一种超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用

本发明涉及超细纤维和气凝胶，尤其涉及一种超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用。

背景技术：

1、超细纤维和气凝胶材料因其优异的物理和化学性能，已在多个领域得到了广泛应用。超细纤维具有高比表面积、良好的柔韧性和强度，常用于过滤、隔热和吸附材料。而气凝胶则以其低密度、高孔隙率和卓越的热绝缘性能著称，被广泛应用于航空航天、建筑保温和能源领域。

2、聚乙烯醇(pva)气凝胶由于其生物相容性、可再生性和易加工性，成为一种重要的气凝胶材料。然而，单一的pva气凝胶在实际应用中存在机械强度不足和韧性较差的问题。因此，研究者尝试将超细纤维与气凝胶复合，来制备复合材料，从而提升气凝胶材料的性能。但是复合得到的材料一方面仍存在机械强度不足和韧性较差的问题。另一方面，在大规模生产中还面临着纤维均匀分散、气凝胶结构一致性等问题，难以满足实际应用的需求。综上，如何制备出一种具有高强的、性能优异的聚乙烯醇气凝胶复合材料是亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，所述超细纤维/气凝胶复合材料的制备方法包含下列步骤：

4、将高强水凝胶/超细纤维非织造复合材料浸没于水中，进行冷冻，冷冻结束后进行冷冻干燥，得到所述的超细纤维/气凝胶复合材料。

5、作为优选，所述高强水凝胶/超细纤维非织造复合材料的制备方法包含下列步骤：

6、(1)将第一聚合物和第二聚合物独立地进行熔融，得到第一聚合物的熔体和第二聚合物的熔体；将第一聚合物的熔体和第二聚合物的熔体进行复合纺丝，得到水溶性聚乙烯醇双组份纤维；所述第一聚合物为热塑性聚乙烯醇；

7、(2)将水溶性聚乙烯醇双组份纤维进行牵伸，得到短纤维；

8、(3)将短纤维进行梳理，得到聚乙烯醇双组份纤维网；

9、(4)将聚乙烯醇双组份纤维网进行加固，得到水溶性聚乙烯醇双组份梳理-针刺非织造材料；

10、(5)将水溶性聚乙烯醇双组份梳理-针刺非织造材料进行水溶开纤处理，得到包含非织造材料的溶液；

11、(6)将包含非织造材料的溶液和外加剂溶液混合，顺次进行交联和冷冻处理，得到所述的高强水凝胶/超细纤维非织造复合材料。

12、作为优选，步骤(1)所述热塑性聚乙烯醇的重均分子量为5000～8000，热塑性聚乙烯醇的醇解度为88～99％，热塑性聚乙烯醇的聚合度为400～1000，热塑性聚乙烯醇的熔融流动指数为25～60g/10min；

13、所述第二聚合物包括聚乙烯类化合物、聚丙烯类化合物、聚酯类化合物、聚酰胺类化合物和聚乳酸类化合物中的一种或几种；

14、水溶性聚乙烯醇双组份纤维中热塑性聚乙烯醇的质量分数为10～90％。

15、作为优选，所述冷冻的环境为液氮环境。

16、作为优选，所述冷冻干燥的温度为-20～-60℃。

17、作为优选，所述超细纤维/气凝胶复合材料的拉伸强度为10.6～14.0mpa；超细纤维/气凝胶复合材料在40℃下的导热系数为0.04061～0.04357w·m-1·k-1，在80℃下的导热系数为0.04531～0.04762w·m-1·k-1；超细纤维/气凝胶复合材料在1000hz下的吸声系数为0.80～0.84，在2000hz下的吸声系数为0.91～0.94，在4000hz下的吸声系数为0.96～0.98。

18、本发明的有益效果是：

19、本发明制备的超细纤维/气凝胶复合材料中，聚乙烯醇气凝胶在非织造材料内部的均匀填充，实现了以超细纤维为骨架，气凝胶与超细纤维之间的相互包覆，制备过程绿色环保、快速便捷，超细纤维/气凝胶复合材料兼具高强、保温、降噪和可规模化制备等特点，可以用于吸音材料、保温材料、隔热材料等领域。

1.一种超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，所述超细纤维/气凝胶复合材料的制备方法包含下列步骤：

2.如权利要求1所述的超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，所述高强水凝胶/超细纤维非织造复合材料的制备方法包含下列步骤：

3.如权利要求2所述的超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，步骤(1)所述热塑性聚乙烯醇的重均分子量为5000～8000，热塑性聚乙烯醇的醇解度为88～99％，热塑性聚乙烯醇的聚合度为400～1000，热塑性聚乙烯醇的熔融流动指数为25～60g/10min；

4.如权利要求3所述的超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，所述冷冻的环境为液氮环境。

5.如权利要求4所述的超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-20～-60℃。

6.如权利要求5所述的超细纤维/气凝胶复合材料在吸音材料、保温材料或隔热材料中的应用，其特征在于，所述超细纤维/气凝胶复合材料的拉伸强度为10.6～14.0mpa；超细纤维/气凝胶复合材料在40℃下的导热系数为0.04061～0.04357w·m-1·k-1，在80℃下的导热系数为0.04531～0.04762w·m-1·k-1；超细纤维/气凝胶复合材料在1000hz下的吸声系数为0.80～0.84，在2000hz下的吸声系数为0.91～0.94，在4000hz下的吸声系数为0.96～0.98。