一種復(fù)合板及其制備方法屬于復(fù)合板
技術(shù)領(lǐng)域：
，主要涉及一種氣凝膠復(fù)合板及其制備方法。
背景技術(shù)：
：氣凝膠是由膠體粒子或高聚物分子相互聚結(jié)構(gòu)成納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在孔隙中充滿氣態(tài)分散介質(zhì)的一種高分散固態(tài)材料-。氣凝膠材料的比表面積可達(dá)600-10000m2g-1，孔洞尺寸一般在10-100nm之間。氣凝膠是最輕的凝聚態(tài)固體材料，源于其獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)，氣凝膠具有很多特殊的性質(zhì)。氣凝膠是目前世界上密度最小的固體材料，而密度變化范圍可達(dá)3600kg-m-3，其介電常數(shù)。為1.008，是目前介電常數(shù)最低的塊狀固體材，熱導(dǎo)率在0.0120.018w·m-1·k-1’范圍內(nèi)，是世界上熱導(dǎo)率最低的固體，具有異常強(qiáng)大的隔熱功能[12]。在適當(dāng)?shù)臈l件下制備得到的si02氣凝膠具有良好的透光度，并能阻止環(huán)境溫度的熱輻射，其楊氏模量為1護(hù)n.m-2數(shù)量級，比相應(yīng)非孔性玻璃態(tài)材料低4個數(shù)量級，一塊一寸厚的si0:氣凝膠，相當(dāng)20至30塊普通玻璃的隔熱功能。另外，氣凝膠還具有連續(xù)可調(diào)的密度、低彈性模量及典型的分形結(jié)構(gòu)等。氣凝膠在許多應(yīng)用領(lǐng)域已顯示出廣闊的應(yīng)用前景；木材是天然的多孔性生物材料，木材的空洞尺寸分布很廣，將木材與氣凝膠兩類多孔性材料的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，利用氣凝膠結(jié)構(gòu)中納米尺度的無機(jī)和有機(jī)微粒來制備木材一無機(jī)(有機(jī))納米復(fù)合材料是木材功能性改良的重要途徑之一。將有機(jī)氣凝膠均勻地嵌入木材的細(xì)胞空隙中(細(xì)胞壁空隙及細(xì)胞腔)，探討氣凝膠與木材結(jié)合的途徑、方式和機(jī)理，可以有效地解決氣凝膠在實(shí)際應(yīng)用方面存在的一些缺陷；同時也賦予木材新的功能，使木材功能性改良體現(xiàn)木材和納米材料的雙重優(yōu)點(diǎn)，具有十分誘人的應(yīng)用前景，但現(xiàn)有技術(shù)中的氣凝膠復(fù)合木材熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能方面還不能達(dá)到所需要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種氣凝膠復(fù)合板及其制備方法，大大提高了復(fù)合板的熱穩(wěn)定性，并且使其力學(xué)性能的各個指標(biāo)得以提升。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為1%-3.5%。所述木材的密度范圍在0.1g/m3-0.3gm3之間。所述氣凝膠的粘度范圍為480mpa.s-500mpa.s。所述碳納米管的含量范圍為0.25%-0.58%。一種氣凝膠復(fù)合板的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合成所需氣凝膠；步驟二、將木材置于抽真空密封罐內(nèi)，并在該真空環(huán)境下保持30min-40min；步驟三、向密封罐內(nèi)注入氣凝膠，再進(jìn)行真空處理；步驟四、抽出氣凝膠膠體；步驟五、對木材進(jìn)行老化，干燥。步驟二所述真空罐的真空度范圍為0.03mpa-0.05mpa。步驟三所述浸注壓力范圍1.0mpa-2mpa，保壓時間1h。步驟三所述真空處理的真空度范圍為0.05mpa-1mpa，抽真空時間為8min-15min。步驟五所述老化干燥過程包括：將所得的復(fù)合木材放入95℃的恒溫水靜置膠化反應(yīng)20h后取出浸泡在稀酸溶液中，保持40-50℃恒溫水浴中保溫48小時進(jìn)行老化；利用丙酮交換至含水量為6000ppm；利用超臨界co2流體進(jìn)行干燥。所述氣凝膠的制備方法包括：制備sio2溶膠；制備三聚氰胺透明膠體；將sio2溶膠、碳納米管與三聚氰胺透明膠體混合，得到混合凝膠；將混合凝膠進(jìn)行老化、通過多次的溶液置換，得到sio2摻雜三聚氰胺凝膠；進(jìn)行干燥。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：本發(fā)明sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠混合的溶膠在木材表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過浸注加壓，使氣凝膠與木材通過物理填充和化學(xué)鍵結(jié)合力兩種方式在木材表面形成凝膠膜，導(dǎo)致復(fù)合板材在耐水性、抗紫外性和熱穩(wěn)定性方便有優(yōu)異的表現(xiàn)。附圖說明圖1本發(fā)明各個實(shí)施例的tg曲線，圖中為實(shí)施例一的曲線，為實(shí)施例二的曲線，為實(shí)施例三的曲線，為實(shí)施例四的曲線，為實(shí)施例五的曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例一：本實(shí)施例的一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為1%，碳納米管的含量范圍為0.25%。所述木材的密度為0.12g/m3。所述氣凝膠的粘度范圍為480mpa.s。氣凝膠復(fù)合板的制備方法，包括以下步驟：步驟一、利用無水乙醇、氨水、正硅酸乙酯混合，60℃下攪拌，制得sio2溶膠；將三聚氰胺和甲醛按照1:4的物質(zhì)量比混合，在40℃環(huán)境下攪拌形成透明膠體；將sio2溶膠、碳納米管與三聚氰胺透明膠體混合，得到混合凝膠；將混合凝膠以一定的加熱率加熱到70℃，并保持該溫度下持續(xù)攪拌2h，隨后將呼和溶膠置于95℃的恒溫水浴鍋中進(jìn)行凝膠；將所得凝膠在8%的乙酸中老化處理50小時，隨后將凝膠置于丙酮中進(jìn)行溶劑交換，交換六次，交換時間分別為8h、9h、10h、11h、12h、13h，最后進(jìn)行超臨界煩躁。步驟二、將木材置于抽真空密封罐內(nèi)，所述真空罐的真空度范圍為0.03mpa并在該真空環(huán)境下保持30min；步驟三、向密封罐內(nèi)注入氣凝膠，所述浸注壓力范圍1.0mpa，保壓時間1h再進(jìn)行真空處理，所述真空處理的真空度范圍為0.08mpa，抽真空時間為10min；步驟四、抽出氣凝膠膠體；步驟五、將所得的復(fù)合木材放入95℃的恒溫水靜置膠化反應(yīng)20h后取出浸泡在4%稀酸溶液中，保持50℃恒溫水浴中保溫50小時進(jìn)行老化；利用丙酮交換至含水量為6000ppm；利用超臨界co2流體進(jìn)行干燥。實(shí)施例二：本實(shí)施例的一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為1.5%，碳納米管的含量范圍為0.3%。實(shí)施例三：本實(shí)施例的一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為3.5%，碳納米管的含量范圍為0.5%。實(shí)施例四：本實(shí)施例的一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為10%，碳納米管的含量范圍為2%。實(shí)施例五：本實(shí)施例的一種氣凝膠復(fù)合板，包括木材和附著在木材外部的氣凝膠，所述氣凝膠由sio2溶膠、碳納米管和三聚氰胺溶膠復(fù)合而成，sio2溶膠的含量范圍為0.05%，碳納米管的含量范圍為0.001%。所述實(shí)施例的導(dǎo)熱系數(shù)如下表所示：實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三實(shí)施例四實(shí)施例五未復(fù)合木材導(dǎo)熱系數(shù)0.0420.0260.0330.0350.0510.15當(dāng)前第1頁12