一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶及制备方法技术

本发明专利技术涉及凝胶材料领域，公开了一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶及制备方法。包括如下制备过程：（1）将水玻璃、去离子水和酒石酸混合制成湿凝胶；（2）将双蒸水蒸汽通过湿凝胶除钠离子；（3）将湿凝胶先后在甲醇和三甲基氯硅烷/甲醇/正己烷组成的混合液中浸泡进行表面改性；（4）将湿凝胶加入正己烷中进行溶剂交换；（5）将湿凝胶进行梯度干燥，即得低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶。本发明专利技术通过双蒸水蒸汽去除湿凝胶中的钠离子，与直接使用水洗相比，节约了时间，使得成本更低，同时通过改性后的二氧化硅气凝胶疏水性增强，有利于常压干燥得到二氧化硅气凝胶。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶及制备方法
本专利技术涉及凝胶材料领域，公开了一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶及制备方法。
技术介绍
气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。气凝胶是一种固体，但是99%都是由气体构成，外观看起来像云一样。气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。其中，最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶是一种防热隔热性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其孔隙率高达80~99.8％，孔洞的典型尺寸为1~100 nm，比表面积为200~1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温导热系数可低达0.012 W/（m·K）。二氧化硅气凝胶因其具备的优异性能，已广泛用于热学、声学、光学、微电子、粒子探测等各领域。二氧化硅气凝胶的成熟制备工艺主要是以正硅酸甲酯或正硅酸乙酯为硅源，采取超临界干燥工艺制备，存在原料价格昂贵，并具有一定毒性。高温、高压、超临界流体干燥技术成本太高，危险性大等问题，阻碍了气凝胶材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：/n（1）先将硅源水玻璃和去离子水按一定比例混合，然后搅拌进行水解，再向体系中滴入酒石酸催化剂调节pH值，最后静置老化，制得湿凝胶；各原料配比为，按重量份计，水玻璃3~5重量份、去离子水20~30重量份、酒石酸0.5~0.8重量份；/n（2）将步骤（1）得到的湿凝胶装入倾角为45°的管状容器，通过双蒸水蒸汽快速冲洗湿凝胶，制得通汽处理的湿凝胶；/n（3）先将步骤（2）制得的通汽处理的湿凝胶在甲醇中浸泡，然后加入到三甲基氯硅烷/甲醇/正己烷组成的混合液中浸泡，制得表面改性的湿凝胶；各原料配比为，按重量份计，通汽处理的湿...

【技术特征摘要】
1.一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：
（1）先将硅源水玻璃和去离子水按一定比例混合，然后搅拌进行水解，再向体系中滴入酒石酸催化剂调节pH值，最后静置老化，制得湿凝胶；各原料配比为，按重量份计，水玻璃3~5重量份、去离子水20~30重量份、酒石酸0.5~0.8重量份；
（2）将步骤（1）得到的湿凝胶装入倾角为45°的管状容器，通过双蒸水蒸汽快速冲洗湿凝胶，制得通汽处理的湿凝胶；
（3）先将步骤（2）制得的通汽处理的湿凝胶在甲醇中浸泡，然后加入到三甲基氯硅烷/甲醇/正己烷组成的混合液中浸泡，制得表面改性的湿凝胶；各原料配比为，按重量份计，通汽处理的湿凝胶3~8重量份、甲醇15~30重量份、混合液15~30重量份；
（4）将步骤（3）制得的表面改性的湿凝胶加入到正己烷中密封保存进行溶剂交换，制得溶剂交换的湿凝胶；各原料配比为，按重量份计，表面改性的湿凝胶10~30重量份、正己烷40~70重量份；
（5）将步骤（4）制得的溶剂交换的湿凝胶进行梯度干燥，制得疏水性二氧化硅气凝胶，即为低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶。


2.根据权利要求1所述一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述调节pH值至1~3。


3.根据权利要求1所述一种低成本水玻璃基二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述静置老化的温度为45~50℃，时间为1~2h。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，陈巧和，司文彬，陈涛，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51