一种硅铝基气凝胶纤维复合材料及其制备工艺的制作方法

1. 本发明涉及纤维复合材料技术领域，尤其涉及一种硅铝基气凝胶纤维复合材料及其制备工艺。   

2. 传统隔热材料，如硅酸铝纤维、石棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫、发泡聚氨酯及其他高分子保温材料因其耐高温性能好、热导率低、吸附性能以及孔隙率高等优异特性，被广泛应用于工农业、国防和宇航等领域。但随着国民经济和国防工业的快速发展，传统隔热材料难以满足民用节能以及装备等对隔热、耐热性能更高的要求。硅酸铝纤维、矿物棉等无机纤维制品都具有高强度和高弹性模量的特性，其制品抗热震性，抗疲劳性和高温使用性能均较好，但由于有机粘结剂的使用，升高至温度时，有机粘结剂发生分解将会造成材料的力学性能急剧下降或完全丧失，十分限制其使用温度。 甘肃硅铝基

3. 基于上述原因，开展耐高温、轻质、可重复使用的耐热复合材料的研制具有重要的现实意义。   

4. 本发明的主要目的是提供一种硅铝基气凝胶纤维复合材料及其制备工艺，旨在解决现有的隔热材料高温下材料的力学性能急剧下降或完全丧失的技术问题。

5. 为实现上述目的，本发明提出一种硅铝基气凝胶纤维复合材料的制备工艺，包括如下步骤：s1.将氯化铝、乙醇和水混合配制成铝混合液，搅拌水解得到铝溶胶；

6. s2.将正硅酸乙酯、乙醇和水混合配制成硅混合液，常温或加热条件下搅拌，冷却后得到硅溶胶；

7. s3.室温下，将所述铝溶胶与所述硅溶胶混合，再加入交联剂进行共混，得到溶胶胶体； 8.s4.室温下，将所述溶胶胶体加入至装有若干纤维基体的容器中静置，老化干燥后得到所述硅铝基气凝胶纤维复合材料。

8. 以纤维基体作为结构基体材料，以二氧化硅-三氧化二铝的混合溶胶胶体(气凝胶)为隔热填料，采用常压干燥工艺原位复合制备高温下可重复使用的硅铝基气凝胶纤维复合材料，在硅酸铝纤维纸内部纤维的表面构建耐热性能优异的硅铝基复合气凝胶材料。

9. 其中，采用氯化铝、乙醇和水制得具有三维网络结构的铝溶胶；采用正硅酸乙酯、乙醇和水制备硅溶胶；之后将铝溶胶和硅溶胶混合后加入交联剂制得溶胶胶体；之后，将溶胶胶体放入装有若干纤维基体的容器中搅拌10-50min，在静置过程中溶胶胶体颗粒渗透浸入纤维基体内部，最后再进行老化干燥处理，这主要是由于凝胶内部聚合反应并未完全，直接干燥容易引起凝胶的大幅度收缩并导致样品开裂和结构塌陷，老化处理将促进凝胶骨架表面基团进一步反应，使骨架结构趋于稳定。上述常温指25℃左右。

11.步骤s1中，所述氯化铝、所述乙醇和所述水在25～80℃下搅拌混合5～ 40min，且所述氯化铝、所述乙醇和所述水的摩尔比为1：(10～50)：(1～20)。乙醇的摩尔比限定在上述范围时，可以形成为稳定的铝溶胶，且铝溶胶的结构较为均匀，提高铝溶胶的强度；同样的，水的摩尔比限定在上述范围时，也有助于铝溶胶结构强度的提升