(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111892331 A(43)申请公布日 2020.11.06
(21)申请号 202010836713.7(22)申请日 2020.08.19
(71)申请人 南通恩普热能技术有限公司
地址 226600 江苏省南通市海安白甸节能
环保科技产业园西2区1号(72)发明人 王伯松
(74)专利代理机构 北京天盾知识产权代理有限
公司 11421
代理人 史炜炜(51)Int.Cl.
C04B 26/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，涉及气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备技术领域，具体为一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，所述包括以下步骤：S1、称重；S2、混合气凝胶粉体；S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合；S4、模具定型。该气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法设置的分散剂能够有效的为气凝胶和陶瓷纤维的混合提供有效的分散处理，保证气凝胶和陶瓷纤维混合的高效性，以及助溶剂能够有效的增大气凝胶和陶瓷纤维混合的快速性，以及不同的实施方式能够有效的提高气凝胶和陶瓷纤维混合的不同的结果，从而能够有效的提高气凝胶和陶瓷纤维制备的高效性。
CN 111892331 ACN 111892331 A
权 利 要 求 书
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1.一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于，所述包括以下重量份数的原料组份：溶剂20～80份、分散剂5～15份、助溶剂5～10份、结合剂5～10份、气凝胶粉体10～25份、树脂5～15份、陶瓷纤维10～40份。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述溶剂是由甲醇、乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种，所述助溶剂是由苯甲酸钠，水杨酸钠，对氨基苯甲酸和乙酰胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述气凝胶是由二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、氧化锆气凝胶粉和碳化硅气凝胶粉中的一种或几种，所述树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂的一种或几种，所述陶瓷纤维长度一般为150～250mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于，所述气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、称重：按照各质量份依次称取溶剂、分散剂、助溶剂、结合剂、气凝胶粉体、树脂和陶瓷纤维；
S2、混合气凝胶粉体：将上述三分之二的溶剂置入反应釜后，以及将气凝胶粉体添加入反应釜的内部，混合一段时间至气凝胶粉体与溶剂混合均匀，制备出溶液A；
S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合：将三分之一的溶剂和陶瓷纤维放置入溶液A中，以及将分散剂和助溶剂添加入反应釜中，混合一段时间至均匀，接着，将树脂和结合剂放置入反应釜中，混合至均匀，制得混合物B；
S4、模具定型：将混合物B倒入模具中，以及将模具放置入烘箱内，分三步加热制备出产品，以及冷却至室温。
5.根据权利要求4所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述步骤S2、混合气凝胶粉体中，混合20～30min，直至将气凝胶粉体与溶剂混合均匀。
6.根据权利要求4所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述步骤S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合中，将分散剂和助溶剂添加入反应釜中，混合1h～2h，混合均匀。
7.根据权利要求4所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述反应釜的型号为JBG，电机功率0.75，搅拌转速36r/min。
8.根据权利要求4所述的一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料，其特征在于：所述步骤S4、模具定型中，预加热，在30～60℃温度条件下，加热5～10min；初步加热，在80～100℃温度条件下，加热10～15min；最终加热，在120～140℃温度条件下，加热25～35min。
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CN 111892331 A
说 明 书
一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法
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技术领域
[0001]本发明涉及气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备技术领域，具体为一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
[0002]气凝胶，又称为干凝胶。当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。如明胶、阿拉伯胶、硅胶、毛发、指甲等。气凝胶也具凝胶的性质，即具膨胀作用、触变作用、离浆作用。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。近几年由于全球能源价格的不断上涨，节能已成为中国国家战略，在这样的背景下，比隔热砖与浇注料等传统耐材节能达10-30％的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的应用，发展前景十分看好。
[0003]在对气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备时间较长，以及分散不均匀，导致气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备效果降低的缺点。
发明内容
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，解决了上述背景技术中提出在对气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备时间较长，以及分散不均匀，导致气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备效果降低的问题。[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，所述包括以下重量份数的原料组份：溶剂20～80份、分散剂5～15份、助溶剂5～10份、结合剂5～10份、气凝胶粉体10～25份、树脂5～15份、陶瓷纤维10～40份。[0006]可选的，所述溶剂是由甲醇、乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种，所述助溶剂是由苯甲酸钠，水杨酸钠，对氨基苯甲酸和乙酰胺中的一种或几种。[0007]可选的，所述气凝胶是由二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、氧化锆气凝胶粉和碳化硅气凝胶粉中的一种或几种，所述树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂的一种或几种，所述陶瓷纤维长度一般为150～250mm。[0008]可选的，所述气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：[0009]S1、称重：按照各质量份依次称取溶剂、分散剂、助溶剂、结合剂、气凝胶粉体、树脂和陶瓷纤维；[0010]S2、混合气凝胶粉体：将上述三分之二的溶剂置入反应釜后，以及将气凝胶粉体添加入反应釜的内部，混合一段时间至气凝胶粉体与溶剂混合均匀，制备出溶液A；[0011]S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合：将三分之一的溶剂和陶瓷纤维放置入溶液A中，以及将分散剂和助溶剂添加入反应釜中，混合一段时间至均匀，接着，将树脂和结合剂放置入反应釜中，混合至均匀，制得混合物B；
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CN 111892331 A[0012]
说 明 书
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S4、模具定型：将混合物B倒入模具中，以及将模具放置入烘箱内，分三步加热制备
出产品，以及冷却至室温。[0013]可选的，所述步骤S2、混合气凝胶粉体中，混合20～30min，直至将气凝胶粉体与溶剂混合均匀。
[0014]可选的，所述步骤S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合中，将分散剂和助溶剂添加入反应釜中，混合1h～2h，混合均匀。[0015]可选的，所述反应釜的型号为JBG，电机功率0.75，搅拌转速36r/min。[0016]可选的，所述步骤S4、模具定型中，预加热，在30～60℃温度条件下，加热5～10min；初步加热，在80～100℃温度条件下，加热10～15min；最终加热，在120～140℃温度条件下，加热25～35min。
[0017]本发明提供了一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，具备以下有益效果：
[0018]分散剂能够有效的为气凝胶和陶瓷纤维的混合提供有效的分散处理，保证气凝胶和陶瓷纤维混合的高效性，以及助溶剂能够有效的增大气凝胶和陶瓷纤维混合的快速性，而树脂和结合剂能够有效的为气凝胶和陶瓷纤维提供高效的凝固制备的高效性，以及不同的实施方式能够有效的提高气凝胶和陶瓷纤维混合的不同的结果，从而能够有效的提高气凝胶和陶瓷纤维制备的高效性。
具体实施方式[0019]下面，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0020]实施案例一
[0021]本发明提供一种技术方案：本发明提供一种技术方案：一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组份：溶剂20份、分散剂5份、助溶剂5份、结合剂5份、气凝胶粉体10份、树脂5份、陶瓷纤维10份。[0022]溶剂是由甲醇、乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种，所述助溶剂是由苯甲酸钠，水杨酸钠，对氨基苯甲酸和乙酰胺中的一种或几种。[0023]气凝胶是由二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、氧化锆气凝胶粉和碳化硅气凝胶粉中的一种或几种，所述树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂的一种或几种，所述陶瓷纤维长度一般为150～250mm。
[0024]气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：[0025]S1、称重：按照各质量份依次称溶剂20份、分散剂5份、助溶剂5份、结合剂5份、气凝胶粉体10份、树脂5份、陶瓷纤维10份；[0026]S2、混合气凝胶粉体：将上述三分之二的溶剂20份置入反应釜后，以及将气凝胶粉体10份添加入反应釜的内部，混合一段时间至气凝胶粉体10份与溶剂20份混合均匀，制备出溶液A；[0027]S3、气凝胶粉体10份和陶瓷纤维10份的混合：将三分之一的溶剂20份和陶瓷纤维10份放置入溶液A中，以及将分散剂5份和助溶剂5份添加入反应釜中，混合一段时间至均匀，接着，将树脂5份和结合剂5份放置入反应釜中，混合至均匀，制得混合物B；
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CN 111892331 A[0028]
说 明 书
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S4、模具定型：将混合物B倒入模具中，以及将模具放置入烘箱内，分三步加热制备
出产品，以及冷却至室温。[0029]步骤S2、混合气凝胶粉体中，混合20min，直至将气凝胶粉体与溶剂混合均匀。[0030]步骤S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合中，将分散剂和助溶剂添加入反应釜中，混合1h，混合均匀。
[0031]反应釜的型号为JBG，电机功率0.75，搅拌转速36r/min。[0032]步骤S4、模具定型中，预加热，在30℃温度条件下，加热5min；初步加热，在80℃温度条件下，加热10min；最终加热，在120℃温度条件下，加热25min。[0033]实施案例二
[0034]本发明提供一种技术方案：一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组份：溶剂50份、分散剂10份、助溶剂7.5份、结合剂7.5份、气凝胶粉体17.5份、树脂10份、陶瓷纤维25份。[0035]溶剂是由甲醇、乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种，所述助溶剂是由苯甲酸钠，水杨酸钠，对氨基苯甲酸和乙酰胺中的一种或几种。[0036]气凝胶是由二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、氧化锆气凝胶粉和碳化硅气凝胶粉中的一种或几种，所述树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂的一种或几种，所述陶瓷纤维长度一般为150～250mm。
[0037]气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：[0038]S1、称重：按照各质量份依次称取溶剂50份、分散剂10份、助溶剂7.5份、结合剂7.5份、气凝胶粉体17.5份、树脂10份和陶瓷纤维25份；[0039]S2、混合气凝胶粉体：将上述三分之二的溶剂置入反应釜后，以及将气凝胶粉体添加入反应釜的内部，混合一段时间至气凝胶粉体与溶剂混合均匀，制备出溶液A；[0040]S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合：将三分之一的溶剂50份和陶瓷纤维25份放置入溶液A中，以及将分散剂10份和助溶剂7.5份添加入反应釜中，混合一段时间至均匀，接着，将树脂10份和结合剂7.5份放置入反应釜中，混合至均匀，制得混合物B；[0041]S4、模具定型：将混合物B倒入模具中，以及将模具放置入烘箱内，分三步加热制备出产品，以及冷却至室温。[0042]步骤S2、混合气凝胶粉体中，混合25min，直至将气凝胶粉体17.5份与溶剂50份混合均匀。
[0043]步骤S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合中，将分散剂10份和助溶剂7.5份添加入反应釜中，混合1.5h，混合均匀。[0044]反应釜的型号为JBG，电机功率0.75，搅拌转速36r/min。[0045]步骤S4、模具定型中，预加热，在45℃温度条件下，加热7.5min；初步加热，在90℃温度条件下，加热12.5min；最终加热，在130℃温度条件下，加热30min。[0046]实施案例三
[0047]一种气凝胶和陶瓷纤维复合材料及其制备方法，包括以下重量份数的原料组份：溶剂80份、分散剂15份、助溶剂10份、结合剂10份、气凝胶粉体25份、树脂15份、陶瓷纤维40份。
[0048]溶剂是由甲醇、乙醇、丙酮和正己烷中的一种或几种，所述助溶剂是由苯甲酸钠，
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CN 111892331 A
说 明 书
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水杨酸钠，对氨基苯甲酸和乙酰胺中的一种或几种。[0049]气凝胶是由二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、氧化锆气凝胶粉和碳化硅气凝胶粉中的一种或几种，所述树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰胺树脂的一种或几种，所述陶瓷纤维长度一般为150～250mm。
[0050]气凝胶和陶瓷纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：[0051]S1、称重：按照各质量份依次称取溶剂80份、分散剂15份、助溶剂10份、结合剂10份、气凝胶粉体25份、树脂15份和陶瓷纤维40份；[0052]S2、混合气凝胶粉体：将上述三分之二的溶剂80份置入反应釜后，以及将气凝胶粉体25份添加入反应釜的内部，混合一段时间至气凝胶粉体25份与溶剂80份混合均匀，制备出溶液A；[0053]S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合：将三分之一的溶剂80份和陶瓷纤维40份放置入溶液A中，以及将分散剂15份和助溶剂10份添加入反应釜中，混合一段时间至均匀，接着，将树脂15份和结合剂10份放置入反应釜中，混合至均匀，制得混合物B；[0054]S4、模具定型：将混合物B倒入模具中，以及将模具放置入烘箱内，分三步加热制备出产品，以及冷却至室温。[0055]步骤S2、混合气凝胶粉体中，混合20～30min，直至将气凝胶粉体25份与溶剂80份混合均匀。
[0056]步骤S3、气凝胶粉体和陶瓷纤维的混合中，将分散剂15份和助溶剂10份添加入反应釜中，混合2h，混合均匀。[0057]反应釜的型号为JBG，电机功率0.75，搅拌转速36r/min。[0058]步骤S4、模具定型中，预加热，在60℃温度条件下，加热10min；初步加热，在100℃温度条件下，加热15min；最终加热，在140℃温度条件下，加热35min。[0059]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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