本发明涉及复合材料，具体涉及一种高温憎水气凝胶复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、随着科技的不断发展，气凝胶复合材料的应用越来越多，气凝胶复合材料是一种同时具备气凝胶特性和其他材料优势的新型材料，气凝胶复合材料分为无机气凝胶、有机气凝胶和有机-无机气凝胶等类型，是一种带有纳米多孔网络结构，且网络孔隙中充满气态分散介质的轻质材料，具有超低密度、高比表面积、高孔隙率、低光折射率、隔音等诸多优点，高比表面积、高孔隙率使得气凝胶复合材料具有极低的导热系数，在保温隔热领域具备很大的应用潜力。
2、环氧树脂具备优异的加工性能，介电性能，广泛应用于保温、电子电气等行业中，气凝胶本身是极佳的隔热材料，将气凝胶加入到环氧树脂中制备气凝胶复合材料，可以提高环氧树脂基体的保温隔热性能，但是由于气凝胶复合材料的多孔结构，在潮湿环境中容易吸附水气，造成热导率升高，保温隔热性能下降，同时为了使气凝胶复合材料在高温环境中能保持稳定性能，以及抑制或减缓湿热环境中的氧化作用影响，需要对气凝胶复合材料进行改性，使气凝胶复合材料具备低导热系数、优异的耐高温性能、憎水性能、抗氧化性能以及力学性能，满足在各种环境中的保温隔热需求。
3、公开号为cn113512272b的专利，公开了一种低导热气凝胶类环氧树脂隔热复合材料的制备方法，该复合材料通过将气凝胶颗粒与环氧树脂进行混合，再利用负压排气泡，在不同梯度转速下离心混料，改善了复合材料的固化强度，制备的气凝胶类环氧树脂隔热复合材料导热系数低，提高了隔热性能，但是该专利没有考虑到湿热环境下，气凝胶复合材料受到的氧化作用影响以及憎水性气凝胶复合材料的应用，因此，本发明提供一种高温憎水气凝胶复合材料，具有长久的使用寿命和广阔的应用前景。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中提到的问题，本发明的目的在于提供一种高温憎水气凝胶复合材料及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种高温憎水气凝胶复合材料，包括以下重量份的原料：70-90份环氧树脂、40-60稀释剂、10-15份固化剂、1-3份抗紫外助剂、1-3份阻燃助剂、5-8份耐高温气凝胶、3-6份复合添加料、4-6份功能性添加组分。
4、进一步地，所述耐高温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
5、s1、在正硅酸乙酯中加入去离子水和乙醇，搅拌混合均匀后，加入盐酸调节ph至3-4，水解4-6h后，得到气凝胶水解液；
6、s2、向气凝胶水解液中加入莫来石纤维，并使其分散均匀后，再加入稀氨水调节ph至6-8，经过1-2h后形成凝胶，室温下将凝胶放入无水乙醇中老化12-18h，最后在45-65℃下干燥，得到耐高温气凝胶。
7、通过采用上述技术方案，正硅酸乙酯能够在酸性条件下水解，得到气凝胶水解液，加入化学稳定性和耐高温性优异的莫来石纤维后，在碱性条件下凝胶、老化、干燥，得到耐高温气凝胶，莫来石纤维在内部搭接成网络，使得制备的耐高温气凝胶同时具备优良的机械强度，内部结构稳定，不易坍塌，加入到环氧树脂基体中，能够显著提高气凝胶复合材料的耐高温性能。
8、进一步地，步骤s2中，所述莫来石纤维在气凝胶水解液中的质量百分比为6-8%。
9、进一步地，所述复合添加料的制备方法，包括以下步骤：
10、步骤a、将活化蛭石加入质量分数为6-8%的氢氧化钠溶液中分散均匀，再加入环氧改性剂，然后将体系置于水浴条件下温度升高至60-70℃，反应3-5h后，冷却、洗涤、抽滤、真空干燥，得到改性蛭石；
11、步骤b、将改性蛭石加入二甲基亚砜中分散均匀，再加入咖啡酸和对甲苯磺酸，然后将温度升高至85-95℃，反应4-6h后，离心分离，洗涤、真空干燥，得到复合添加料。
12、通过采用上述技术方案，蛭石经过盐酸处理后，可以将活性硅羟基暴露，在碱性条件下，活化蛭石中的硅羟基能与环氧改性剂中的环氧基团发生开环反应，得到带有活性羟基的改性蛭石，在对甲苯磺酸的作用下，改性蛭石中的活性羟基与咖啡酸结构中的活性羧基发生酯化反应，从而在蛭石表面接枝具有抗氧化作用的咖啡酸，得到复合添加料。
13、进一步地，步骤a中，所述活化蛭石的方法为将蛭石与质量分数为6-8%的盐酸溶液混合，于70-80℃水浴条件下搅拌1-2h，洗涤至中性后，在50-60℃烘干，得到活化蛭石。
14、进一步地，步骤a中，所述环氧改性剂为1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十四烷、1,2-环氧十六烷或1,2-环氧十八烷中的任意一种。
15、进一步地，所述功能性添加组分的制备方法，如下所示：
16、ⅰ、将聚异戊二烯加入甲苯中，搅拌均匀后，通入氮气保护，然后加入巯基乙胺和安息香双甲醚，并在紫外灯照射下反应2-3h，反应结束后，洗涤，真空干燥，得到改性聚异戊二烯；
17、ⅱ、将改性聚异戊二烯加入n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀后，通入氮气保护，然后加入3-溴丙基叔丁基二甲基硅醚和碱性催化剂，将温度升高至60-80℃，反应4-6h，降至室温后，洗涤、真空干燥，得到功能性添加组分。
18、通过采用上述技术方案，聚异戊二烯结构中的烯基可以在安息香双甲醚和紫外灯照射下，与巯基乙胺结构中的活性巯基发生点击反应，从而在聚异戊二烯中引入活性氨基，得到改性聚异戊二烯，改性聚异戊二烯结构中的活性氨基能够在碱性催化剂的作用下与3-溴丙基叔丁基二甲基硅醚结构中的活性溴取代基发生取代反应，得到功能性添加组分。
19、进一步地，步骤ⅱ中，所述碱性催化剂为三乙胺或吡啶。
20、进一步地，所述稀释剂为丙酮或二甲苯；所述固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐；所述抗紫外助剂为uv-1577或uv-327；所述阻燃助剂为甲基磷酸二甲酯或磷酸甲苯二苯酯。
21、一种高温憎水气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
22、步骤一、将环氧树脂、稀释剂、抗紫外助剂、阻燃助剂、耐高温气凝胶、复合添加料、功能性添加组分加入混料罐中混合均匀，在1000-2000r/min下离心混料3-5min后，得到混合料；
23、步骤二、将固化剂加入混合料中，搅拌均匀后，置于真空干燥箱中抽真空20-40min，进行脱气泡处理，得到处理料；
24、步骤三、将处理料倒入模具中，在160-200℃下固化3-5h，固化结束，自然冷却脱模后，得到气凝胶复合材料。
25、本发明的有益效果：
26、(1)本发明制备的耐高温气凝胶加入到环氧树脂基体中，形成隔热屏障，限制热量传输，能够显著提高气凝胶复合材料的耐高温性能和保温隔热性能，进而使气凝胶复合材料在高温环境中仍然能够具有稳定性、可靠性和低导热系数，拓宽了气凝胶复合材料的在保温隔热领域的应用范围。
27、(2)本发明制备的复合添加料将具有抗氧化作用的咖啡酸接枝到蛭石表面，一方面蛭石经过接枝改性后，有效改善了蛭石与环氧树脂基体之间的相容性，避免了蛭石在基体中发生团聚现象，能够均匀分布在环氧树脂基体之中，提高蛭石与与环氧树脂基体的结合力，充分发挥蛭石的优势，提高环氧树脂基体的力学性能，同时蛭石具有片层结构，均匀分散在环氧树脂基体中，可以形成物理阻隔层，能够阻隔水汽渗入，具有与功能性添加组分协同憎水的作用，另一方面咖啡酸与蛭石接枝后，小分子咖啡酸不易迁移，使得制备复合添加料具有优异的抗氧化性能，加入到环氧树脂基体中使其具备长久的抗氧化性能，避免气凝胶复合材料在湿热环境下被氧化，进而延长气凝胶复合材料的使用寿命。
28、(3)本发明制备的功能性添加组分中含有仲氨基，能够与环氧树脂分子链产生交联相互缠绕，提高交联密度，增强了气凝胶复合材料结构的致密性，减少分子间隙，阻止水分渗入，此外功能性添加组分中含有疏水性硅氧烷和强疏水性的叔丁基结构，表现出极低的表面能，能够使气凝胶复合材料憎水性更强，进一步阻止水分子渗透入侵，另外功能性添加组分的硅氧烷其中的硅氧键具有高键能，且能与环氧树脂基体产生交联，在一定程度上能够增强气凝胶复合材料的耐高温性能，与耐高温气凝胶具有协同作用。
29、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
1.一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：70-90份环氧树脂、40-60稀释剂、10-15份固化剂、1-3份抗紫外助剂、1-3份阻燃助剂、5-8份耐高温气凝胶、3-6份复合添加料、4-6份功能性添加组分。
2.根据权利要求1所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，所述耐高温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，步骤s2中，所述莫来石纤维在气凝胶水解液中的质量百分比为6-8%。
4.根据权利要求1所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，所述复合添加料的制备方法，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，步骤a中，所述活化蛭石的方法为将蛭石与质量分数为6-8%的盐酸溶液混合，于70-80℃水浴条件下搅拌1-2h，洗涤至中性后，在50-60℃烘干，得到活化蛭石。
6.根据权利要求4所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，步骤a中，所述环氧改性剂为1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十四烷、1,2-环氧十六烷或1,2-环氧十八烷中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，所述功能性添加组分的制备方法，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，步骤ⅱ中，所述碱性催化剂为三乙胺或吡啶。
9.根据权利要求1所述的一种高温憎水气凝胶复合材料，其特征在于，所述稀释剂为丙酮或二甲苯；所述固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐；所述抗紫外助剂为uv-1577或uv-327；所述阻燃助剂为甲基磷酸二甲酯或磷酸甲苯二苯酯。
10.一种如权利要求1所述的高温憎水气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
