[发明专利]一种二氧化硅气凝胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化硅气凝胶材料及其制备方法，其特征是，该二氧化硅气凝胶材料制备过程包括以下步骤：

(1) 将水玻璃用纯水稀释后，与含酸的有机溶剂进行混合，然后除去生成的沉淀，获得高纯的酸性硅溶胶；

(2) 用碱微调上述酸性硅溶胶的pH值，直接静置形成凝胶或与纤维、遮光剂复合形成复合凝胶，静置老化；

(3) 将上述凝胶用酸性物质浸泡，进行酸化；

(4) 用疏水改性剂对酸化后的凝胶进行疏水改性；

(5) 对凝胶进行干燥获得气凝胶材料，包括超临界干燥或常压干燥或微波真空干燥。

2. 权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述的水玻璃用纯水稀释，水玻璃与纯水的体积比为1:0.1~20，优选1:0.5~10；所述水玻璃包含钾水玻璃和钠水玻璃。

3.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述的酸为不含氯离子和氟离子的无机酸或有机酸的一种或几种；无机酸包括含氧酸、无氧酸、络合酸，优选硫酸和磷酸；有机酸包括羧酸(-COOH）、磺酸(-SO₃H）、亚磺酸(RSOOH）、硫羧酸(RCOSH），优选草酸、乙酸、甲酸、丙酸、正丁酸、正戊酸。

4.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述的有机溶剂为醇、醚、酯、酮、醛、脂族或芳族烃中的一种或几种，优选分子结构中碳原子数小于8，特别优选甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙三醇、丙烯醇、丙酮、甲醛、乙醛、丙醛。

5.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述生成的沉淀采用过滤的方式去除，包括离心过滤、真空过滤、加压过滤。

6.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（1）所述水玻璃稀释后与含酸有机溶剂混合后所得的酸性硅溶胶的pH值为0.1~4，优选1.5~3.5。

7.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（2）所述用碱微调上述酸性硅溶胶的的pH值，pH值为3.0~7.0，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氨水中的一种或几种。

8.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（3）所述的酸性物质可以是步骤（1）提到的酸，也可以是步骤（1）提到的酸与步骤（1）提到的有机溶剂的混合物。

9.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（4）所述的凝胶疏水改性剂，为不含氯离子和氟离子的具有硅甲基结构的有机硅防水剂，优选六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷。

10.权利要求1所述的二氧化硅气凝胶材料，其特征是步骤（5）所述的超临界干燥，干燥介质包括乙醇或二氧化碳；所述的常压干燥，包括热风干燥和红外干燥，热风干燥的干燥介质为空气、氮气或二氧化碳，优选氮气和二氧化碳；所述的微波真空干燥，干燥前设备真空度应低于100托，优选低于10托。