本發(fā)明涉及隔音隔熱材料，尤其是涉及一種復合氣凝膠膜、隔熱材料及制備方法。

背景技術：

1、凝膠的納米多孔網絡結構賦予其低密度、高孔隙率、低熱導率和高比表面積等特性，使其在航空航天、隔音隔熱材料、相變材料、吸附劑和催化劑載體等領域有著廣闊的應用前景。

2、傳統(tǒng)的氣凝膠材料脆性大、強度低，在工程應用時，常通過與纖維氈進行復合，以改善其力學性能。zhaoxian?zhu等公開了一種纖維增強的聚酰亞胺氣凝膠復合材料，利用玻璃纖維氈作為pi氣凝膠的3d增強體，纖維骨架抑制了氣凝膠的崩塌和收縮，所得gf/pi復合材料具有低密度、高抗壓強度、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和低導熱系數；然而，由于氣凝膠的易碎性，在纖維氈中浸漬的氣凝膠易受弱粘結作用和變形的影響而脫落，嚴重影響了氣凝膠復合材料的保溫性能。此外，利用纖維氈制備的氣凝膠復合材料整體尺寸較大、難加工，一般只能作為內部隔熱材料使用，這限制了氣凝膠復合材料在柔性熱防護領域的應用。

3、中國專利cn116874278b公開了一種氣凝膠片材及其制備方法和隔熱材料，將含有溶膠和纖維的混合漿料抄片成型，通過凝膠化、老化、干燥等過程制得氣凝膠片材，使氣凝膠片材在較薄的厚度下成型均勻、平整度高，片材的彎曲破壞載荷達到60n。該方法主要利用柔性纖維與氣凝膠基體之間的界面結合實現應力傳遞，將應力從低強度氣凝膠基體轉移到高強高韌性的增強纖維上，提高了氣凝膠復合材料的變形能力。但混合漿料中的纖維處于無序狀態(tài)，在抄片過程中難以布置高度取向的纖維，導致片材的力學性能欠佳，仍無法滿足柔性熱防護材料的使用需求。

4、因此，亟需提供一種新型的氣凝膠膜，在改善氣凝膠膜力學性能的同時，兼具良好的熱防護效果。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種復合氣凝膠膜、隔熱材料及制備方法。

2、本發(fā)明為了實現其目的，采用的技術方案是：

3、本發(fā)明的第一方面提供一種復合氣凝膠膜，按質量百分比計，所述復合氣凝膠膜包括以下組分：25.0～65.0wt％氣凝膠、10.0～32.0wt％納米纖維、20.0～45.0wt％纖維基材。

4、優(yōu)選地，按質量百分比計，所述復合氣凝膠膜包括以下組分：50.0～53.0wt％氣凝膠、18.0～19.0wt％納米纖維、29.0～31.0wt％纖維基材。

5、優(yōu)選地，所述氣凝膠選自聚酰亞胺氣凝膠、酚醛氣凝膠、聚氨酯氣凝膠、殼聚糖氣凝膠、纖維素氣凝膠。

6、進一步優(yōu)選地，氣凝膠為聚酰亞胺氣凝膠。

7、優(yōu)選地，所述納米纖維選自pi纖維、芳綸纖維、pvdf纖維、纖維素纖維、sio2纖維、碳纖維、bn纖維、sic纖維、tio2纖維、zro2纖維。

8、進一步優(yōu)選地，納米纖維為pi纖維。

9、優(yōu)選地，納米纖維的平均直徑為50～500nm。

10、進一步優(yōu)選地，納米纖維的平均直徑為200-300nm。

11、優(yōu)選地，所述纖維基材為多股玻璃纖維線經紡織形成的平鋪網格布。

12、優(yōu)選地，所述平鋪網格布的厚度為50～120μm，單位面積質量為5～28g/m2，網格目數為4～18目，網格尺寸為1～5×1～5mm，抗拉強度為85～273n/50mm。

13、進一步優(yōu)選地，所述平鋪網格布的厚度為100μm，單位面積質量為15g/m2，網格目數為6目，網格尺寸為3×3mm，抗拉強度為150n/50mm。

14、優(yōu)選地，復合氣凝膠膜的單位面積質量為40.0～100.0g/m2，厚度為0.1～0.5mm，拉伸強度為250～500n/m@25mm，續(xù)燃時間＜3s，火焰蔓延距離＜51mm，導熱系數為10.0～50.0mw/(m·k)。

15、本發(fā)明的第二方面提供一種復合氣凝膠膜的制備方法，包括以下步驟：

16、s1、混合漿料制備：將納米纖維均勻分散至溶膠中得到混合漿料；

17、s2、預制膜材制備：在玻璃板或離型紙/膜的離型面均勻涂布所述混合漿料，在漿料上層鋪設纖維基材，并再次涂布混合漿料，得到預制膜材；

18、s3、復合氣凝膠膜制備：使所述預制膜材發(fā)生凝膠化反應，脫模后得到第一濕凝膠膜；然后將第一濕凝膠膜經過老化、溶劑置換后得到第二濕凝膠膜；最后對第二濕凝膠膜進行超臨界干燥處理，得到復合氣凝膠膜。

19、優(yōu)選地，在上述的制備方法中，混合漿料還包括：遮光劑、阻燃劑。

20、優(yōu)選地，所述遮光劑選自炭黑、鈦白粉、baso4、sic、zro2、cr2o3、coo3、fe2o3、鈦酸鉀晶須或碳酸鈣晶須中的一種或多種。

21、優(yōu)選地，遮光劑的添加質量為溶膠質量的1～10％。

22、優(yōu)選地，所述阻燃劑選自氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、二氧化硅、聚磷酸銨、次磷酸鋁、三氧化二銻、鹵系、磷系、氮系中的一種或多種。

23、優(yōu)選地，阻燃劑的添加質量為溶膠質量的1～10％。

24、優(yōu)選地，在上述的制備方法中，所述老化的處理溫度為20～60℃，處理時間為6～12h。

25、所述溶劑置換選用無水乙醇進行多次置換，置換時間為12～24h。

26、所述超臨界干燥為超臨界二氧化碳干燥，反應條件為5～25mpa、40～60℃，處理時間為0.5～8h。

27、本發(fā)明的第三方面提供一種隔熱材料，包括上述任一項所述的復合氣凝膠膜，復合氣凝膠膜和/或層壓膜多層復合，或者，復合氣凝膠膜兩兩之間設置芯材層，或者，復合氣凝膠膜與層壓膜之間設置芯材層，所述復合氣凝膠膜、所述層壓膜、所述芯材層兩兩之間通過膠粘劑粘接復合在一起。

28、優(yōu)選地，芯材層的材質選自聚酰亞胺泡沫、玻璃纖維、聚丙烯腈纖維、碳纖維、預氧絲。

29、優(yōu)選地，芯材層的厚度為10～75mm。

30、本發(fā)明的第四方面提供上述隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：在層壓膜和/或復合氣凝膠膜的一側涂覆膠粘劑，將層壓膜、復合氣凝膠膜的涂膠側相對并包覆芯材層，或者，將復合氣凝膠膜的涂膠側兩兩相對并包覆芯材層，或者，將復合氣凝膠膜和/或層壓膜的涂膠側相對，通過膠粘、熱壓復合，制得所述隔熱材料。

31、綜上所述，本發(fā)明包括以下至少一種有益技術效果：

32、氣凝膠基體賦予膜材良好的隔熱、防延燒性能，納米纖維與氣凝膠微觀結構尺度相近，納米纖維嵌入氣凝膠基體中，使氣凝膠分子鏈在納米纖維表面緊密交織，為氣凝膠固有的三維網絡骨架結構提供了新的強連接點，改善氣凝膠膜的脆性問題，纖維基材作為提供機械支撐的增強材料，可以充當成型的骨架，其有序的編制結構進一步增強了氣凝膠膜平面方向上的力學性能，納米纖維與纖維基材呈點接觸形式，降低了纖維間的搭接面積，增大氣凝膠膜內部熱阻，有效降低了氣凝膠膜的導熱系數，納米纖維、纖維基材的加入還可以在制備過程中降低氣凝膠膜的體積收縮，保持氣凝膠膜的結構完整，以此實現在改善氣凝膠膜力學性能的同時，提高氣凝膠膜的熱防護效果。