醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇、丙酮的一种或几种。
[0029]硅氧烷为Si (OR1)4与 R2Si (OR3)3^R42Si (OR5)2^R63Si (0R7)中的一种或几种的混合物，所述R1、R2> R3> R4> R5> R6和R7可以为相同或不同的烷烃、烯烃、芳香烃基团。优选Si (OR1)4与R2Si (OR3)3^R32Si (OR4)2中的一种或两种的混合物。Si (OR1)4与含疏水基团的硅氧烷的摩尔比为1:0.1?15，优选1:0.2?10。通过对硅氧烷前驱体混合中各组分摩尔比的优化，可以改善二氧化硅气凝胶的结构，增强其机械性能，控制气凝胶中的有机基团的含量。
[0030]所述酸性催化剂为无机酸或有机酸；所述无机酸为HC1、H2SO4, H3PO4, H2C03、HF、HBr, HNO3> H2SO3* HClO 4的一种或几种混合物，所述有机酸为 CH 3C00H、H00C-C00H、H00CC2H4C00H或C6H5COOH的一种或几种混合物。
[0031]通过对二氧化硅溶胶制备条件的优化，可以使制得的溶胶颗粒粒径更均匀、有机基团分布更均匀，使制备的气凝胶复合材料的强度及疏水性更优。
[0032](2)复合凝胶的制备:按每IL 二氧化硅溶胶掺杂Ig?10g阻燃剂、Ig?10g红外阻隔剂的比例将阻燃剂、红外阻隔剂加入到步骤(I)的二氧化硅溶胶中，迅速搅拌分散均匀，得到掺杂的二氧化硅溶胶；再逐滴加入碱性催化剂调节pH值至6?7。
[0033]将无机纤维制品浸入上述的二氧化硅溶胶中，在(TC?80°C静置0.01?72小时，优选为20?80°C，0.01?36小时；得到复合凝胶，在0°C?80°C下老化O?96小时，优选为30?80°C，0?48小时。
[0034](3)溶剂置换:用有机溶剂置换步骤(2)中老化后的复合凝胶，置换温度为O?80°C，时间I?48小时，次数I?10次；优选置换温度为30?80°C，时间为I?36小时，次数为I?4次。有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇、丙酮、丁酮、正己烷、异己烷、庚烷、辛烷的一种或几种。
[0035](4)干燥:将步骤(3)所得的复合凝胶进行干燥得到疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料。干燥的方法为超临界干燥、常压干燥、亚临界干燥、真空干燥或冷冻干燥中的一种或几种；所述超临界干燥、亚临界干燥的介质为二氧化碳、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮或乙腈中的一种；所述常压干燥温度为30?200°C，时间为0.1?160h，优选干燥温度为40?200°C，优选干燥时间为0.5?120h。
[0036]实施例1
将正硅酸甲酯、乙烯基三甲氧基硅烷以摩尔比1:8的比例混合搅拌均匀，再将此混合物与丙醇、水以摩尔比1:40:3的比例充分混合搅拌均匀，用3mol/L的H2SO4溶液缓慢滴入混合均匀的溶液中，边搅拌变滴加，调节溶液PH值至I，再将配制好的溶液在50 V下持续搅拌10小时制得二氧化硅溶胶。按每IL 二氧化硅溶胶掺杂5g硼酸锌、5g多聚磷酸铵、5g氧化镍的比例将阻燃剂、红外阻隔剂掺杂入溶胶中，充分混合搅拌均匀，再用氨水溶液调节pH值至6。将陶瓷纤维毡浸入掺杂的二氧化硅溶胶，置于40°C水浴中，30小时后形成二氧化硅复合凝胶。继续在60°C水浴中老化20小时。将复合凝胶取出，用丙醇进行置换，丙醇与凝胶的比例为5:1，置换温度为40°C，置换时间为30小时，总共置换2次，得到复合醇凝胶，再经过乙醇超临界干燥，即得到疏水型二氧化硅复合材料。制得的疏水型二氧化硅复合材料疏水性良好，导热系数0.0205w/ (m*k)0能够通过《GB8624-2012建筑材料及其制品燃烧性能分级(Al级)》检测。
[0037]实施例2
将正硅酸乙酯、二乙基二乙氧基硅烷以摩尔比1:6的比例混合搅拌均匀，再将此混合物、无水乙醇、水以摩尔比1:50:8的比例充分混合搅拌均匀，用2mol/L的H00C-C00H溶液缓慢滴入混合均匀的溶液中，边搅拌变滴加，调节溶液PH值至5，再将配制好的溶液在50°C下持续搅拌12小时制得二氧化硅溶胶。按每IL 二氧化硅溶胶掺杂1g氧化锑、1g三聚氰胺磷酸盐、1g氧化铟锡的比例将阻燃剂、红外阻隔剂掺杂入溶胶中，充分混合搅拌均匀，再用氨水溶液调节PH值至6.3。将玄武岩纤维毡浸入掺杂的二氧化硅溶胶，置于60°C水浴中，8小时后形成二氧化硅复合凝胶。继续在50°C水浴中老化24小时。将复合凝胶取出，用无水乙醇进行置换，无水乙醇与凝胶的比例为5 置换温度为50°C,置换时间为24h,总共置换3次，得到复合醇凝胶；把得到的复合醇凝胶用正己烷进行置换，正己烷与凝胶的比例为5:1,置换温度为60°C,置换时间为8h,总共置换4次,再经过常压干燥，60°C 72小时，即得到疏水型二氧化硅复合材料。制得的疏水型二氧化硅复合材料疏水性良好，导热系数
0.022w/ (m*k)0能够通过《GB8624-2012建筑材料及其制品燃烧性能分级(Al级)》检测。
[0038]实施例3
将正硅酸丙酯、乙烯基三乙氧基、二乙基二乙氧基硅烷以摩尔比1:4:3的比例混合搅拌均匀，再将此混合物、丙酮、水以摩尔比1:60:4的比例充分混合搅拌均匀，用2mol/L的CH3COOH溶液缓慢滴入混合均匀的溶液中，边搅拌变滴加，调节溶液PH值至4，再将配制好的溶液在40°C下持续搅拌24小时制得二氧化硅溶胶。按每IL 二氧化硅溶胶掺杂6g氢氧化镁、2g N, N-对苯二胺基(2-羟基)二苄基膦酸四乙酯、5g氧化钛的比例将阻燃剂、红外阻隔剂掺杂入溶胶中，充分混合搅拌均匀，再用氨水溶液调节PH值至6.5。将玻璃纤维毡浸入掺杂的二氧化硅溶胶，置于50°C水浴中，16小时后形成二氧化硅复合凝胶。在50°C水浴中老化36小时。将复合凝胶取出，用丙酮进行置换，丙酮与凝胶的比例为5:1，置换温度为50°C，置换时间为16h，总共置换3次，得到复合醇凝胶，再经过二氧化碳超临界干燥，即得到疏水型二氧化硅复合材料。制得的疏水型二氧化硅复合材料疏水性良好，导热系数
0.021w/ (m*k)0能够通过《GB8624-2012建筑材料及其制品燃烧性能分级(Al级)》检测。
[0039]本发明制备时在反应前驱体过程中，引入含有疏水基团的硅氧烷，并通过控制反应物含量及反应条件进而控制体系中的疏水基团含量及分布状态，从而取消传统工艺中的凝胶表面改性工艺，避免吸附态的疏水剂，并在保证整体疏水的条件下，大幅减少表面疏水基团；在溶胶凝胶阶段掺杂入阻燃剂，大幅提升二氧化硅气凝胶复合材料的阻燃性能；在溶胶凝胶阶段掺杂入红外阻隔剂，大幅提升二氧化硅气凝胶复合材料的高温隔热性能，
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:由二氧化硅气凝胶和无机纤维制品构成，所述的二氧化硅气凝胶掺杂有阻燃剂和红外阻隔剂；所述的无机纤维制品为玻璃纤维、石英玻璃纤维、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、岩棉纤维、玄武岩纤维中的一种或几种，且无机纤维制品的孔隙率为50%以上。
2.如权利要求1所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述阻燃剂为无机阻燃剂或有机无卤环保阻燃剂的一种或两种混合物；所述的无机阻燃剂和有机无卤环保阻燃剂混合使用，无机阻燃剂与有机无卤环保阻燃剂的质量比为0.1?100:1。
3.如权利要求2所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述的无机阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌、多聚磷酸铵、赤磷、氧化锑或钥化合物的一种或几种；所述的有机无卤环保阻燃剂为聚磷酸酯、三聚氰胺、三(1-氧代-1-磷杂_2，6，7-三氧杂双环[2，2，2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯、N，N-对苯二胺基(2-羟基)二苄基膦酸四乙酯、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺氰尿酸的一种或几种。
4.如权利要求2所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述的无机阻燃剂和有机无齒环保阻燃剂混合使用，无机阻燃剂与有机无齒环保阻燃剂的质量比为0.1 ?80:1。
5.如权利要求1所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述的红外阻隔剂为吸收辐射型红外阻隔剂、半导体氧化物红外阻隔剂或反射型红外阻隔剂的一种或几种混合物。
6.如权利要求5所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述的吸收辐射型红外阻隔剂为金属氧化物，吸收辐射型红外阻隔剂还可以为多种金属氧化物经高温掺杂的复合物或碳化物；所述的半导体氧化物红外阻隔剂为氧化铟锡、氧化锡锑或氧化铝锌的一种或几种混合物；所述的反射型红外阻隔剂为云母粉、滑石粉、堇青石、氧化钛或氧化锌的一种或几种混合物。
7.如权利要求6所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述的金属氧化物为氧化铁、氧化锰、氧化铜、氧化镍、氧化铬、氧化镧、氧化钴或氧化锆的一种或几种混合物。
8.如权利要求1所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述无机纤维制品的孔隙率为60%以上。
9.如权利要求8所述的疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，其特征在于:所述无机纤维制品的孔隙率为70%以上。
【专利摘要】本发明涉及一种疏水型二氧化硅气凝胶绝热复合材料，由二氧化硅气凝胶和无机纤维制品构成，所述的二氧化硅气凝胶掺杂有阻燃剂和红外阻隔剂；所述的无机纤维制品为玻璃纤维、石英玻璃纤维、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、氧化铝纤维、氧化锆纤维、岩棉纤维、玄武岩纤维中的一种或几种，且无机纤维制品的孔隙率为50%以上。本发明具有整体防水性能、极低的导热系数、优异的高温绝热性能，在保证材料整体疏水的情况下可通过不燃性检测,其不燃性检测达到A1级；且制备工艺简单、生产周期短、成本较低、设备要求低、反应条件可控。
【IPC分类】C04B30-02
【公开号】CN104556965
【申请号】CN201410838666
【发明人】余盛锦, 张蓉艳, 孙倩倩, 欧阳红武, 刘兵
【申请人】纳诺科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日