纤维增强复合体。
也可以对所述的纤维毡或纤维预制件用硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO 和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶预流渗后装入模具中，再加入硅溶胶与铟锡氧化物 ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶流渗。
超声波作用下将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇桨 料混合后流渗效果最佳。
硅溶胶配制方法如下采用一步法将硅醇盐、表面改性剂、醇溶剂、去离子水、酸 性催化剂按摩尔比为l: 0.1-1: 3 10: 2~9: 0.0008~0.0054配制或者将硅醇盐、表面改性剂、醇溶剂、去离子水、碱性催化剂按摩尔比为l: 0.1~1: 3~10: 2~9: 0.0005-0.008配制
即成；或者采用两步法，首先将硅醇盐、表面改性剂和醇溶剂混合搅拌均匀后，再将水和 酸性催化剂滴加进去搅拌，等其充分水解后，再将碱性催化剂滴加进去搅拌得到硅溶胶，
其中硅醇盐表面改性剂醇溶剂去离子水酸性催化剂碱性催化剂摩尔比为1: 0.1~1:
3~10: 2~9: 0.0008 0.0054: 0.0005~0.008。
所述的硅醇盐为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯；所述表面改性剂为含1-8个C原子的垸氧 基硅烷；所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述酸性催化剂为盐酸、氢氟酸或醋 酸；所述碱性催化剂为氨水或氢氧化钠。
所述表面改性剂为二甲基二乙氧基硅垸，二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧二乙基二 乙氧基硅垸、二乙基二丁氧基硅垸、三甲基氯硅垸。
所述的硅醇盐为正硅酸乙酯，表面改性剂为二甲基二乙氧基硅烷，醇溶剂为乙醇，酸 性催化剂为盐酸，碱性催化剂为氨水时效果最好。
所述的ITO纳米醇浆料或ITO和Ti02纳米复合醇浆料制备如下以乙醇或异丙醇为 分散介质，通过机械球磨方式将ITO纳米粉体材料或ITO和Ti02的纳米复合粉体材料分 散于乙醇或异丙醇中，形成质量分数不高于30%的悬浮醇溶液。
所述ITO纳米粉体材料或ITO和Ti02的纳米复合粉体材料分散于乙醇中效果最佳。
所述的超临界流体干燥过程，其干燥介质为乙醇或异丙醇，将流有溶胶的纤维复合成 型体放入超临界流体干燥设备中，预充2 4MPa的氮气，再以50 100。C/小时的升温速度 加热到250~300°C，保温1 2小时，再以1 4MPa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮 气冲扫10~30分钟。
本发明的纳米多孔Si02气凝胶柔性或刚性绝热复合材料构成包括Si02气凝胶，具有
优良红外反射特性的铟锡氧化物ITO纳米粉体材料或ITO和Ti02的纳米复合粉体材料的 红外遮光剂，纤维毡或纤维预制件；所述纤维毡或纤维预制件应不与溶胶反应，同时能承 受超临界流体干燥条件的纤维毡或纤维预制件，材质可以是玄武岩、石英、高硅氧、硅酸 铝、碳或玻璃等，所述纤维毡或纤维预制件的体积密度应低于150kg/m3，最好低于70kg
Si02气凝胶体积密度应低于100kg / m3，最好低于70kg / m3。
本发明之纳米多孔Si02气凝胶柔性和刚性绝热复合材料用下述方法制备将硅醇盐、 表面改性剂、醇溶剂、酸性催化剂、碱性催化剂按一定比例配制成硅溶胶，将硅溶胶、混合形成复合溶胶，通过流渗工艺流入纤维毡或纤维预制件中；或者对纤维毡或纤维预制件 用硅溶胶和铟锡氧化物ITO纳米醇桨料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶预 流渗后装入模具中，再加入硅溶胶和铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米 复合醇浆料的复合溶胶流渗；或者对纤维毡或纤维预制件用硅溶胶和铟锡氧化物ITO纳米 醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇桨料的复合溶胶抽真空流渗，然后再进行超临界流体 干燥，即得到纳米孔Si02气凝胶绝热复合材料。上述溶胶在超声波作用下混合效果更佳。
正硅酸乙酯与ITO优选重量比h 0.01 0.08;正硅酸乙酯与ITO、 Ti02优选重量比 h 0.01 0.05: 0.08 0.2。
所述硅醇盐首选正硅酸乙酯，也可为正硅酸甲酯等；所述表面改性剂首选二甲基二乙 氧基硅垸，也可采用二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧二乙基二乙氧基硅垸、二乙基二丁 氧基硅垸、三甲基氯硅烷等垸氧基硅烷；所述醇溶剂首选乙醇，也可采用甲醇、丙醇、异 丙醇等；所述酸性催化剂首选盐酸，也可采用氢氟酸、醋酸等；所述碱性催化剂首选氨水， 也可采用氢氧化钠等；所述红外遮光剂为ITO纳米粉体材料或是ITO和Ti02的纳米复合 粉体材料的醇浆料，醇浆料溶剂首选乙醇，也可采用异丙醇等，配制浓度低于30%。
所述的一步法配制硅溶胶将硅醇盐、表面改性剂、醇溶剂、去离子水、酸性催化剂 按摩尔比为l: 0.1-1: 3~10: 2~9: 0.0008~0.0054配制或者将硅醇盐、表面改性剂、醇溶 剂、去离子水、碱性催化剂按摩尔比为l: 0.1-1: 3~10: 2~9: 0.0005-0.008配制即成。将 硅溶胶和铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶流渗 到纤维毡或纤维预制件中，待其凝胶后再进行超临界流体干燥即得柔性纳米多孔Si02气凝 胶绝热复合材料。
硅醇盐、表面改性剂、醇溶剂、去离子水、碱性催化剂优选摩尔比为1: 0.3 0.5:
10: 3: 0.015 0.02。
所述的两步法配制硅溶胶，首先将硅醉盐、表面改性剂和醇溶剂混合搅拌均匀后，再 将水和酸性催化剂滴加进去搅拌，等其充分水解后，再将碱性催化剂滴加进去搅拌得到硅
溶胶，其中硅醇盐表面改性剂醇溶剂去离子水酸性催化剂碱性催化剂配比为l:
0.1~1: 3~10: 2~9: 0.0008~0.0054: 0.0005~0.008(摩尔比)。将硅溶胶和铟锡氧化物ITO纳 米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶流渗到纤维毡或纤维预制件中，待 其凝胶后再进行超临界流体干燥即得刚性纳米多孔Si02气凝胶绝热复合材料。硅醇盐表面改性剂醇溶剂去离子水酸性催化剂碱性催化剂的优选摩尔配比 为1: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004。
所述的超临界流体干燥条件优选为，其干燥介质为乙醇或异丙醇，将含有ITO纳米粒 子的纤维复合湿凝胶成型体放入超临界流体干燥设备中，预充2~4MPa的氮气，再以 50~100°C / h的升温速度加热到250~300°C，保温1~2小时，再以l~4MPa /小时的速度缓 慢释放压力，最后以氮气冲扫10~30分钟。
本发明的优点-
(1) 采用溶胶一凝胶、超临界流体干燥工艺制备纳米孔气凝胶材料，孔隙率高，孔径小， 对固体传热和空气对流传热有良好的阻隔作用；
(2) 采用纳米红外遮光剂-铟锡氧化物醇浆料在超声波空化效应作用下通过直接与硅溶 胶复合后，再经过超临界流体干燥，达到了红外遮光剂与Si02气凝胶较好的复合效果，可 以充分发挥纳米孔Si02气凝胶对固体传热和空气对流传热良好的阻隔作用，同时又能有效 地阻隔红外辐射传热；
(3) 通过超声波工艺使纤维和溶胶均匀混合后通过流渗工艺以及超临界流体干燥工艺 处理，纤维与纤维之间通过纳米孔Si02气凝胶隔开，显著地降低了纤维本身的固体导热；
(4) 配制溶胶过程中加入二甲基二乙氧基硅垸等表面改性剂，使气凝胶中Si02纳米颗粒 表面形成垸基，在使用温度低于40(TC时，产品具有良好的疏水性，且工艺简单，成本低；
(5) 两步法制备的纳米孔Si02气凝胶隔热复合材料，通过选取适当的连续纤维成型体 (高硅氧纤维毡、石英连续纤维毡、硅酸铝连续纤维毡、玄武岩连续纤维毡或高硅氧纤维预 成型体、石英连续纤维预成型体、硅酸铝连续纤维预成型体、玄武岩连续纤维预成型体)， 除了具备优异的绝热性能外，力学性能也相当优异，机械强度可以达到L2MPa以上；
(6) 所制备纳米孔Si02气凝胶绝热复合材料，可以满足航空、航天、军事以及民用中对 热防护要求比较高的场合中使用。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的限制。 实施例l
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.015以一步法配成硅溶胶，将25%的ITO乙醇浆料与硅溶胶混合(正硅酸乙酯与ITO重量比为1: 0.02)得到复合硅溶胶；正硅酸乙酯和纤维毡或纤维预制件的重量比为
0.3-3 (以下实施例均同于本实施例)，采用抽真空流渗工艺流入体积密度为70gk/i^的超 细石英纤维毡中，于室温下老化l天，放入高压釜中，预充N2至3.5MPa.，以6(TC/h的 升温速度加热至250°C，恒温1小时后，保持温度不变，以3MPa / h的速度缓慢释放压力， 至常压后以N2冲扫高压釜30分钟，关闭电源，使其自然冷却，即可制得纳米多孔Si02 柔性绝热复合材料，其密度约为0.12g/cm3，机械强度约为O.lOMPa,常温常压下热导率 为0.017W/m-K。 实施例2
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、去离子水、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.015以一步法配成硅溶胶，加入25。/。的ITO乙醇浆料(正硅酸乙酯与ITO重量比 为1: 0.05)，经过30分钟超声混合后，采用实施例1所述抽真空流渗工艺进行流渗入体 积密度为70gk/n^的超细玻璃纤维毡中，待其凝胶后在乙醇溶液中老化3天，放入高压釜 中，采用实施例1所述方法进行超临界干燥，即可制得纳米多孔Si02 / ITO柔性绝热复合 材料，其密度约为0.14g / cm3，机械强度约为O.lOMPa，常温常压下热导率为0.016W / m-K。
实施例3
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004,以两步法配成硅溶胶，加入25°/。的ITO乙醇浆料(正硅酸乙 酯与ITO重量比为l: 0.01)，经过30分钟超声混合后，采用实施例1所述抽真空流渗工 艺进行流渗入体积密度为70gk/mS的超细玄武岩纤维毡中，待其凝胶后在乙醇溶液中老化 3天，放入高压釜中，采用实施例1所述方法进行超临界干燥，即可制得纳米多孔Si02气 凝胶刚性绝热复合材料，其密度约为0.18g/cm3,机械强度约为1.9MPa，，常温常压下热 导率为O. 017W/m-K。
实施例4
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l:
0.5: 10: 3: 0.002: 0.004，以两步法配成硅溶胶，加入25%的ITO乙醇浆料(正硅酸乙 酯与ITO重量比为l: 0.08)，经过30分钟超声混合后，采用实施例1所述抽真空流渗工 艺进行流渗入体积密度为70gk/i^的超细硅酸铝纤维毡中，待其凝胶后在乙醇溶液中老化 3天，放入高压釜中，采用实施例1所述方法进行超临界干燥，即可制得纳米多孔Si02 /ITO气凝胶刚性绝热复合材料，其密度约为0.18g/cm3，机械强度约为1.8MPa，，常温常 压下热导率为O. 016W/nvK。 实施例5
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、去离子水、氨水按摩尔比l: 0.3: 10: 3: 0.02以一步法配成硅溶胶；加入28%ITO (正硅酸乙酯与ITO重量之比为1: 0.05) 禾口Ti02 (正硅酸乙酯与Ti02重量之比为1: 0.08)的复合纳米醇浆料，按实施例l所述抽 真空流渗工艺进行流渗入体积密度为70gk/mS的超细高硅氧纤维毡中，待其凝胶后在乙醇 溶液中老化2天，再按实施例1所述方法进行超临界干燥，即可制得疏水性极好的纳米多 孔Si02-Ti02气凝胶柔性绝热复合材料。
实施例6
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004，以两步法配成硅溶胶；加入25°/。ITO (正硅酸乙酯与ITO重量 之比为1: 0.05)和Ti02 (正硅酸乙酯与Ti02重量之比为1: 0.12)的复合纳米醇浆料， 经过30分钟超声混合后，流入体积密度为70gkA^的超细玻璃纤维预制件中，于室温下老 化1天，待其凝胶后在乙醇溶液中老化2天，再按实施例1所述方法进行超临界干燥，即 可制得疏水性极好的纳米多孔Si02 / ITO气凝胶刚性绝热复合材料。
实施例7
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004，以两步法配成硅溶胶；加入25%ITO (正硅酸乙酯与ITO重量 之比为1: 0.05)和Ti02 (正硅酸乙酯与Ti02重量之比为1: 0.12)的复合纳米醇浆料， 经过30分钟超声混合后，流入体积密度为70gk/n^的超细高硅氧纤维预制件中，于室温下 老化1天，待其凝胶后在乙醇溶液中老化2天，再按实施例1所述方法进行超临界干燥， 即可制得疏水性极好的纳米多孔Si02 / ITO- Ti02气凝胶刚性绝热复合材料。
实施例8
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004，以两步法配成硅溶胶；加入25%ITO (正硅酸乙酯与ITO重量 之比为1: 0.01)和Ti02 (正硅酸乙酯与Ti02重量之比为1: 0.20)的复合纳米醇浆料， 经过30分钟超声混合后，流入体积密度为70gk/mS的超细石英纤维预制件中，于室温下老化1天，待其凝胶后在乙醇溶液中老化2天，再按实施例1所述方法进行超临界干燥，即 可制得疏水性极好的纳米多孔Si02 / ITO- Ti02气凝胶刚性绝热复合材料。 实施例9
将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅垸、无水乙醇、去离子水、盐酸、氨水按摩尔比l: 0.5: 10: 3: 0.002: 0.004，以两步法配成硅溶胶；加入25%ITO (正硅酸乙酯与ITO重量 之比为1: 0.05)和Ti02 (正硅酸乙酯与Ti02重量之比为1: 0.20)的复合纳米醇浆料， 经过30分钟超声混合后，流入体积密度为70gk/n^的超细硅酸铝纤维毡中，于室温下老化 1天，待其凝胶后在乙醇溶液中老化2天，再按实施例1所述方法进行超临界干燥，即可 制得疏水性极好的纳米多孔Si02 / ITO- Ti02气凝胶刚性绝热复合材料。
权利要求
1、一种纳米孔气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述复合材料是由硅醇盐配制的硅溶胶、红外遮光剂混合流渗到纤维毡或纤维预制件中形成的纳米孔气凝胶绝热复合材料，所述的红外遮光剂是以醇为分散剂的铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和TiO2的纳米复合醇浆料；所述的纤维毡或纤维预制件为不与溶胶反应，同时能承受超临界流体干燥条件的纤维毡或纤维预制件。
2、 根据权利要求1 一种纳米孔气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述的硅醇盐和 ITO的重量比为1: 0.005-0.2;所述的硅醇盐和纤维毡或纤维预制件的重量比为0.3~3。
3、 根据权利要求1 一种纳米孔气凝胶绝热复合材料，其特征在于，所述的硅醇盐与 ITO、 Ti02的重量比为1: 0.005~0.2: 0.01~0.3。
4、 根据权利要求1所述的一种纳米孔气凝胶绝热复合材料，其特征在于所述纤维毡或 纤维预制件为玄武岩、石英、高硅氧、硅酸铝、碳或玻璃的纤维毡或纤维预制件。
5、 权利要求1所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(l)硅溶胶配制将硅醇盐与表面改性剂、去离子水、醇溶剂混合，再加入酸性和碱性催化剂或其中的一种配制成硅溶胶；(2)将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者 ITO和Ti02的纳米复合醇浆料混合形成的复合溶胶，通过流渗流入纤维毡或纤维预制件中； 或者对纤维毡或纤维预制件用硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳 米复合醇浆料的复合溶胶抽真空流渗；(3)通过超临界流体干燥含有湿凝胶的纤维增强复 合体。
6、 根据权利要求5所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，对 所述的纤维毡或纤维预制件用硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳 米复合醇浆料的复合溶胶预流渗后装入模具中，再加入硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆 料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料的复合溶胶流渗。
7、 根据权利要求5或6所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于， 超声波作用下将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和Ti02的纳米复合醇浆料 混合。
8、 根据权利要求5或6所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于， 硅溶胶配制方法如下采用一步法将硅醇盐、表面改性剂、醇溶剂、去离子水、酸性催化剂按摩尔比为h 0.1 1: 3~10: 2~9: 0.0008~0.0054配制或者将硅醇盐、表面改性剂、 醇溶剂、去离子水、碱性催化剂按摩尔比为1: 0.1~1: 3~10: 2~9: 0.0005~0.008配制即成；或者采用两步法，首先将硅醇盐、表面改性剂和醇溶剂混合搅拌均匀后，再将水和酸性催 化剂滴加进去搅拌，等其充分水解后，再将碱性催化剂滴加进去搅拌得到硅溶胶，其中硅醇盐表面改性剂醇溶剂去离子水酸性催化剂碱性催化剂摩尔比为1: 0.1~1: 3~10:2~9: 0.0008~0.0054: 0.0005~0.008。
9、 根据权利要求8所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所 述的硅醇盐为正硅酸乙酯或正硅酸甲酯;所述表面改性剂为含1-8个C原子的烷氧基硅烷； 所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述酸性催化剂为盐酸、氢氟酸或醋酸；所述 碱性催化剂为氨水或氢氧化钠。
10、 根据权利要求8所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所 述表面改性剂为二甲基二乙氧基硅垸，二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧二乙基二乙氧基 硅烷、二乙基二丁氧基硅垸、三甲基氯硅垸。
11、 根据权利要求8或9所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于， 所述的硅醇盐为正硅酸乙酯，所述表面改性剂为二甲基二乙氧基硅垸，所述醇溶剂为乙醇， 所述酸性催化剂为盐酸，所述碱性催化剂为氨水。
12、 根据权利要求5或6所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于， 所述的ITO纳米醇浆料或ITO和Ti02纳米复合醇浆料制备如下以乙醇或异丙醇为分散 介质，通过机械球磨方式将ITO纳米粉体材料或ITO和Ti02的纳米复合粉体材料分散于 乙醇或异丙醇中，形成质量分数不高于30%的悬浮醇溶液。
13、 根据权利要求12所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所 述ITO纳米粉体材料或ITO和Ti02的纳米复合粉体材料分散于乙醇中。
14、 根据权利要求5所述的纳米孔气凝胶绝热复合材料的制备方法，其特征在于，所 述的超临界流体干燥过程，其干燥介质为乙醇或异丙醇，将流有溶胶的纤维复合成型体放 入超临界流体干燥设备中，预充2 4MPa的氮气，再以50 10(TC/小时的升温速度加热到 250~300°C，保温1 2小时，再以1 4MPa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫 10~30分钟。
全文摘要
本发明公开了一种纳米孔气凝胶绝热复合材料及其制备方法，该纳米孔气凝胶绝热复合材料构成包括SiO₂气凝胶，铟锡氧化物ITO纳米粉体材料或ITO和TiO₂的纳米复合粉体材料，增强纤维毡或预制体，可通过超声波作用，将硅溶胶与铟锡氧化物ITO纳米醇浆料或者ITO和TiO₂的纳米复合醇浆料混合后通过流渗工艺流入纤维毡或纤维预制件中，形成湿凝胶复合体，再进行超临界流体干燥。本发明材料对固体热传导、空气热对流以及红外辐射热传导均具有良好传热有良好的阻隔作用，同时具有良好的疏水性，且工艺简单，成本低；其机械强度可以达到0.10～2MPa；适用范围广，可满足航空、航天、军事以及民用中对热防护要求比较高的场合中使用。
文档编号C04B30/00GK101445356SQ20081014374
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年11月27日
发明者勇 卢, 峰 卢, 斌 卢 申请人:中南大学