一种高隔热气凝胶毡复合材料及其制备方法与流

本发明属于绝热材料，涉及一种高隔热气凝胶毡复合材料及其制备方法，尤其是适用于新能源汽车电池隔热片的高隔热气凝胶毡复合材料及其制备方法。背景技术：1、气凝胶是指凝胶中液体被气体取代后，没有坍塌的固体结构，高孔隙率的结构使得气凝胶本身具有异于其他固体材料的特性，其中隔热性能较为突出，是天然的超级绝热材料。通过将气凝胶与基体材料进行复合形成气凝胶毡，不仅保留了气凝胶导热系数低的特性，还具备柔性和抗拉强度高的特点，可以被广泛用于新能源汽车、石化和建筑等领域的保温隔热。2、相变材料(pcm)是具有热能储存和温度调控功能的物质，在相变转化过程中，伴随大量的吸热或放热效应，也是良好的储能材料；将相变材料与气凝胶进行结合，通过相变材料的储能作用，进一步提高气凝胶的隔热性能，减少热量在气凝胶毡内的传递。目前相变材料与气凝胶毡的结合方式通常是在气凝胶毡表面涂覆相变材料，或者将气凝胶毡浸渍于相变材料中形成复合结构，这种结构所提高的隔热性能有限，尤其用作新能源汽车电池隔热片时，在电池热失控时候，对气凝胶毡表面的相变材料的损害较大，使得相变材料失去对其的储能作用，已不能满足市场对气凝胶毡高隔热性能的需求。技术实现思路1、本发明针对上述技术问题，提供一种高隔热气凝胶毡复合材料及其制备方法，将相变材料、溶胶胶液与原毡进行复合，配合相变材料良好的储能效果，使得到的气凝胶毡的隔热性能更好。2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：3、第一方面，本发明提供一种高隔热气凝胶毡复合材料，包括原毡，所述原毡由原毡纤维交错组成，所述原毡纤维表面包裹有相变混合剂，所述相变混合剂外部包裹有气凝胶层。4、本发明技术方案中所述相变混合剂由相变材料、水和亲水胶粘剂按照质量比(3-5)：(2-4)：(2-3)制成。5、本发明技术方案中所述相变材料选自聚乙二醇、聚氧化乙烯、赤藓糖醇、木糖醇、季戊四醇中的一种或多种。6、本发明技术方案中所述亲水胶粘剂为淀粉、明胶、阿拉伯胶中的任意一种。7、本发明技术方案中所述原毡为针刺玻璃纤维毡、湿法玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡、陶瓷纤维毡中的一种。8、第二方面，本发明提供一种上述高隔热气凝胶毡复合材料的制备方法，包括以下步骤：9、s1：将相变材料、水和亲水胶粘剂按照质量比(3-5)：(2-4)：(2-3)配制成相变混合剂；10、s2：将原毡与相变混合剂进行混合后，得到预处理毡；11、s3：将步骤s2中得到的预处理毡在60-70℃下加热后，将溶胶胶液粘附在预处理毡表面，凝胶后制备成预成品毡；12、s4：将预成品毡干燥，即得。13、本发明技术方案中步骤s3中所述溶胶胶液选自二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、氧化钛溶胶或硅铝复合溶胶中的一种。14、本发明技术方案中步骤s4中在将预成品毡干燥前，还对预成品毡进行老化，老化后对预成品毡表面进行液相疏水改性处理。15、本发明技术方案中步骤s4中在将预成品毡干燥前，对预成品毡进行老化，对预成品毡进行干燥后，还对预成品毡进行气相疏水改性处理。16、本发明技术方案中在所述液相疏水改性处理或气相疏水改性处理后，对预成品毡进行包裹、热压封装。17、相比现有技术，本发明的有益效果在于：18、本发明将气凝胶原毡先浸渍在相变混合剂中，由于相变混合剂中含有水溶性相变材料，其具有良好的相变潜热，可以对热量进行良好的吸收和储存，先将原毡与相变混合剂进行混合后，相变混合剂包裹在原毡纤维的外部，亲水胶粘剂与水混合后在60-70℃下加热下，亲水胶粘剂可实现增稠增粘的作用，使得相变混合剂的粘度增加，同时由于溶胶胶液具有良好的亲水性，可以更好地与亲水胶粘剂进行贴合依附，使得预处理毡后续与溶胶胶液结合的更加紧密，提高胶液凝胶后生成的气凝胶与预处理毡的结合强度，进而提高气凝胶毡的隔热性能。19、本发明方法采用先在原毡上设置相变材料，然后再涂抹溶胶胶液使得得到的气凝胶毡的隔热性能更好，应用在新能源电池上时，当电池发生热失控时，热量可以先由表层气凝胶传递至相变材料内并存储起来，进一步减少热量在电池与电池之间的热传导，提高电池使用的安全系数。技术特征：1.一种高隔热气凝胶毡复合材料，包括原毡，所述原毡由原毡纤维交错组成；其特征在于，所述原毡纤维表面包裹有相变混合剂，所述相变混合剂外部包裹有气凝胶层。2.根据权利要求1所述的高隔热气凝胶毡复合材料，其特征在于，所述相变混合剂由相变材料、水和亲水胶粘剂按照质量比（3-5）：（2-4）：（2-3）制成。3.根据权利要求2所述的高隔热气凝胶毡复合材料，其特征在于，所述相变材料选自聚乙二醇、聚氧化乙烯、赤藓糖醇、木糖醇、季戊四醇中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的高隔热气凝胶毡复合材料，其特征在于，所述亲水胶粘剂为淀粉、明胶、阿拉伯胶中的任意一种。5.根据权利要求1所述的高隔热气凝胶毡复合材料，其特征在于，所述原毡为针刺玻璃纤维毡、湿法玻璃纤维毡、预氧丝纤维毡、陶瓷纤维毡中的一种。6.权利要求1~5任一项所述的高隔热气凝胶毡复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述预处理毡的加入温度为60-70℃。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中在将预成品毡干燥前，还对预成品进行老化处理，老化后还对预成品毡表面进行液相疏水改性处理。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中在将预成品毡对预成品进行干燥前，还对预成品进行老化，然后进行干燥，干燥之后还对预成品毡进行气相疏水改性处理。10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，在所述液相疏水改性处理或气相疏水改性处理后，对预成品毡进行包裹、热压封装。技术总结本发明属于绝热材料技术领域，公开了一种高隔热气凝胶毡复合材料，所述原毡由原毡纤维交错组成，所述原毡纤维表面包裹有相变混合剂，所述相变混合剂外部包裹有气凝胶层。本发明将相变材料、溶胶胶液与原毡进行复合，配合相变材料良好的储能效果，使得到的气凝胶毡的隔热性能更好；相变混合剂中的亲水胶粘剂加热后可实现增稠增粘的作用，使得相变混合剂的粘度增加，同时由于溶胶胶液具有良好的亲水性，可以更好的与亲水胶粘剂进行贴合依附，使得预处理毡后续与溶胶胶液结合的更加紧密，提高溶胶胶液凝胶后生成的气凝胶与预处理毡的结合强度。技术研发人员：张继承,吴宇,贺宁波,张曼受保护的技术使用者：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23