湖南荣岚智能科技有限公司彭飞获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南荣岚智能科技有限公司申请的专利一种梯度气凝胶复合材料及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120271332B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510759591.9,技术领域涉及:C04B35/117;该发明授权一种梯度气凝胶复合材料及其制备方法是由彭飞;马锦;李壬;杨斌;王海哲设计研发完成,并于2025-06-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种梯度气凝胶复合材料及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种梯度气凝胶复合材料及其制备方法,采用配制遮光剂浆料、浆料涂布、纤维热压成型、溶胶浸渍与老化、超临界干燥、热处理工艺,实现梯度气凝胶复合材料制备。采用本发明制备的梯度气凝胶复合材料,具有超轻质、耐高温、宽温域超低热导、可成型大尺寸隔热构件的特点,可作为航空航天、核电、船舶等领域的隔热材料。
本发明授权一种梯度气凝胶复合材料及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种梯度气凝胶复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤: S1、配制遮光剂浆料: 将分散剂、粘性组分与水混合,在25℃~50℃下搅拌均匀形成混合溶液,将遮光剂加入到混合溶液中,在25℃~50℃下快速搅拌均匀,形成粘度为500mPa·s~3000mPa·s的遮光剂浆料,遮光剂浆料中,分散剂、粘性组分、遮光剂、水的质量比例为0.5~3:3~10:5~30:100; 所述的分散剂为十二烷基葡萄糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚葡萄糖苷、十二烷基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一种; 所述的粘性组分为淀粉、明胶、聚乙烯醇中的一种; 所述的遮光剂为碳化硅、氧化锆、氧化钛、六钛酸钾、炭黑、氧化铁、四氧化三铁中的一种,遮光剂颗粒的平均直径范围为0.5μm~5μm; S2、浆料涂布: 将层状纤维铺放平整,将得到的遮光剂浆料以0.1MPa~0.5MPa的压力均匀喷涂于纤维表面,在120℃~200℃下保持2h~6h使其烘干,使层状纤维表面形成厚度为0.01mm~0.3mm的遮光剂涂层,得到遮光剂改性层状纤维; 所述的层状纤维,选自岩棉、玻璃纤维、石英纤维、硅酸铝纤维、氧化锆纤维、锆酸镧纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维中的任意一种; 层状纤维的自然密度为0.02gcm3~0.1gcm3,厚度为0.1mm~5mm,平均直径为0.5μm~8μm; S3、纤维热压成型: 将遮光剂改性层状纤维按顺序在耐高温金属模具上进行层叠铺放,铺放完成后再通过耐高温金属模具紧固施压,得到带模具的纤维预制件,将带模具的纤维预制件在600℃~1000℃下保持6h~24h再自然冷却,得到梯度纤维预制件; S4、溶胶浸渍与老化: 在-0.1MPa~0MPa的压力条件下,将梯度纤维预制件浸泡于溶胶中,保持1h~4h,得到溶胶-预制件混合体,将溶胶-预制件混合体在40℃~70℃下保持8h~24h,形成凝胶-预制件复合体; 所述的溶胶为氧化硅、氧化铝、氧化锆溶胶中的一种,溶胶的固含量为6%~15%,溶胶颗粒的平均粒径范围为5nm~50nm; S5、超临界干燥: 采用醇类物质作为介质进行超临界干燥,将凝胶-预制体复合体放置于高压釜中,加入醇类物质后保持密闭,凝胶-预制体复合体与醇类物质的体积比为1:0.3~3,加热至醇的临界点以上,在8.0MPa~15.0MPa保持1h~10h,缓慢排出高压釜内的气体至压力为0,得到梯度气凝胶复合材料坯体; S6、热处理: 将梯度气凝胶复合材料坯体放置于高温炉内,从室温升温至600℃~1000℃,保持1h~5h,自然冷却得到梯度气凝胶复合材料,所述的梯度气凝胶复合材料是使用温度为800℃的复合材料、或者是使用温度为1200℃的复合材料、或者是使用温度为1600℃的复合材料,这三种复合材料兼顾低密度与宽温域热导率,以及力学性能,其典型性能分别如下: (1)使用温度为800℃的复合材料:密度为0.19gcm3,常温热导率为0.016Wm·K,800℃热导率为0.022Wm·K,3%形变压缩强度为0.12MPa,弯曲强度为1.2MPa,厚度10mm的复合材料经800℃单面加热1h,厚度方向收缩率为0.3%,冷面温升为63℃; (2)使用温度为1200℃的复合材料:密度为0.27gcm3,常温热导率为0.020Wm·K,1200℃热导率为0.030Wm·K,3%形变压缩强度为0.17MPa,弯曲强度为1.1MPa,厚度12.5mm的复合材料经1200℃单面加热1h,厚度方向收缩率为0.4%,冷面温升为176℃; (3)使用温度为1600℃的复合材料:密度为0.31gcm3,常温热导率为0.026Wm·K,1600℃热导率为0.056Wm·K,3%形变压缩强度为0.16MPa,弯曲强度为0.95MPa,厚度18mm的复合材料经1600℃单面加热1h,厚度方向收缩率为0.9%,冷面温升为262℃。
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