[发明专利]具有热致变色功能的SiO2气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种具有热致变色功能的SiO₂气凝胶，其特征在于包含主要由SiO₂形成的凝胶网络骨架及分散在所述骨架中的变色微胶囊，所述气凝胶具有纳米多孔结构，其中孔的孔径为10nm-50μm，所述气凝胶的密度为0.05-0.90g/cm³，比表面积为100m²/g-1200m²/g，所述气凝胶中变色微胶囊的含量为0.001mg/ml-5.0mg/ml，所述气凝胶在室温下呈彩色，而在温度大于或等于热致变色临界温度的环境中呈白色或无色，所述热致变色临界温度为10℃-80℃。

2.权利要求1所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将硅源、水及醇混合，并加入水解催化剂形成回流反应体系，在温度为30℃-150℃的条件下水解0.5-96.0h，获得具有不同聚合度的多聚硅氧烷，其中所述硅源采用正硅酸酯，所述硅源与水的摩尔比为0.5:1-1:10，所述醇与硅源的摩尔比为10:1-1:10；

（2）将所述多聚硅氧烷与变色微胶囊的醇溶液及碱催化剂均匀混合，使其中醇与多聚硅氧烷的体积比为1:10-10:1，再静置形成变色微胶囊/SiO₂复合醇凝胶；

（3）将所述变色微胶囊/SiO₂复合醇凝胶经溶剂置换形成醇凝胶，并将所述醇凝胶超临界干燥，干燥温度在25-100℃之间，压力控制在2-100MPa之间，获得所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶。

3.根据权利要求2所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于：所述正硅酸酯包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯的任意一种或者两种组合；所述水解催化剂采用无机酸或有机酸。

4.根据权利要求2所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于：所述回流反应体系所含水解催化剂的浓度为10^-8-10⁰mol/ml。

5.根据权利要求2所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述碱催化剂的用量为所述醇总体积的0.001-5%。

6.根据权利要求2所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述醇包括甲醇或乙醇，所述碱催化剂包括氢氧化钠、尿素、氨水中的任一种或者两种以上组合。

7.根据权利要求2所述具有热致变色功能的SiO₂气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（3）包括：将所述变色微胶囊/SiO₂复合醇凝胶经乙醇置换老化1天以上，获得所述醇凝胶。