聚合物/黏土气凝胶材料兼具无机材料的防火阻燃、性能稳定以及环境友好和有机保温材料质轻、致密性高、保温性能好的优点,在保温领域有潜在应用。聚合物/黏土气凝胶材料存在耐水性差的缺点,材料吸水后隔热性能急剧下降,同时,增加聚合物含量提高力学性能往往导致阻燃性能下降,因此限制了其应用。本文主要通过涂覆后处理来提高材料的耐水性能,通过添加阻燃剂的方式提高材料的阻燃性能,以期获得阻燃性能、力学性能、耐水性、隔热性能等综合性能优异的聚合物/黏土保温材料。本文先以聚乙烯醇、蒙脱土、季戊四醇磷酸酯(PEPA)为原料,通过溶液共混制备出气凝胶前驱体,再经冷冻干燥制备出阻燃型聚合物/黏土气凝胶材料。采用万能材料试验机、氧指数仪、锥形量热仪和吸湿装置对其力学性能、阻燃性能、保温性能和耐水性能进行研究。结果表明:添加阻燃剂后的气凝胶材料阻燃性能显著提高,力学性能也略提高,而且材料的保温性能很好(导热系数在0.0294 W/(m·K)-0.0451 W/(m·K)之间)。更重要的是,添加阻燃剂可使得聚合物含量维持较高时材料依然具有很好的阻燃性能,同时气凝胶材料拥有较好的力学性能。由于制备气凝胶的所有原料均是易溶或易吸水的,故材料的耐水性能很差,吸水之后材料力学性能和保温性能均下降。因此本文采用聚丙烯酸乳液和PEPA的混合物为原料经共混制得了耐水、耐火涂料,并对聚合物/黏土气凝胶进行涂覆,并采用加热和辐照的方式固化。采用万能材料试验机、氧指数仪、锥形量热仪和吸湿装置研究了涂层配比、涂层厚度以及固化条件对材料力学性能、阻燃性能保温性能和耐水性能的影响。结果表明:涂覆后气凝胶材料的阻燃性能随涂料中阻燃剂含量增加和涂层厚度增大而提高;涂覆后的气凝胶材料力学性能有明显提高,且60 kGy伽马辐照固化较80 ℃热固化材料力学性能提高更多,其压缩模量数据分别为16.4±0.8MPa和11.0±0.7MPa;涂覆后的气凝胶材料耐水性显著提升,材料的吸湿率由涂覆前的45%可最低降至涂覆后的5%,且材料耐水性随涂层厚度增大而提升,60 kGy伽马辐照固化后材料的耐水性比80 ℃热固化材料耐水性略好。可见,采用阻燃防水的聚丙烯酸酯涂层对气凝胶材料进行处理,可有效提高耐水性、力学性能及保温性能,从而拓展其应用范围。