纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡及其制备方法与流程

本发明属于玻璃纤维毡，特别是纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡及其制备方法。

背景技术：

1、玻璃纤维毡，作为一种由连续原丝或短切原丝不定向地通过化学粘结剂或机械作用结合而成的薄片状制品，凭借其优异的性能和广泛的应用领域，成为了现代工业中不可或缺的重要材料。

2、玻璃纤维毡的生产工艺主要包括离心喷吹工艺和火焰喷吹工艺两种。离心喷吹工艺通过将高温熔化的玻璃液均匀分配到离心机内表面，利用离心力形成一层均匀的液膜，再经过牵伸分离和喷洒粘结剂后固化干燥而成。这种工艺生产的玻璃纤维直径较大，但具有能耗高的特点。而火焰喷吹工艺则相对简单，投资较少，它利用高速高温火焰气流对一次玻璃纤维进行进一步融化、分离，制备出直径较小的玻璃纤维，并在喷射气流的作用下收集固化成毡。

3、玻璃纤维毡应用领域较广，包括了：

4、1.建筑业、2.汽车工业、3.船舶工业、4.电气工业、5.包装行业。

5、随着科技的不断进步和人们对玻璃纤维毡性能要求的日益提高，尤其是在具有降噪需求的环境中使用，对于玻璃纤维毡提出了更高的性能要求。

6、因此，本发明通过提供纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡来解决相应的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，以解决现有技术中的不足。

2、本发明采用的技术方案根据下：

3、纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，所述纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡由玻璃纤维毡经过浸润剂处理后，再与纳米二氧化硅气凝胶层叠而得到；

4、其中，玻璃纤维毡与浸润剂混合比例为1:10-12；

5、所述纳米二氧化硅气凝胶层由纳米二氧化硅气凝胶在玻璃纤维毡表面涂覆后固化而成。

6、作为进一步的技术方案：所述玻璃纤维毡层厚度为0.2-0.3mm；纳米二氧化硅气凝胶层厚度为0.1-0.2mm。

7、作为进一步的技术方案：所述浸润剂制备方法为：

8、向反应釜内添加去离子水与复合乳化剂，经过搅拌混合15min；

9、向反应釜内添加甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯，调节温度至50℃，保温，搅拌30min；

10、将丙烯酸月桂酯、十二烷基硫酸钠、蓖麻油、去离子水依次进行混合，经过高速搅拌10min，得到复合液；

11、将引发剂添加到水中，配制成引发剂溶液；

12、将引发剂溶液添加到复合液中，经过搅拌10min，得到混合液；

13、按1:3体积比将混合液滴加到反应釜中，调节温度至80℃，保温搅拌4小时，然后冷却至室温，得到浸润剂。

14、作为进一步的技术方案：所述复合乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠混合而成；

15、所述烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠混合质量比为3:1-1.2；

16、所述复合乳化剂与去离子水混合质量比为1:28。

17、作为进一步的技术方案：所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯混合质量比为2:1；

18、所述甲基丙烯酸甲酯、复合乳化剂质量比为42-45:1；

19、所述丙烯酸月桂酯、十二烷基硫酸钠、蓖麻油、去离子水混合质量比为10-14:1:3:30。

20、作为进一步的技术方案：所述引发剂溶液质量分数为3％；

21、所述引发剂为过硫酸铵；

22、所述引发剂溶液与复合液混合质量比为1:40。

23、作为进一步的技术方案：所述纳米二氧化硅气凝胶制备方法为：

24、首先，向反应釜中添加去离子水、醋酸和十六烷基三甲基溴化铵，经过搅拌15min，然后再进行超声分散10min，得到混合液；

25、其中，搅拌转速为500r/min；

26、其中去离子水、醋酸和十六烷基三甲基溴化铵混合质量比为55:6:2；

27、所述甲基三乙氧基硅烷和二乙氧基二甲基硅烷摩尔比为1:2；

28、向混合液中依次添加甲基三乙氧基硅烷和二乙氧基二甲基硅烷，调节温度至40℃，保温搅拌2小时，然后再添加硅溶胶，继续搅拌20min，得到。

29、作为进一步的技术方案：所述去离子水、甲基三乙氧基硅烷混合质量比为45:10；

30、所述去离子水、硅溶胶体积比为10:1；

31、其中，保温搅拌转速为250r/min。

32、作为进一步的技术方案：所述纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡包含至少3层玻璃纤维毡层与至少2层纳米二氧化硅气凝胶层。

33、纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡的制备方法，包括以下步骤：

34、(1)准备基材：玻璃纤维毡；

35、(2)制备纳米二氧化硅气凝胶；

36、(3)涂覆：

37、将纳米二氧化硅气凝胶均匀涂覆在玻璃纤维毡表面，然后再覆盖一层玻璃纤维毡，再重复在新的玻璃纤维毡表面涂覆一层纳米二氧化硅气凝胶，然后再覆盖一层玻璃纤维毡，得到初步试样；

38、(4)热压固化：

39、将所得到的初步试样置于温度为60-65℃下，进行热压1小时，其中，热压压力为0.12mpa；

40、(5)老化：

41、经过热压后，再在55℃空气气氛下，进行老化处理3天，即得。

42、有益效果：

43、特性：

44、本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡通过玻璃纤维毡与气凝胶经过3层并2层的结构复合到一起。形成的复合结构，不仅具有优异的隔热保温性能，同时，还具有优异的隔音降噪性能，应用于降噪需求的环境中，能够大幅度的降低噪音音量。并且，本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡还具有优异的防火阻燃性能。

45、本发明通过对玻璃纤维进行浸润剂的浸润处理，然后再与气凝胶层结合，大幅度的提高了二者的结合力，当声波侵入到纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡时，声波会与纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡内部的纤维、气孔等产生摩擦与循环回弹作用，从而使得大量的声波被吸收，从而实现了显著的降噪效果。

46、由于玻璃纤维毡能耐高温，机械性能好，化学稳定性高，是优秀的绝缘材料，因此，本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡能够应用于电领域中，作为绝缘材料使用。

47、本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡采用了多层复合结构，并且内部含有固定的气穴，依靠玻璃纤维毡基材的超高的抗拉强度，和气凝胶层的优异弹性作用，能够更好的抵御冲击震动。

48、与其他材料相比，本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡密度小，质量轻、质地柔软，能够适用于多种复合的场合。

技术特征：

1.纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于，所述纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡由玻璃纤维毡经过浸润剂处理后，再与纳米二氧化硅气凝胶层叠而得到；

2.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述玻璃纤维毡层厚度为0.2-0.3mm；纳米二氧化硅气凝胶层厚度为0.1-0.2mm。

3.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述浸润剂制备方法为：

4.根据权利要求3所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述复合乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠混合而成；

5.根据权利要求3所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯混合质量比为2:1；

6.根据权利要求5所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述引发剂溶液质量分数为3％；

7.根据权利要求1所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述纳米二氧化硅气凝胶制备方法为：

8.根据权利要求6所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述去离子水、甲基三乙氧基硅烷混合质量比为45:10；

9.根据权利要求5所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡，其特征在于：所述纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡包含至少3层玻璃纤维毡层与至少2层纳米二氧化硅气凝胶层。

10.根据权利要求1-9任一项所述的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡及其制备方法，所述纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡由玻璃纤维毡经过浸润剂处理后，再与纳米二氧化硅气凝胶层叠而得到；所述纳米二氧化硅气凝胶层由纳米二氧化硅气凝胶在玻璃纤维毡表面涂覆后固化而成；本发明制备的纳米二氧化硅气凝胶玻璃纤维毡通过玻璃纤维毡与气凝胶经过3层并2层的结构复合到一起，形成的复合结构，不仅具有优异的隔热保温性能，同时，还具有优异的隔音降噪性能，应用于降噪需求的环境中，能够大幅度的降低了噪音音量。技术研发人员：马冠香,张申力,江城,王冬爽,何宇,马冠龙,潘玉满受保护的技术使用者：清冠纳米科技（江苏）有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6