[发明专利]一种气凝胶复合玻璃制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑节能玻璃技术领域，具体涉及一种气凝胶复合玻璃制备方 法。

背景技术

近年来我国建筑业快速发展，建筑能耗达到全社会总能耗的30％，随着经济 和社会的发展，这个比例还将不断增长。而在建筑能耗中，通过玻璃门窗造成 的能耗占到了建筑总能耗的50％左右。因此,实现建筑节能的重点是提高玻璃的 节能性。现有的节能玻璃主要有中空玻璃、真空玻璃和low-e玻璃等。例如， 中空玻璃是将2片或多片普通玻璃(low-e玻璃)以有效支撑均匀隔开并对周边 粘接密封,使玻璃层之间形成有干燥气体的空腔,其内部形成了一定厚度的被限 制了流动的气体层。由于这些气体的导热系数远远小于玻璃材料的导热系数,因 此具有较好的隔热能力。真空玻璃的结构类似于中空玻璃,不同之处是真空玻 璃空腔内的气体非常稀薄,近乎真空。其隔热原理就是利用真空构造隔绝了热 传导,传热系数很低。中空玻璃和真空都具有较好的保温性能，但遮阳系数较差， 太阳光可以直射进入室内，造成室内明暗反差大，居住舒适感较差。其次，真 空玻璃制备工艺较为复杂、成本高，限制了该类玻璃的大量使用。虽然现有技 术中也有采用气凝胶玻璃替代传统玻璃，但现有的气凝胶玻璃具有工艺复杂、 周期长，以及粉体低透光率、高导热系数等弊端。

气凝胶(aerogel)是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集构成纳米多孔网络 结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料。气凝胶独特的纳 米结构使得它具有许多的特性，如低热导率、低声速、低密度和高比表面积等， 具有优异的隔热、隔音性能的材料。气凝胶玻璃是新型节能环保绿色建材，克 服了传统玻璃的缺点。1.由于气凝胶的对光线具有散射作用，使得室内光线更 为均匀，避免了太阳光直射；2.气凝胶是导热系数最低的材料，气凝胶玻璃具 有极低的传热系数，节能效果明显；3.气凝胶玻璃具有优良的隔音性能，使得 居住环境更为舒适；4.气凝胶具有强疏水性，可降低室内的湿度；5.气凝胶的 化学稳定性好，可回收利用，是极好的环保材料；6.气凝胶玻璃通过结构设计 具有独特的美感。气凝胶玻璃具有如此多的优点，是优异的建筑节能材料，将 会大量应用在被动房等各类节能建筑中。但现有的气凝胶玻璃普遍存在制造工 艺复杂、制造成本高等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种气凝胶复合玻璃制备方法，能够解 决上述问题。

一种气凝胶复合玻璃制备方法，包括：制备气凝胶粉体；将所述气凝胶 粉体封装在透明的封装框架内，生成气凝胶粉体封装块；将气凝胶粉体封装块 设置在两块平板玻璃之间，并在所述两块平板玻璃的周边采用密封条和密封胶 固定、密封。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述制备气凝胶粉体包括：将水 玻璃用去离子水稀释并搅拌，得到水玻璃溶液；配制含有醇的酸溶液，将所述 水玻璃溶液加入到所述酸溶液内形成混合溶液，将所述混合溶液的PH值调节到 凝胶所需的PH值；在所述混合溶液中产生凝胶后静置老化；对所述凝胶使用酸 和醇的混合溶液浸泡，完成溶剂交换处理；采用疏水改性剂对完成所述溶剂交 换处理的所述凝胶进行改性处理；对完成所述改性处理后的所述凝胶进行干燥 处理，获取所述气凝胶粉末。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述水玻璃为钠水玻璃或钾水玻 璃，其中，所述水玻璃的模数为3.1～3.6，浓度为35～40％，所述水玻璃与所 述去离子水的体积比为1:3～10；所述含有醇的酸溶液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；其中，所述无机酸包括含氧酸、无氧酸、 络合酸；所述有机酸包括羧酸、磺酸、亚磺酸、硫羧酸；所述混合溶液的PH值 的范围为3.5～5.5。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述水玻璃与所述去离子水的体 积比为1:3～5；所述无机酸包括：硫酸、磷酸；所述有机酸包括：草酸、乙酸、 甲酸、丙酸、正丁酸、正戊酸；所述含有醇的酸溶液中的醇为甲醇、乙醇、乙 二醇、丙醇、丙三醇或丙烯醇。

根据本发明的一个实施例，进一步的，所述酸和醇的混合溶液中酸的浓 度为10％～40％，所述酸和醇的混合溶液体积是所述凝胶体积的1～4倍；所述疏 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；所述干燥 处理包括：常压烘干、微波真空干燥处理。