[发明专利]气凝胶前体、该气凝胶前体的制备方法、用其制备的气凝胶、和用其制备气凝胶的方法

说明书

本发明提供一种气凝胶前体、该气凝胶前体的制备方法、用该气凝胶前体制备的气凝胶、和用该气凝胶前体制备气凝胶的方法，其中，所述气凝胶前体包含摩尔比为100:1至100:20的由下面式1表示的结构单元和选自由式2至式4表示的结构单元中的至少一种，并且具有1,000g/mol至6,000g/mol的重均分子量，和在45℃至60℃下加热24小时以上后具有2.0cps至4.0cps的粘度。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年8月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0101072和2017年8月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0101114的权益，该两项申请的发明通过引用全部并入本说明书中。技术领域

本发明涉及一种气凝胶前体，该气凝胶前体的制备方法，用该气凝胶前体制备的气凝胶，以及使用该气凝胶前体制备气凝胶的方法，并且涉及一种具有优异的室温和高温疏水性和优异的耐久性的气凝胶前体，该气凝胶前体的制备方法，用该气凝胶前体制备的气凝胶，以及使用该气凝胶前体制备气凝胶的方法。

背景技术

气凝胶是具有二氧化硅纳米结构像无纺织物一样松散缠绕并且空气占总体积的98％的多孔结构的材料。气凝胶具有高孔隙率、精细、纳米级水平的孔，和高比表面积，从而展现出超轻质、超绝热、低介电性能。因此，对气凝胶作为绝热材料和环境友好的高温绝热材料、用于高度集成器件的超低介电薄膜、催化剂和催化剂载体、用于超级电容器的电极或者用于海水脱盐的电极材料已经进行了积极地研究。

气凝胶的最大优点是超绝热，其中，气凝胶展现出0.300W/m·K以下的热导率，该热导率比典型的有机绝热材料如聚苯乙烯泡沫塑料的热导率低。此外，由于不易受火灾中发生的火和有害气体的产生的影响，因此将气凝胶用作高温绝热材料，这是有机绝热材料的致命弱点。

然而，对于高温材料，除了低热导率外，耐久性也是一个重要因素。耐久性需要防止由于水分渗透引起的热变性。

为达到这一目的，能够防止水分渗透的表面疏水处理必不可少。耐久性随着气凝胶表面上的疏水基团受热被氧化的程度下降和疏水基团变得更加稳定得以改善。

通常，在合成气凝胶时，将四乙氧基硅烷(TEOS)或水解TEOS用作前体，并且通过使用水、醇、酸或碱性催化剂控制湿凝胶的孔隙率。在疏水性表面改性后，通过超临界干燥和常压干燥制备疏水性气凝胶。

然而，在将制备后的湿凝胶进行疏水性表面改性时，湿凝胶由于是液体/固体两相材料，因此展现出比单一相构成的液态中低的反应效率。因此，在湿凝胶的表面疏水化处理中使用大量的表面疏水剂，结果，存在残留的表面疏水剂导致湿凝胶受热容易被氧化，从而降低高温耐久性的问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种不仅在室温和高温疏水性方面而且在耐久性方面也优异的气凝胶前体。

本发明的另一方面提供一种在室温和高温疏水性、高温稳定性和绝热方面全部优异的气凝胶前体。

本发明的又一方面提供一种在室温和高温疏水性、高温稳定性和绝热方面全部优异的气凝胶毡。

根据本发明的一个方面，提供一种气凝胶的制备方法，该制备方法不需要溶剂的置换过程。

技术方案

本发明提供一种气凝胶前体，其特征在于：包含摩尔比为100:1至100:20的由下面式1表示的结构单元和选自由下面式2至式4表示的结构单元中的至少一种，其中，所述气凝胶前体具有1,000g/mol至6,000g/mol的重均分子量，和在45℃至60℃下加热24小时后具有2.0cps至4.0cps的粘度。

式1