一种气凝胶节能玻璃的制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种气凝胶节能玻璃的制备工艺，该方法主要包括通过常压法生产高透光性气凝胶，后通过破碎得到气凝胶粉体，配合透明胶黏剂使用，填充进入普通玻璃中，制备出透光性好的节能玻璃。本发明专利技术使用的原料主要包括平板玻璃，高透光性气凝胶，透明胶黏剂以及固定间隔体组成。制得的节能玻璃可见光透光率≥75%，气凝胶密度约为80~150kg/m3，气孔率≥90%，生产周期≤2天，所制得的玻璃可以广泛应用于节能保温又要求透光领域。

Preparation of an aerogel energy saving glass

The invention provides a preparation process of aerogel energy saving glass. The method mainly includes the production of high light transmittance aerogel through the atmospheric pressure method, then the aerogel powder is obtained by crushing, and the aerogel powder is used with transparent adhesive to fill in the ordinary glass, and the energy saving glass with good light transmittance is prepared. The raw materials used mainly include flat glass, high transparent aerogels, transparent adhesives and fixed spacers. The visible light transmittance of the energy saving glass is more than 75%, the aerogel density is about 80~150kg/m3, the porosity is more than 90%, the production period is less than 2 days. The glass made can be widely used in the field of energy saving and heat transmission.

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶节能玻璃的制备工艺
本专利技术涉及一种气凝胶节能玻璃，可以用于替换现有的普通玻璃。技术背景气凝胶材料从诞生到现在不到一百年的时间，但因其优异的性质，越来越引起人们的重视，其应用也越来越广泛。气凝胶的微观结构是一种纳米级的微孔结构，是一种多孔，低密度，非晶材料，具有连续的三维网状结构。气孔率能够达到90%以上，比表面积可以高达1000m2/g，这使得气凝胶的密度非常低，可以达到10Kg/m3以下。因此，气凝胶在力学，光学，热学，电学等领域均有重要的应用价值。其中最引人注意的是气凝胶优异的绝热保温能力，独特的纳米微孔结构使材料的导热率极低，是目前绝热保温性能最好的固体材料。利用气凝胶做成的气凝胶玻璃，较传统玻璃，具有优异的绝热保温能力，夏天能够有效降低热量向室内传递速度，冬天能够有效保证室内温度。目前，我国建筑领域的单位能耗远超欧美等发达国家，在我国能源消耗中占有重要因素。十三五规划，明确将建筑节能纳入规划范围内。这其中以冬天和夏天能耗最高。冬天，室外温度较低，大量的热量从室内流向室外，这其中，相当大的一部分热量使从门窗处流失的。夏天，室外温度高，热量在向室内传递过程中，很大一部分也是从门窗处流入。目前节能玻璃主要分为两大类，一类是中空玻璃，通过在玻璃中设置夹层，对夹层抽真空的方式降低玻璃的导热率，实现保温节能。另一种是通过贴覆红外反射膜来实现，这类玻璃的隔热原理主要是通过反射红外，同时本身的导热系数也较低，从而实现保温节能。但其保温能力并不好，且成本较高。目前已有的气凝胶玻璃，多是依靠超临界干燥制备，工艺复杂，成本高，本专利技术使用的常压干燥，工艺简单，成本低，气凝胶玻璃保温能力非常好。
技术实现思路
本专利技术提供一种透明的含气凝胶的节能玻璃的制备方法。其透光性好，导热系数低，保温能力强。本专利技术主要解决了常压干燥制备的气凝胶生产节能玻璃。本专利技术的技术方案为：利用两块等大的玻璃平板，利用支架支撑保持两块平板相互平行，间距2-15mm，所用的玻璃可以为普通玻璃，钢化玻璃，镀膜玻璃中的一种或两种。一种气凝胶节能玻璃的制备，其含有以下步骤：（1）气凝胶粉的制备；（2）含气凝胶粉体的胶黏剂的制备；（3）将胶黏剂注入两玻璃之间的夹层中，干燥，封装。所述的气凝胶粉制备过程中所用的原料有硅源，有机醇溶剂，酸和碱，表面改性剂。所述的硅源为有机硅烷，包括正硅酸甲酯，正硅酸乙酯，甲基三乙氧基硅烷；有机醇溶剂包括甲醇，乙醇，异丙醇；酸为盐酸，草酸，硝酸；碱为氨水；表面改性剂有三甲基氯硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二乙氧基二丁氧基硅烷，六甲基二硅氮烷。1）气凝胶粉制备：按照1：3~7：1~3（硅源：去离子水：醇）的摩尔比来配硅源溶液，将硅源溶液混合均匀后，将酸滴加进去并进行搅拌，调价至pH为1.5~5.0时，停止加酸，催化一段时间后加入碱，调节pH至7.0~10.0，停止加碱，放置一段时间后使溶液凝胶。所述的形成的凝胶先放入有机醇溶液中进行浸泡，使凝胶充分老化一段时间，后取出进行改性，将凝胶后的胶体放在改性剂中浸泡一段时间后完成表面改性。将完成表面改性的气凝胶置于常压鼓风干燥箱中进行干燥，控制风温在100~130℃之间，干燥一段时间后，使液相充分蒸发。将干燥后的气凝胶进行破碎，控制破碎后的粒径在100~500μm之间。2）含气凝胶粉体的胶黏剂的制备：将气凝胶粉混入胶黏剂中进行搅拌，充分混匀后，使胶黏剂呈现粘稠状，气凝胶粉体的加入量一般为胶黏剂重量的20~45%。所述的胶黏剂为水玻璃，橡胶，树脂。3）将胶黏剂注入玻璃空腔内，干燥，封装：将两块玻璃板置于支架上，使两块玻璃相互平行，板间距控制在2~15mm，将混有气凝胶粉的胶黏剂注满两玻璃板之间的空腔内。所述将两玻璃板置于常压鼓风环境下干燥，控制风温在100~120℃之间，干燥一段时间，使水分充分蒸发。干燥结束后，利用密封胶条在两块玻璃板的边缘位置进行密封。本专利技术的优点：（1）采用常压干燥，工艺流程相对简单，设备操作容易，可以连续生产，成本较超临界工艺制备的气凝胶大幅降低；（2）可以使用气凝胶粉体，不需要块状气凝胶，使用透明胶黏剂，保证玻璃可见光的透过率高。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。其中1为平板玻璃，2为密封胶圈，3为胶黏剂，4为气凝胶粉；具体实施例下面通过实施例结合附图对本专利技术做进一步的说明，但保护范围不受这些实施例的限制。实施例1。气凝胶粉体的制备：取正硅酸乙酯5mol，并按照摩尔比为1：4：3（正硅酸乙酯：去离子水：乙醇）的比例量取去离子水和乙醇，混合均匀后，加入盐酸，调节pH为3.6，经过一段时间后，加入氨水，调节pH为9.5，放置一段时间使溶液充分凝胶；凝胶结束后放入无水乙醇中进行浸泡，浸泡一段时间后取出，放到三甲基氯硅烷改性液中进行表面改性；改性结束后取出进行常压鼓风干燥，风温控制110℃，干燥完成后对气凝胶进行破碎，破碎至粉体粒径在100~200μm之间的达到75%以上。气凝胶和胶黏剂混匀：取摩尔数为3的水玻璃，将气凝胶粉倒入其中，加入量为水玻璃重量的25%，充分混匀；将胶黏剂注入玻璃的空腔中，干燥，密封：利用支架将两块平板玻璃固定，使之相互平行，所用玻璃为普通玻璃，两块玻璃之间的间距调整为5mm；将混有气凝胶粉的胶黏剂注满两玻璃之间的空腔，之后进行鼓风干燥，待水分蒸发后，利用密封胶圈在玻璃边缘处对两块玻璃进行封边。对所制得的气凝胶节能玻璃进行测试，结果显示：可见光透过率为83%，导热系数为0.017W/（m•K）。实施例2。气凝胶粉体的制备：取正硅酸甲酯3mol，并按照摩尔比为1：3：2（正硅酸乙酯：去离子水：甲醇）的比例量取去离子水和甲醇，混合均匀后，加入草酸，调节pH为2.5，经过一段时间后，加入氨水，调节pH为9.0，放置一段时间使溶液充分凝胶；凝胶结束后放入甲醇中进行浸泡，浸泡一段时间后取出，放到二甲基二乙氧基硅烷改性液中进行表面改性；改性结束后取出进行常压鼓风干燥，风温控制120℃，干燥完成后对气凝胶进行破碎，破碎至粉体粒径在200~300μm之间的达到80%以上。气凝胶和胶黏剂混匀：取摩尔数为4的水玻璃，将气凝胶粉倒入其中，加入量为水玻璃重量的30%，充分混匀；将胶黏剂注入玻璃的空腔中，干燥，密封：利用支架将两块平板玻璃固定，使之相互平行，所用玻璃为普通玻璃，两块玻璃之间的间距调整为10mm；将混有气凝胶粉的胶黏剂注满两玻璃之间的空腔，之后进行鼓风干燥，待水分蒸发后，利用密封胶圈在玻璃边缘处对两块玻璃进行封边。对所制得的气凝胶节能玻璃进行测试，结果显示：可见光透过率为79%，导热系数为0.012W/（m•K）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气凝胶节能玻璃的制备工艺，其特征在于含有以下步骤：（1）气凝胶粉体的制备；（2）含气凝胶粉体的胶黏剂的制备；（3）将胶黏剂注入到玻璃夹层中，干燥，封装。

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶节能玻璃的制备工艺，其特征在于含有以下步骤：（1）气凝胶粉体的制备；（2）含气凝胶粉体的胶黏剂的制备；（3）将胶黏剂注入到玻璃夹层中，干燥，封装。2.如权利要求1中所述，气凝胶节能玻璃的制备方法，其特征在于，气凝胶粉的制备原料包括硅源，有机醇溶剂，酸和碱，表面改性剂；硅源为有机硅烷，正硅酸甲酯，正硅酸乙酯，甲基三乙氧基硅烷；所述的溶剂为有机醇，乙醇，甲醇，异丙醇；所述的酸为盐酸，草酸，硝酸；所述碱为氨水；所述的表面改性剂为三甲基氯硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二乙氧基二丁氧基硅烷，六甲基二硅氮烷。3.如权利要求1中所述，气凝胶节能玻璃的制备方法，其特征在于，按照1：3~7：1~3（硅源：去离子水：醇）的摩尔比来配置硅源溶液，后加入酸调节pH为1.5~5.0，经过一段时间后加入碱调节pH为7.0~10.0，并放置一段时间使溶液凝胶。4.如权利要求3中所述，其特征在于得到的凝胶进行老化处理，使用有机醇进行浸泡，一段时间对凝胶进行改性处理，改性处...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑权，王世伟，王振宇，
申请(专利权)人：天津摩根坤德高新科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12