硅酸铝纤维和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的制备与性能

doi:10.11962/1006-4990.2019-0608

无机盐工业 ›› 2020, Vol. 52 ›› Issue (10): 68-71.doi: 10.11962/1006-4990.2019-0608

硅酸铝纤维和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的制备与性能

张怡(),葛欣国,卢国建,赵长征

应急管理部四川消防研究所,四川成都 610036

收稿日期:2020-04-16 出版日期:2020-10-10 发布日期:2020-11-24
作者简介:张怡（1987— ）,男,博士,助理研究员,主要从事火灾物证鉴定及阻燃防火材料研究,发表论文20余篇,SCI收录文章8篇,获授权专利5项;E-mail： chemzhang0601@126.com。
基金资助:
国家重点研发计划课题(2016YFC0800605);应急管理部四川消防研究所基本科研业务费专项项目(T2018880103)

Preparation and properties of aluminum silicate fiber and glass fiber composite silica aerogel materials

Zhang Yi(),Ge Xinguo,Lu Guojian,Zhao Changzheng

Sichuan Fire Research Institute of Ministry of Emergency Management,Chengdu 610036,China

Received:2020-04-16 Published:2020-10-10 Online:2020-11-24

摘要/Abstract

摘要：

分别以硅酸铝纤维和玻璃纤维为骨架材料,采用溶胶-凝胶、常压干燥制得纤维复合二氧化硅气凝胶材料,并对材料进行了结构和性能的测试分析。结果表明,二氧化硅气凝胶附着于纤维表面,提高了材料力学强度。硅酸铝纤维复合二氧化硅气凝胶材料的隔音性能优于玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料。两种纤维复合二氧化硅气凝胶材料耐高温、燃烧性能均达到A级。硅酸铝纤维复合二氧化硅气凝胶材料和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的产烟毒性分别为AQ₁级和AQ₂级,导热系数分别为0.034 W/（m·K）和0.033 W/（m·K）。

关键词: SiO₂气凝胶, 纤维, 复合材料, 防火, 隔热

Abstract:

The fiber composite silica aerogel materials were prepared using alumina silicate fiber or glass fiber as framework via sol-gel process and ambient pressure drying technology.The structure and properties of the produced materials were tested and analyzed.The results showed that silica aerogels were attached to the fiber surfaces which improve the mechanical properties of the materials.The sound insulation performance of alumina silicate fiber composite silica aerogel material was better than that of glass fiber composite silica aerogel material.The two kinds of fiber composite silica aerogel materials met the requirement of Level A on high thermal resistance and combustibility.The alumina silicate fiber composite silica aerogel material and glass fiber composite silica aerogel material met the requirement of Level AQ₁ and Level AQ₂ on smoke toxicity,respectively.And their thermal conductivities were 0.034 W/(m·K) and 0.033 W/(m·K),respectively.

Key words: silica aerogel, fiber, composite, fireproofing, heat insulation

中图分类号:

TQ127.2

张怡,葛欣国,卢国建,赵长征. 硅酸铝纤维和玻璃纤维复合二氧化硅气凝胶材料的制备与性能[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 68-71.

Zhang Yi,Ge Xinguo,Lu Guojian,Zhao Changzheng. Preparation and properties of aluminum silicate fiber and glass fiber composite silica aerogel materials[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(10): 68-71.

图/表 9

图1

表1

图2

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表3

表4

参考文献 14

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样品	密度/（g·cm^-3）	孔隙率/%	比表面积/（m²·g^-1）	平均孔径/nm
ASFF	0.18	—	—	—
ASF-AC	0.24	81.1	162	30.3
GFF	0.12	—	—	—
GF-AC	0.18	84.8	159	36.4

样品	压缩强度（30%应变）/ kPa	压缩强度（60%应变）/kPa	样品	压缩强度（30%应变）/ kPa	压缩强度（60%应变）/kPa
ASFF	0.14	4.35	GFF	0.01	0.29
ASF-AC	31.39	230.45	GF-AC	5.87	25.13

样品	不燃性			总热值/ （MJ·kg^-1）	燃烧性能等级	产烟毒性危险等级
样品	炉内温升/℃	持续燃烧时间/s	质量损失率/%	总热值/ （MJ·kg^-1）	燃烧性能等级	产烟毒性危险等级
ASF-AC	1.0	0	1.30	0.0	A（A1）	AQ₁级
GF-AC	0.8	0	5.86	0.1	A（A1）	AQ₂级

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