本發(fā)明涉及一種隔熱材料及其制備方法，尤其涉及一種隔熱防護(hù)復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、由于納米二氧化硅具有較低的熱導(dǎo)率、反射熱輻射性能好，稀土具有較高的原子序數(shù)、較大的離子半徑、較強(qiáng)的化學(xué)鍵和晶格畸變、阻擋熱傳導(dǎo)、吸收熱輻射、較低的熱傳導(dǎo)率等功能，兩種材料具有長效隔熱功能，尤其在太陽熱輻射下，將該材料應(yīng)用在熱防護(hù)復(fù)合材料上，可以提高復(fù)合材料對300～2500nm波長范圍太陽光的反射率,可以降低復(fù)合材料的溫度,進(jìn)而減小環(huán)境熱量向皮膚表面的傳導(dǎo)，起到降溫隔熱的目的。

2、芳綸織物是熱防護(hù)材料的核心材料，但是由于芳綸織物表面現(xiàn)有的芳綸纖維表面呈惰性、在高溫下纖維與纖維之間粘結(jié)較弱、溫度超過400℃直接炭化分解等問題，其對納米粉末負(fù)載量小、粘附力弱。

3、中國專利cn112794334a公開了一種氣凝膠型稀土復(fù)合保溫材料及其制備方法，包括二氧化硅氣凝膠；所述二氧化硅氣凝膠孔隙的孔壁表面，吸附有聚多巴胺層，所述聚多巴胺層表面吸附有稀土氧化物；所述二氧化硅氣凝膠孔隙的孔徑分布范圍為20-40nm。另外，還包括納米聚丙烯酸酯顆粒，所述納米聚丙烯酸酯顆粒分散于二氧化硅氣凝膠孔隙中；還包括二氧化鈦氣凝膠。在制備產(chǎn)品時(shí)，將正硅酸乙酯、無水乙醇、包覆有多巴胺的氧化鋁顆?；旌戏稚⒑螅渭影彼?，待氨水滴加完畢后，通入空氣，再經(jīng)靜置老化后，調(diào)節(jié)ph，超聲浸漬后，再加入稀土鹽溶液，調(diào)節(jié)ph，洗滌，干燥，得氣凝膠型稀土復(fù)合保溫材料。該方法利用聚多巴胺層吸附稀土氧化物顆粒形成隔熱復(fù)合材料，但是未經(jīng)修飾的稀土氧化物層分散性較差，容易團(tuán)聚，簡單吸附于聚多巴胺層表面對隔熱性能的提升較為有限。

4、中國專利cn118185398a公開了一種隔熱納米涂料及其制備方法，采用氨基硅氧烷在水解作用下對上述納米二氧化硅/稀土粉末進(jìn)行第一層包覆，再使用端氨基超支化聚合物進(jìn)行第二層包覆，以克服納米二氧化硅/稀土粉末易自團(tuán)聚、分散困難、與樹脂界面相容性差的缺陷。為了克服這些缺陷，應(yīng)當(dāng)盡可能對粉末顆粒進(jìn)行完全包封，如果顆粒表面的包覆率下降，勢必會導(dǎo)致顆粒的分散性能下降，出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致顆粒的粒徑跨度增大，這些顆粒材料吸附在基材表面后存在分布不均勻的問題，會降低最終復(fù)合材料的隔熱性能。然而高度包封的納米二氧化硅/稀土粉末雖然分散性能優(yōu)異，但也會導(dǎo)致其與聚多巴胺層的吸附力降低，同樣難以在聚多巴胺層表面均勻吸附形成粉末材料隔熱層，導(dǎo)致隔熱性能下降。如何兼顧隔熱顆粒的分散性和其與聚多巴胺層的吸附力成為亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種隔熱防護(hù)復(fù)合材料，解決如何提升隔熱復(fù)合材料的隔熱性能。本發(fā)明的另一目的在于提出一種隔熱防護(hù)復(fù)合材料的制備方法，解決如何兼顧隔熱顆粒的分散性和其與聚多巴胺層的吸附力的問題。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種隔熱防護(hù)復(fù)合材料，包括基底織物，基底織物的纖維表面包覆有聚多巴胺層，聚多巴胺層表面均勻吸附有改性隔熱粒子，所述改性隔熱粒子為表面依次包覆氨基硅氧烷和端氨基超支化聚合物的納米二氧化硅粉末和納米稀土粉末，所述納米二氧化硅粉末和納米稀土粉末表面的包覆度為0.35-0.55。

3、優(yōu)選地，所述納米稀土粉末由質(zhì)量比為1-2：1-2：1-2：1-2的納米六硼化鑭粉末、納米氧化釓粉末、納米氧化鑭粉末和納米氧化鈧粉末組成，所述納米二氧化硅和納米稀土粉末的粒徑在10-500nm。

4、優(yōu)選地，所述氨基硅氧烷為γ-二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷，所述端氨基超支化聚合物為為超支化聚酰胺，所述基底織物為芳綸織物。

5、本發(fā)明第二方面公開了上述隔熱防護(hù)復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：

6、(1)對基底織物進(jìn)行等離子體處理，處理后的基底織物浸入多巴胺水溶液中振蕩反應(yīng)得到表面包覆有聚多巴胺層的第一改性織物；

7、(2)將表面敏化后的納米二氧化硅粉末和納米稀土粉末加入氨基硅氧烷改性液中，攪拌反應(yīng)得到第一改性粒子；

8、(3)將第一改性粒子加入端氨基超支化聚合物中反應(yīng)，得到改性隔熱粒子；

9、(4)將改性隔熱粒子、阻燃劑、樹脂、防沉劑、潤濕分散劑、稀釋劑、表面活性劑加入水中，混勻后得到分散液；

10、(5)將第一改性織物浸入分散液中，浸漬后烘干得到隔熱防護(hù)復(fù)合材料。

11、本發(fā)明采用多巴胺(da)誘導(dǎo)快速自聚技術(shù)在芳綸織物中纖維表面形成聚多巴胺(pda)包覆層，為納米粉末強(qiáng)力絡(luò)合提供平臺載體。再將處理后的芳綸織物浸漬于經(jīng)超支化改性后的納米sio2/稀土粉末分散液中，大大增強(qiáng)了納米粉末的附著力。

12、優(yōu)選地，在步驟(1)中，等離子體處理的方法為將等離子體準(zhǔn)輝光放電表面處理機(jī)工藝參數(shù)設(shè)置為：功率200-400w，噴口到芳綸織物的距離為2.0-2.5mm，控制時(shí)間變量為150-250s，對芳綸織物進(jìn)行等離子體處理；

13、所述多巴胺水溶液的配制方法為：將tris緩慢加入濃度為1-3g/l的多巴胺水溶液中至ph值達(dá)到8.5時(shí)停止添加，得到多巴胺水溶液；

14、所述振蕩反應(yīng)的條件為在25-35℃下，以20-60rpm速率振蕩12-36h。

15、優(yōu)選地，在步驟(2)中，表面敏化的方法為將納米二氧化硅粉末或納米稀土粉末置于等離子反應(yīng)腔體中，抽真空至1.0×10-4pa后，通入氣壓為12pa、氣流量為30ml/min的空氣20min，在50w的功率下放電處理12min。

16、優(yōu)選地，在步驟(2)中，氨基硅氧烷改性液的制備方法為將質(zhì)量比為5-7：1的乙醇與水充分?jǐn)嚢璩苫旌弦?，同時(shí)在混合液中緩慢滴入氨基硅氧烷，氨基硅氧烷與混合液質(zhì)量比為1：200-300，然后調(diào)節(jié)溶液ph至2，然后將溶液加入裝有回流裝置的燒瓶中，加熱磁力攪拌至90℃反應(yīng)，得到氨基硅氧烷改性液。

17、優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述納米二氧化硅粉末和納米稀土粉末的質(zhì)量比為1-2：80-100。

18、優(yōu)選地，在步驟(3)中，第一改性粒子與端氨基超支化聚合物的質(zhì)量比為81-102：5-10，反應(yīng)的條件為60-80℃反應(yīng)3-5h。

19、優(yōu)選地，在步驟(4)中，改性隔熱粒子、阻燃劑、樹脂、防沉劑、潤濕分散劑、稀釋劑、表面活性劑和水的質(zhì)量比為82-103：5-20：20-30：0.2-0.8：0.5-2：1-3：0.5-2：1-3；所述樹脂為羥丙基甲基纖維素酞酸酯或醋酸羥丙基甲基纖維素酞酸酯。

20、在一些實(shí)施例中，阻燃劑常規(guī)選擇于硼酸鋅、三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁中的至少一種，防沉劑常規(guī)選擇有機(jī)膨潤土、氣相二氧化硅、氫化蓖麻油中的至少一種，潤濕分散劑常規(guī)選擇于碳酸鈣、滑石粉、氧化鋁、氧化鈣、氫氧化鈉中的至少一種，稀釋劑常規(guī)選擇于丙酮、乙酸丁酯中的至少一種，表面活性劑常規(guī)選擇于十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯醇縮丁醛中的至少一種。

21、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

22、1、本發(fā)明通過控制納米二氧化硅粉末和納米稀土粉末表面的改性物質(zhì)包覆度，在適當(dāng)犧牲粉末顆粒的分散度情況下，均衡兼顧了隔熱顆粒的分散性和其與聚多巴胺層的吸附力，使得隔熱復(fù)合材料的隔熱性能提升顯著，避免了包覆度過高或過低導(dǎo)致的隔熱性能提升困難的問題。

23、2、本發(fā)明在現(xiàn)有熱防護(hù)材料基礎(chǔ)上，結(jié)合聚多巴胺改性技術(shù)和納米二氧化硅/稀土粉末接枝技術(shù)，使得制備的熱防護(hù)材料具有被動降溫、長效隔熱功能。