一种耐热性压缩纸及其制备方法和电池模组与流程

1.本发明属于材料领域，具体涉及一种耐热性压缩纸及其制备方法，以及包括该耐热性压缩纸的电池模组。


背景技术：

2.陶瓷纤维纸是以陶瓷纤维为原料，采用包括打浆、除渣、配浆、抄纸、干燥、卷取、复卷切割、包装等工序的湿法造纸工艺制成，具有柔韧、易卷取、易切割、低导热系数等优点，使其在工业及日用品领域中获得广泛应用。虽然陶瓷纤维纸具有较低导热系数(常温下的导热系数为0.035w/m
·
k)，但在对隔热要求更高的应用领域，常见的陶瓷纤维纸难以满足使用条件。
3.气凝胶粉体具有丰富的纳米孔，使其具有超级绝热性能，例如常温常压下sio2气凝胶粉体总导热率《0.015w/m
·
k，块体总导热率《0.013w/m
·
k，并且热稳定温度高达600℃，在300℃以下使用时具有超级疏水性。通常，纯气凝胶材料存在质轻松脆的问题，难以直接作为隔热产品应用在工业中。常见的市售气凝胶粉表面具有疏水结构，放入水性基质中时会漂浮在表面，因此不能够分散在陶瓷纤维水性浆料中，从而不能作为原材料直接在陶瓷纤维纸的湿法成型工艺中使用。
4.市场上通常采用浸渍的方法，将气凝胶溶胶前驱体浸渍到陶瓷纤维毡/纸中，经过凝胶和老化后，最后使用超临界干燥工艺得到纤维毡/纸产品；或者先制备纤维纸湿纸坯，然后表面施胶方法将气凝胶乳液施加到纤维纸中并进行干燥。通过上述方法制得的纤维-气凝胶纸耐热性和压缩性能不能满足高要求应用领域，并且气溶胶容易从纤维表面脱落，影响产品性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种耐热性压缩纸，通过包括亲水改性的气凝胶和无机纤维，从而提供良好的压缩性能或回弹性和导热率，并且具有易成型。
6.根据本发明的一个方面，提供一种耐热性压缩纸，基于所述耐热性压缩纸的总重量，包括以下组成：1-40wt％气凝胶，25-80wt％无机纤维，1-50wt％填料，和2-20wt％有机粘结剂。其中，所述无机纤维选自陶瓷纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维中的一种或多种。
7.优选地，所述耐热性压缩纸具有0.5-20mm的厚度。
8.优选地，所述组成被配置为根据astm c165-2012测定，在2mpa的压力下，具有40％-70％的变形率。
9.优选地，所述耐热性压缩纸的组成包括：1-40wt％气凝胶；25-60wt％无机纤维；20-50wt％填料；和2-15wt％有机粘结剂。
10.优选地，所述组成被配置为根据astm c165-2012测定，在1mpa的压力下，具有35％-60％的变形率。
11.优选地，所述耐热性压缩纸的组成包括：1-40wt％气凝胶，25-70wt％无机纤维，
10-40wt％填料；和2-15wt％有机粘结剂。
12.优选地，所述组成被配置为根据astm d3574-2017测定，具有2％-10％的压缩永久变形。
13.优选地，所述耐热性压缩纸的组成包括：1-8wt％气凝胶，25-80wt％无机纤维，1-20wt％填料，和5-20wt％有机粘结剂。
14.优选地，所述组成被配置为根据astm c165-2012测定，在350kpa的压力下，具有60％-80％的变形率。
15.优选地，所述耐热性压缩纸的组成包括：1-10wt％气凝胶，25-80wt％无机纤维，1-20wt％填料，和2-20wt％有机粘结剂。
16.优选地，所述无机纤维与气凝胶的重量比为至少1.5:1。
17.优选地，所述无机纤维与气凝胶的重量比为至少2.0:1。
18.优选地，所述填料选自由石英粉、氧化铝粉、高岭土、白泥和膨润土组成的组。
19.优选地，基于所述耐热性压缩纸的总重量，还包括以下组分中的一种或多种：0.3-2％的湿强剂、0.02-0.9％的消泡剂、0-3％的阻燃剂、0.5-2.5％的成膜剂、4.5-15％的有机粘结剂、0.45-2％的增强剂和0.02-1％的絮凝剂。
20.根据本发明的另一方面，提供一种制备耐热性压缩纸的方法，包括：
21.用润湿剂和分散剂对疏水性气凝胶进行亲水改性，得到亲水改性的气凝胶；
22.将无机纤维在第一溶剂中进行打浆，得到无机纤维浆料；
23.将所述亲水改性的气凝胶加入至所述无机纤维浆料中，得到无机纤维-气凝胶浆料；
24.使所述无机纤维-气凝胶浆料成型为耐热性压缩纸。
25.优选地，所述亲水改性步骤包括：
26.将所述润湿剂和分散剂加入到第二溶剂中，进行第一搅拌得到第一混合物；
27.向所述第一混合物添加气凝胶粉，进行第二搅拌得到第二混合物；
28.将所述第二混合物进行研磨，得到亲水改性的气凝胶浆料。
29.优选地，所述润湿剂包括阳离子润湿剂和非离子型润湿剂中的一种或多种，优选地，选自由羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐、硅氧烷聚醚和多元醇(例如二醇)组成的组；
30.所述分散剂包括阴离子分散剂和非离子型分散剂中的一种或多种，优选地，选自由胺盐，和有机高分子分散剂(如聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯或其他高分子改性物均聚或共聚的低聚物，聚乙二醇，聚乙烯醇等)组成的组；且
31.所述第一溶剂和第二溶剂独立地为水。
32.优选地，基于亲水改性步骤原料的总重量，所述气凝胶的重量百分比为1.9-9.1％，所述润湿剂的重量百分比为0.2-3.8％，且所述分散剂的重量百分比为0.2-1.9％。
33.优选地，所述气凝胶的平均粒径为30-70μm。
34.优选地，所述方法进一步包括：
35.将选自填料、有机粘结剂，与可选的选自湿强剂、消泡剂、成膜剂、增强剂、阻燃剂和絮凝剂中一种或多种的助剂加入到所述陶瓷纤维浆料中。
36.根据本发明的又一方面，提供一种既具有隔热性能又有压缩功能要求的纤维纸。该纤维纸可用作如电动汽车行业电池防火要求的电芯，或电池模组间隔热压缩材料。
37.根据本发明的耐热性压缩纸可以通过将气凝胶均匀分散在无机纤维浆料中，采用常规的湿法造纸工艺一次成型，在具有低导热性能的同时，还具有改善的回弹性、硬度和压缩性能。
具体实施方式
38.为了更加清楚地理解本发明的技术特征、目的和有益效果，现对本发明的技术方案进行进一步的详细说明。应理解，以下具体实施方式仅是示例性的，本发明的技术方案不限于以下所列举的具体实施方式。
39.一、耐热性压缩纸
40.本发明提供了一种耐热性压缩纸，包括气凝胶、无机纤维、填料和有机粘结剂。
41.(一)气凝胶
42.可用于本发明的气凝胶可以为二氧化硅气凝胶和/或非二氧化硅的金属氧化物气凝胶。其中，非二氧化硅的金属氧化气凝胶可为氧化铝气凝胶、氧化锆气凝胶、氧化钛气凝胶和氧化钒气凝胶中的一种或多种。
43.优选地，本发明采用二氧化硅气凝胶。sio2气凝胶粉为市场上常见的气凝胶材料，平均粒径通常为100-1000μm，并且具有完全疏水性。
44.因此，本发明采用表面经过亲水处理的气凝胶粉，优选sio2气凝胶粉，使得气凝胶表面同时具有亲水性和疏水性。因此，具有亲水性和疏水性的气凝胶粉在制备用于耐热性压缩纸的浆料过程中，能与例如陶瓷纤维的无机纤维形成均匀的浆料。在用于耐热性压缩纸的浆料中，亲水改性的气凝胶颗粒的平均粒径为30-70μm。在耐热性压缩纸的湿法成型步骤的干燥过程中，具有亲水性和疏水性的气凝胶表面又转变为完全疏水性。
45.基于耐热性压缩纸的总质量，气凝胶的含量可为1-40wt％，优选5-35wt％，更优选8-30wt％，例如可为12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、25wt％、28wt％。
46.(二)无机纤维
47.本发明的无机纤维可选用具有优异耐热性的无机纤维，例如可选用陶瓷纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维中的一种或多种，优选陶瓷纤维。本发明可使用耐热性优异的陶瓷纤维，例如可用直径为2-3μm的陶瓷纤维，优选摩根公司生产的低生物持久型可降解超棉纤维，主要化学成分包括sio2、cao、mgo等，分类温度为1200-1300℃，且按照欧盟规定1272/2008的note q的标准，不属于任何致癌物分类，具有良好的安全性。
48.基于耐热性压缩纸的总质量，无机纤维的含量可为25-80wt％，优选30-75wt％，更优选35-70wt％，例如可为67wt％、60wt％、56wt％、53wt％、48wt％、42wt％、37wt％。
49.优选地，气凝胶和无机纤维的总含量可为40-80％，优选45-70％，例如56％，63％，67％等。优选地，无机纤维与气凝胶的质量比可为1:(0.1-0.7)，例如1:0.3，1:0.5等。
50.(三)填料
51.可用于本发明的填料包括石英粉、氧化铝粉、高岭土、白泥和膨润土中的一种或多种，优选石英粉。在无机纤维浆料中，加入填料(例如石英粉)可提高纤维纸的密度、硬度和强度。
52.基于耐热性压缩纸的总质量，填料的含量可为1-50wt％，优选5-46wt％，更优选8-37wt％，例如可为14wt％、19wt％、24wt％、29wt％、32wt％。
53.(四)有机粘结剂
54.本发明可用的有机粘结剂可包括丁苯聚合物、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种，优选具有-10～10℃的玻璃化温度。
55.通过选用不同的有机粘结剂类型和改变其添加量能够改变纤维纸的回弹性和柔韧性。
56.基于耐热性压缩纸的总质量，有机粘结剂的含量可为2-20wt％，优选5-17wt％，更优选6-14wt％，例如可为9wt％、11wt％、13wt％。
57.在本发明的纤维纸中，气凝胶经过表面亲水处理以使气凝胶颗粒能够均匀分散在无机纤维浆料中。但气凝胶粉体具有密度低，比表面积大的特点；气凝胶粉体的加入，对有机粘结剂的作用产生不利影响，降低了有机粘结剂与无机纤维之间的结合强度，从而使通过湿法成型得到的纤维纸密度低、强度低、柔韧性差。所以在纤维纸浆料的制备过程中，通常额外借助一些添加物，弥补气凝胶粉带来的不利影响。
58.填料(例如石英粉)密度较高，质地较硬，并且在水性基质中具有良好的分散性能，在纤维纸浆料中加入填料可以有效提高纤维纸的密度，可以增强纤维纸的硬度和强度，提高纤维纸的压缩性能。填料的添加量可以根据实际应用对性能的要求进行调整，添加少量填料可以使纤维纸密度满足常规要求；大量添加可以有效提高纤维纸的密度，使纤维纸具有很高的硬度和压缩性能，满足对纤维纸压缩性能要求高的特定应用场合的要求。例如某些应用要求产品在较大应力下，产品厚度变形量较小，需要较硬的纤维纸才可以满足要求。
59.(五)其它助剂
60.根据具体实施方式，本发明的耐热性压缩纸还可包括湿强剂、消泡剂、成膜剂、增强剂、絮凝剂中的一种或多种。
61.根据一个具体实施方式，上述湿强剂可包括聚酰胺环氧氯丙烷树脂(pae)、聚胺类树脂(pa)、脲-甲醛树脂和三聚氰胺-甲醛树脂中的一种或多种，优选聚酰胺环氧氯丙烷树脂(pae)。
62.基于耐热性压缩纸的总质量，湿强剂的含量可为0.3-2wt％，优选0.4-1.7wt％，例如0.5wt％，0.8wt％，1.0wt％，1.3wt％，或1.5wt％。
63.用于本发明的消泡剂可包括聚醚类消泡剂、有机硅类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂，以及脂肪醇与环氧乙烷或环氧丙烷的缩合物中的一种或多种，优选聚醚改性硅类消泡剂。
64.基于耐热性压缩纸的总质量，消泡剂的含量可为0.02-0.9wt％，优选0.04-0.7wt％，例如0.06-0.5wt％，或者0.09-0.3wt％，又例如0.15wt％。
65.用于本发明的成膜剂可包括明胶、阿拉伯胶、琼脂、淀粉和聚乙烯醇中的一种或多种，优选聚乙烯醇。在纤维纸中添加成膜剂，可有助于提高纤维纸的柔韧性。例如聚乙烯醇的成膜剂具有易成膜的特性，具有良好的粘接强度和拉伸强度，增加成膜剂的用量可以有效增加纤维纸的强韧性。
66.基于耐热性压缩纸的总质量，成膜剂的含量可为0.5-2.5wt％，优选0.8-2.1wt％，例如1.0wt％，1.4wt％，1.7wt％，1.9wt％。
67.用于本发明的增强剂可包括改性淀粉、聚丙烯酰胺和聚乙烯中的一种或多种，优选聚丙烯酰胺。通过加入增强剂，可有助于提高纤维纸的强度和压缩性能。基于耐热性压缩
纸的总质量，增强剂的含量可为0.45-2wt％，优选0.6-1.8wt％，例如1.2wt％，1.6wt％。
68.本发明采用的絮凝剂可包括聚丙烯酰胺和/或硫酸铝。基于耐热性压缩纸的总质量，絮凝剂的含量可为0.02-1wt％，优选0.06-0.09wt％，例如0.07wt％，0.08wt％。
69.在需要纤维纸具有阻燃性的应用中，可向纤维纸浆料中添加阻燃剂，以满足有阻燃要求的应用领域。阻燃剂可包括磷系阻燃剂、硼化物阻燃剂、氧化锑类阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂中的一种或多种。基于耐热性压缩纸的总质量，阻燃剂的含量可为0.02-1wt％，优选0.06-0.09wt％，例如0.07wt％，0.08wt％。
70.根据本发明的耐热性压缩纸通常具有0.5-20mm的厚度。
71.根据一个实施方式，耐热性压缩纸的组成可被配置为根据astm c165-2012测定，在2mpa的压力下，具有40％-70％的变形率。
72.根据另一个实施方式，耐热性压缩纸的组成可被配置为根据astm c165-2012测定，在1mpa的压力下，具有35％-60％的变形率。
73.根据又一个实施方式，耐热性压缩纸的组成可被配置为根据astm d3574-2017测定，具有2％-10％的压缩永久变形。
74.根据又一个实施方式，耐热性压缩纸的组成可被配置为根据astm c165-2012测定，在350kpa的压力下，具有60％-80％的变形率。
75.根据本发明的耐热性压缩纸，在300℃下，根据astm c 177测定，具有0.03-0.06w/m.k的导热系数。
76.根据一个实施方式，耐热性压缩纸的组成可被配置为根据astm c165-2012测定，在14kpa的压力下，具有15～25％的变形率。
77.二、耐热性压缩纸的制备方法
78.本发明还提供一种制备耐热性压缩纸的方法，包括：气凝胶亲水改性步骤、制浆步骤和湿法成型步骤。
79.(一)气凝胶亲水改性
80.具体地，气凝胶亲水改性步骤包括：
81.将润湿剂和分散剂加入到溶剂中，进行搅拌得到第一混合物；
82.向第一混合物添加气凝胶粉，进行第二搅拌得到第二混合物；
83.将第二混合物进行研磨，得到亲水改性的气凝胶浆料。
84.本发明的上述方法中可用的润湿剂包括羧酸盐、硫酸酯盐、磺酸盐和硅氧烷聚醚中的一种或多种。润湿剂对气凝胶粉表面疏水结构进行改性，使得气凝胶粉体表面具有亲水结构，有利于其在水性基质中分散。本发明的分散剂可包括胺盐和/或硅氧烷聚醚。以上溶剂可为水。
85.经过亲水改性的气凝胶表面具有亲水性，同时也保留了部分疏水性。气凝胶表面亲水改性的程度通过以下过程衡量：经过润湿的气凝胶在搅拌中能在水中均匀分散而不漂浮在水面，或者静置5分钟，而不发生分层。
86.亲水处理过度的表现：气凝胶粉体在静置30s后会出现沉降。
87.基于亲水处理料液的总重量，气凝胶的重量百分比为1.9-9.1％，润湿剂的重量百分比为0.2-3.8％，且分散剂的重量百分比为0.2-1.9％。
88.亲水改性的气凝胶浆料中气凝胶颗粒的平均粒径为30-70μm。
89.(二)用于耐热压缩纸的浆料制备
90.制浆步骤包括将无机纤维在溶剂中进行打浆，得到无机纤维浆料；再将上述亲水改性的气凝胶加入至无机纤维浆料中，得到无机纤维-气凝胶组合物。其中，无机纤维浆料中无机纤维的用量为溶剂重量的0.1-1％。打浆时间可为5-6min。此处的无机纤维如上文所定义。
91.根据耐热压缩纸的性能要求，可在制浆步骤添加助剂到无机纤维浆料中。例如，可将填料、湿强剂、消泡剂、亲水改性的气凝胶、成膜剂、有机粘结剂、增强剂和絮凝剂中按照性能需要加入到无机纤维浆料中，优选逐个搅拌、依次加入。
92.具体地，成膜剂通常需要提前加热溶解，例如加热至温度80-90℃。可选地，絮凝剂可提前溶解。
93.(三)湿法成型
94.湿法成型步骤可通过常规的造纸成型工艺进行，例如可包括：
95.将无机纤维-气凝胶组合物倒入纸页成型器中，搅拌使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；
96.对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；
97.取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；
98.干燥。
99.该制备方法中使用的各个组分及其比例均如上文所做限定。
100.本发明通过对气凝胶粉体表面进行处理，使其具有亲水结构，通过纤维纸湿法成型工艺形成无机纤维与气凝胶的复合材料，即耐热压缩纸，具有高压缩性能、柔韧性和回弹性，同时具有低导热系数和易成型的特点。
101.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
102.下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法，所用的试剂如无特别说明均为可商购的试剂。
103.实施例
104.实施例1
105.(一)气凝胶的亲水改性将40g(0.47％)炔二醇润湿剂a和40g(0.47％)聚乙烯分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取400g(4.72％)粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉ic 3110加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌10分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨45分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中上层膏状物，得到亲水改性的气凝胶膏状物。根据激光粒度仪方法，测得气凝胶膏状物中气凝胶颗粒的平均粒径为40～60微米。
106.(二)普通气凝胶纤维纸的制备
107.称量20g(12.60％)熔融石英粉、0.5g(0.31％)pae湿强剂、0.05g(0.03％)聚醚改性硅消泡剂、2g(1.26％)可乐丽5-88聚乙烯醇、15g(9.45％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.63％)聚丙烯酰胺增强剂(泰安市奇能化工科技)、0.2g(0.13％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、20g(12.60％)亲水改性的气凝胶膏状物(按固含量计算)。其中，聚乙烯醇、聚丙烯
酰胺需要提前用水加热溶解；
108.在打浆机中放入10l水，将100g(62.99％)摩根超级棉纤维放入水中，打浆15min，得到陶瓷纤维浆料；
109.将陶瓷纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、亲水改性的气凝胶膏状物、聚乙烯醇、乳胶、增强剂、絮凝剂，其中，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一个原料，最终得到陶瓷纤维-气凝胶组合物；
110.将搅拌好的陶瓷纤维-气凝胶组合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶纤维纸。
111.实施例2
112.(一)气凝胶的亲水改性
113.将96g(1.13％)硅氧烷聚醚润湿剂a和40g(0.47％)磺基琥珀酸二乙基己酯钠分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取350g(4.12％)粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉(贵州乌江机电产品)加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌40分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨10分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中上层膏状物，得到亲水改性的气凝胶膏状物。根据激光粒度仪方法，测得气凝胶膏状物中气凝胶颗粒的平均粒径为35～50微米。
114.(二)普通气凝胶纤维纸的制备
115.称量10g(6.55％)熔融石英粉、0.5g(0.33％)pae湿强剂、0.05g(0.03％)聚醚改性硅消泡剂、1g(0.65％)明胶、15g(9.82％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.65％)聚丙烯酰胺增强剂(泰安市奇能化工科技)、0.15g(0.1％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、25g(16.37％)亲水改性的气凝胶膏状物(按固含量计算)。其中，明胶、聚丙烯酰胺需要提前用水加热溶解；
116.在打浆机中放入10l水，将100g(65.49％)摩根超级棉纤维放入水中，打浆15min，得到陶瓷纤维浆料；
117.将陶瓷纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、亲水改性的气凝胶膏状物、明胶、乳胶、增强剂、絮凝剂，其中，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一个原料，最终得到陶瓷纤维-气凝胶组合物；
118.将搅拌好的陶瓷纤维-气凝胶组合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶纤维纸。
119.实施例3气凝胶纤维硬纸的制备
120.(一)气凝胶的亲水改性
121.将40g(0.47％)硫醚润湿剂a和40g聚乙烯分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取400g粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉ic 3110加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌10分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨45分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中
上层膏状物。
122.(二)气凝胶纤维硬纸的制备
123.称量40g(24.88％)300目熔融石英粉、0.5g(0.31％)pae湿强剂、0.05g(0.03％)聚醚改性硅消泡剂、2g(1.24％)可乐丽5-88聚乙烯醇、15g(9.33％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.62％)聚丙烯酰胺增强剂、0.2g(0.12％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、2g(1.24％)气凝胶膏状物(按固含量计算)；聚乙烯醇、聚丙烯酰胺需要提前加热溶解。
124.在打浆机中放入10l水，将100g(62.99％，水含固量约1.0％)摩根超级棉纤维放入水中，打浆60min；打浆结束后，将纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、气凝胶膏状物、聚乙烯醇、乳胶、增强剂、絮凝剂，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一个原料；
125.将搅拌好混合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶纤维纸。
126.实施例4气凝胶纤维弹性纸的制备
127.(一)气凝胶的亲水改性
128.将40g(0.47％)2,4,7,9-四甲基-4,7-癸二醇润湿剂a和40g(0.47％)乙氧基化醇分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取400g(4.72％)粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉ic 3110加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌10分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨45分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中上层膏状物。
129.(二)气凝胶纤维弹性纸的制备
130.称量2g(1.52％)熔融石英粉、0.5g(0.38％)pae湿强剂、0.05g(0.04％)聚醚改性硅消泡剂、1g(0.76％)可乐丽5-88聚乙烯醇、20g(15.19％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.76％)聚丙烯酰胺增强剂、0.1g(0.08％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、5g(3.80％)气凝胶膏状物(按固含量计算)、2g磷系阻燃剂；聚乙烯醇、聚丙烯酰胺需要提前加热溶解。
131.在打浆机中放入10l水，将100g(75.96％)摩根超级棉纤维放入水中，打浆15min；打浆结束后，将纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、阻燃剂、气凝胶膏状物、聚乙烯醇、乳胶、增强剂、絮凝剂，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一种原料；
132.将搅拌好混合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶纤维纸。
133.实施例5气凝胶玻璃纤维弹性纸的制备
134.(一)气凝胶的亲水改性
135.将40g(0.47％)2,4,7,9-四甲基-4,7-癸二醇润湿剂a和40g(0.47％)乙氧基化醇分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取400g(4.72％)粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉ic 3110加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌10分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨45分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中上层膏状物。
136.(二)气凝胶纤维弹性纸的制备
137.称量2g(1.52％)熔融石英粉、0.5g(0.38％)pae湿强剂、0.05g(0.04％)聚醚改性硅消泡剂、1g(0.76％)可乐丽5-88聚乙烯醇、20g(15.19％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.76％)聚丙烯酰胺增强剂、0.1g(0.08％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、5g(3.80％)气凝胶膏状物(按固含量计算)、2g磷系阻燃剂；聚乙烯醇、聚丙烯酰胺需要提前加热溶解。
138.在打浆机中放入10l水，将100g(75.96％)玻璃纤维放入水中，打浆15min；打浆结束后，将纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、阻燃剂、气凝胶膏状物、聚乙烯醇、乳胶、增强剂、絮凝剂，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一种原料；
139.将搅拌好混合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶玻璃纤维纸。
140.实施例6
141.(一)气凝胶的亲水改性
142.将96g(1.13％)硅氧烷聚醚润湿剂a和40g(0.47％)磺基琥珀酸二乙基己酯钠分散剂b放到8l水中，使用机械搅拌机搅拌10分钟；取350g(4.12％)粒径0.1～0.7mm的sio2气凝胶粉(贵州乌江机电产品)加入上述混合物中，高速搅拌机2000r/min搅拌40分钟；将分散好的浆料转移至砂磨机料筒内，转速3000r/min，研磨10分钟；研磨结束，将研磨好的sio2气凝胶浆料倒入塑料桶中；将浆料静置一晚，取出塑料桶中上层膏状物，得到亲水改性的气凝胶膏状物。根据激光粒度仪方法，测得气凝胶膏状物中气凝胶颗粒的平均粒径为35～50微米。
143.(二)气凝胶陶瓷纤维和玻璃纤维混合纸的制备
144.称量10g(6.55％)熔融石英粉、0.5g(0.33％)pae湿强剂、0.05g(0.03％)聚醚改性硅消泡剂、1g(0.65％)明胶、15g(9.82％)丙烯酸酯乳胶、1g(0.65％)聚丙烯酰胺增强剂(泰安市奇能化工科技)、0.15g(0.1％)分子量约1500～2000万阳离子聚丙烯酰胺、25g(16.37％)亲水改性的气凝胶膏状物(按固含量计算)，其中，明胶、聚丙烯酰胺需要提前用水加热溶解；
145.在打浆机中放入10l水，将50g(32.75％)摩根超级棉纤维和50g(32.75％)玻璃纤维棉分别放入水中，打浆15min，得到纤维浆料；
146.将纤维浆料放入容器中，使用搅拌器进行搅拌，搅拌器速度60r/min，依次加入石英粉、湿强剂、消泡剂、亲水改性的气凝胶膏状物、明胶、乳胶、增强剂、絮凝剂，其中，每加入一种原料后搅拌2min，然后添加下一个原料，最终得到陶瓷纤维-气凝胶组合物；
147.将搅拌好的陶瓷纤维-气凝胶组合物倒入纸页成型器中，搅拌2min，使浆料分散均匀，并消除浆料表面气泡；对成型池脱水，水流光后抽真空，脱去吸附在湿纸坯中的水分；取下成型网，将湿纸坯从成型网上脱下，进行辊压整形；放入微波干燥箱中烘干15分钟，得到气凝胶混合纤维纸。
148.实施例7
149.按照与实施例3相同的方法制备气凝胶纤维纸，不同在于采用以下组成：
150.摩根超级棉纤维：120g(44.21％)；sio2气凝胶膏状物：17g(气凝胶膏固含量为18％)(1.13％)；聚氨酯乳胶：26g(9.58％)；改性聚丙烯酰胺增强剂(泰安市奇能化工科
技)：4g(1.47％)；石英粉：100g(36.84％)；淀粉：2.2g(0.81％)；聚丙烯酰胺：0.12g(0.04％)；聚酰胺环氧氯丙烷：2g(0.74％)；聚醚改性硅消泡剂：0.12g(0.04％)。
151.实施例8
152.按照与实施例3相同的方法制备气凝胶纤维纸，不同在于采用以下组成：
153.摩根超级棉纤维：120g(34.17％)；sio2气凝胶膏状物：22g(气凝胶膏固含量为18％)(1.13％)；聚氨酯乳胶：42g(11.96％)；聚丙烯酰胺增强剂(泰安市奇能化工科技)：2.4g(0.68％)；石英粉：160g(45.56％)；淀粉：3g(0.85％)；聚丙烯酰胺：0.14g(0.04％)；聚酰胺环氧氯丙烷：1.5g(0.43％)；聚醚改性硅消泡剂：0.14g(0.04％)。
154.性能测试
155.对以上实施例和对比例制得的样品进行性能测试，具体测试方法如下：
156.1、气凝胶硬纸的压缩性能的表征
157.以1mpa、2mpa压力下的样品变形率μ(％)来表征，压缩性能测试标准依据astm c165-2012，样品大小150x150mm，样品厚度大于25mm(通过多层纤维纸样品叠加)，压缩速率为2mm/s，测试时以50n初始压力时为起点位置。
158.2、气凝胶软纸(弹性纸)的表征方法：回弹性c(％)和压缩性能μ(％)
159.回弹性测试依据标准astm d3574-2017，样品大小80x80mm，样品厚度大于25mm(通过多层纤维纸样品叠加)，将样品压缩到原始厚度的50％，在70℃放置22小时，取出泄压，放置30分钟后，测试厚度，计算压缩永久变形值。
160.气凝胶软纸的压缩永久变形值：可以达到2％＜c＜10％。
161.压缩性能测试标准依据astm c165-2012，样品大小150x150mm，样品厚度大于25mm(通过多层纤维纸样品叠加)，压缩速率为2mm/s，样品施加350kpa压力，测试样品的变形率：60％＜μ≤80％。
162.按照上述方法对根据各实施例制得的气凝胶纤维纸样品进行测试，结果如下表1所示。
163.表1
164.以上所述仅仅是本发明的优选实施方式。应当指出的是，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，本领域技术人员可对本发明的细节和特征进行各种修改、组合、变更或替换。这些修改、组合、变更或替换也应理解为包括在本发明要求保护的范围之内。