一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，以有机材料甲基硅酸和无机材料金属硅粉为原料，先经过水蒸气活化后，再与碱反应，调节pH值，加入辅助溶剂形成二氧化硅溶胶，然后加入助剂经陈化、表面改性、溶剂置换后，最后在常压下进行分级干燥后得到纳米二氧化硅气凝胶。本发明专利技术方法工艺简单、安全，无需复杂、昂贵设备，过程容易控制，并且产品质量稳定，性能优异，尤其保温隔热、憎水性突出，便于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法
本专利技术涉及一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法。
技术介绍
二氧化硅气凝胶是一种具有纳米多孔的轻质材料，在力学、声学、热学、光学等方面均具有独特的性能。二氧化硅气凝胶孔洞率高达80%-99.8%，孔洞尺寸约为1nm-100nm，比表面积高达200m2/g-1000m2/g，密度变化可达3kg/m3-500kg/m3,具有导热系数低，隔热性能好，以及吸付性能强等优点。现有技术中，二氧化硅气凝胶的制备一般采用传统的高温超临界干燥工艺，高温超临界干燥要求在高温、高压环境进行，高能耗、高危险、工艺设备复杂而且昂贵，不利于大规模连续生产。通常用以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，超临界干燥的二氧化硅气凝胶制备过程复杂，耗时长，效率低，成本昂贵。而常规常温常压干燥技术研究尚欠缺，制备出的二氧化硅气凝胶结构性能尚不能与超临界干燥法制备的二氧化硅气凝胶相比，同时未改进的SiO2气凝胶具有亲水性。所述问题限制目前SiO2气凝胶材料的工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，该方法工艺简单，降低原材料以及生产设备成本，所制备的纳米二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将金属硅粉与甲基硅酸按质量比15‑50:1混合，研磨至粒径小于45微米后，在质量为金属硅粉质量的8‑20倍的水蒸气条件下活化0.5‑2小时，然后分批加入质量为硅粉和甲基硅酸总质量4%的碱溶液，反应2‑4小时，进行过滤；第二步，过滤后的滤液中加入酸进行中和反应，当pH值达到2‑5后，加入体积为滤液体积0.5‑1倍的辅助溶剂并充分搅拌5‑30分钟，再向其中加入质量为二氧化硅溶胶质量的0.5‑2%的干燥助剂，静置0.5‑1.5小时形成二氧化硅水凝胶；第三步，将二氧化硅水凝胶在40‑70℃下进行陈化，陈化时间为4‑72小时；第四步，将...

【技术特征摘要】
1.一种纳米二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将金属硅粉与甲基硅酸按质量比15-50:1混合，研磨至粒径小于45微米后，在质量为金属硅粉质量的8-20倍的水蒸气条件下活化0.5-2小时，然后分批加入质量为硅粉和甲基硅酸总质量4%的碱溶液，反应2-4小时，进行过滤；第二步，过滤后的滤液中加入酸进行中和反应，当pH值达到2-5后，加入体积为滤液体积0.5-1倍的辅助溶剂并充分搅拌5-30分钟，再向其中加入质量为二氧化硅溶胶质量的0.5-2%的干燥助剂，静置0.5-1.5小时形成二氧化硅水凝胶；第三步，将二氧化硅水凝胶在40-70℃下进行陈化，陈化时间为4-72小时；第四步，将陈化后的二氧化硅水凝胶用质量为1-6倍于二氧化硅水凝胶质量的去离子水洗涤1-3次，时间为1-4小时；然后加入硅烷偶联剂和有机溶剂混合，进行表面改性，在30-70℃反应6-24小时后，然后采用共沸蒸馏装置置换溶剂；第五步，将步骤四制得的二氧化硅水凝胶在常压下进行分级干燥后得到纳米二氧化硅气凝胶，干燥温度从60、80、100、120、150℃进行干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建干，
申请(专利权)人：福建省上杭县九洲硅业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35