一种二氧化硅气凝胶及其常压干燥制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二氧化硅气凝胶及其常压干燥制备方法和应用，该方法包括以下步骤：1)将硅源、水及酸催化剂混合反应，得到溶胶；2)将有机胺溶于非水溶性低表面张力溶剂，得到碱性有机溶液；3)将溶胶与碱性有机溶液搅拌混合，在搅拌混合过程中同时加入相转移催化剂，得到非稳定乳浊液；4)将非稳定乳浊液静置处理使其凝胶化，老化，得到湿凝胶；5)将湿凝胶进行常压干燥处理，得到质量轻、比表面积大、导热系数低的二氧化硅气凝胶；该方法具有工艺流程短、生产效率高、成本低等优点，获得的二氧化硅气凝胶综合性能优异，可以广泛作为保温隔热材料、吸音材料、吸附材料或防爆材料等应用。

Silica aerogel and its atmospheric drying preparation method and Application

The invention discloses a silica aerogel and its atmospheric drying preparation method and application. The method comprises the following steps: 1) mixing silica source, water and acid catalyst to obtain sol; 2) dissolving organic amine into water-soluble low surface tension solvent to obtain alkaline organic solution; 3) mixing the sol with alkaline organic solution. In the mixing process, the phase transfer catalyst was added simultaneously to obtain the unstable emulsion. 4) the unstable emulsion was treated by static treatment to gelate and aging to obtain the wet gel. 5) the wet gel was dried by atmospheric drying to obtain silica aerogels with light weight, large specific surface area and low thermal conductivity. The method has the advantages of short technological process, high production efficiency and low cost. The silica aerogel obtained has excellent comprehensive properties and can be widely used as an insulation material, a sound absorbing material, an adsorbent material or an explosion-proof material.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅气凝胶及其常压干燥制备方法和应用
本专利技术涉及一种二氧化硅气凝胶及其制备方法和应用，特别涉及一种常压干燥快速制备二氧化硅气凝胶的方法，及二氧化硅气凝胶在保温隔热材料、吸音材料、吸附材料或防爆材料等应用，属于纳米介孔材料制备

技术介绍
气凝胶是一种具有三维网络骨架结构和纳米级孔洞的轻质无机固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，极低的密度和固含量，化学惰性和不燃性，表现出优异的绝热、防火、隔音、减震吸能以及透明等特性，导热系数可低至0.011W/m·K以下，是所有固体材料中隔热保温性能最好的一种，可广泛应用于国防军工、航空航天、安保反恐等军事领域以及绿色建筑、热量传输、太阳能利用、公共交通、金融设备防护等民用领域。但是，由于气凝胶生产成本较高，导致应用受到一定的制约。目前，制备气凝胶干燥工艺主要为超临界干燥工艺和常压干燥工艺，超临界干燥是目前制备气凝胶的主流技术。相比后者，前者生产设备一次性投资高，生产成本相对较高。但是，对于常压干燥工艺，在干燥工艺前，需要使用大量的低表面张力溶剂(如正己烷等)进行溶剂置换，工序多，周期长，制备环境不固定，导致气凝胶性能的可重复性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将硅源、水及酸催化剂混合反应，得到溶胶；2)将有机胺溶于非水溶性低表面张力溶剂，得到碱性有机溶液；3)将溶胶与碱性有机溶液搅拌混合，在搅拌混合过程中同时加入相转移催化剂，得到非稳定乳浊液；4)将非稳定乳浊液静置处理使其凝胶化，老化，得到湿凝胶；5)将湿凝胶进行常压干燥处理，得到二氧化硅气凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将硅源、水及酸催化剂混合反应，得到溶胶；2)将有机胺溶于非水溶性低表面张力溶剂，得到碱性有机溶液；3)将溶胶与碱性有机溶液搅拌混合，在搅拌混合过程中同时加入相转移催化剂，得到非稳定乳浊液；4)将非稳定乳浊液静置处理使其凝胶化，老化，得到湿凝胶；5)将湿凝胶进行常压干燥处理，得到二氧化硅气凝胶。2.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：硅源、水及非水溶性低表面张力溶剂之间的体积比为1：1～7：1～10。3.根据权利要求2所述的一种常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：所述硅源包括水溶性脂肪烃硅酸盐，或者水溶性脂肪烃硅酸盐和水溶性无机硅酸盐；所述非水溶性低表面张力溶剂为表面张力低于30mN/m的非水溶性溶剂；所述硅源包括水溶性脂肪烃硅酸盐和水溶性无机硅酸盐时，水溶性脂肪烃硅酸盐和水溶性无机硅酸盐的质量比≥1/50。4.根据权利要求3所述的一种常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：所述水溶性无机硅酸盐包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、水合硅酸锂、水合硅酸钠、水合硅酸钾中至少一种；所述水溶性脂肪烃硅酸盐为RSi(OM)3，其中，R为碳原子数小于8的脂肪烃基，M为Li、Na或K；所述非水溶性低表面张力溶剂包括正己烷、正庚烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢斌，卢孟磊，张丁日，卢梦言，左小荣，卢珊，卢军，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43