[发明专利]一种高强度、高隔热二氧化硅气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度、高隔热二氧化硅气凝胶，其特征在于，孔隙率达到98—99.5％，孔径分布均匀，在30—50nm，密度为0.1—0.15g/cm³，10％应变的压缩强度为2—4MPa，热导率0.01—0.02W/mK，按照下述步骤进行：

步骤1，将5-20重量份的埃洛石超声分散于二甲基亚砜中，加入0.1-2重量份N，N-羰基二咪唑，在50-70℃下持续搅拌活化处理1-5h，随后加入1-3重量份氨基封端聚硅氧烷，在50-70℃下反应3-8h后将产物过滤，使用蒸馏水将产物洗涤至中性后干燥；

在所述步骤1中，所述氨基封端聚硅氧烷为氨基单封端的聚二甲基硅氧烷，数均分子量为1000-3000；或者氨基双封端的聚二甲基硅氧烷，数均分子量为1000-3000；或者氨基单封端的聚二甲基二乙烯基硅氧烷，数均分子量为500-3000，乙烯基含量的摩尔百分数为0.1-5％；或者氨基双封端的聚二甲基二乙烯基硅氧烷，数均分子量为500-3000，乙烯基含量的摩尔百分数为0.1-5％；或者氨基单封端的聚二甲基二乙烯基二苯基硅氧烷，数均分子量为500-4000，乙烯基含量摩尔百分数为0.1-5％，苯基含量摩尔百分数为0.1-2％；或者氨基双封端的聚二甲基二乙烯基二苯基硅氧烷，数均分子量500-4000，乙烯基含量摩尔百分数0.1-5％，苯基含量摩尔百分数为0.1-2％；

步骤2，将10-30重量份正硅酸乙酯和80-100重量份无水乙醇混合均匀，加入5-10重量份蒸馏水和1-3重量份盐酸搅拌均匀后，加入5-30重量份步骤1得到的产物后超声分散均匀，在35-50℃静置5-10h以进行充分酸水解，待充分酸水解后向体系中加入0.1-2重量份二甲基甲酰胺和1-3重量份氨水，静置12-48h使凝胶中不稳定的结构继续反应并固化，得到湿态凝胶；向湿态凝胶中加入80-90重量份水与10-20重量份无水乙醇的混合液，静置老化12-24h，将老化后的凝胶用无水乙醇漂洗至体系中无水后，将产物转移至二氧化碳超临界萃取装置中以二氧化碳为介质在温度33-50℃和气压7-10MPa下进行超临界干燥至少2h。

2.根据权利要求1所述的一种高强度、高隔热二氧化硅气凝胶，其特征在于，在所述步骤1中，所述二甲基亚砜的用量为100—500体积份，1体积份为1mL；在50-70℃下搅拌速度为150—300转/min；在将产物洗涤至中性后，在100℃鼓风干燥箱内烘干24-48h。

3.根据权利要求1所述的一种高强度、高隔热二氧化硅气凝胶，其特征在于，在所述步骤2中，将正硅酸乙酯和无水乙醇混合均匀，搅拌速度为150—300转/min，搅拌时间为20—30min；加入5-10重量份蒸馏水和1-3重量份盐酸搅拌均匀，搅拌速度为150—300转/min，搅拌时间为30—60min；加入5-30重量份步骤1得到的产物后超声分散均匀，超声分散30-60min；进行超临界干燥时间为2-5h。

4.根据权利要求1所述的一种高强度、高隔热二氧化硅气凝胶，其特征在于，在所述步骤2中，所述盐酸为10—12mol/L盐酸，所述氨水质量百分数为5—10wt％。