[发明专利]一种简单的气凝胶采光玻璃的制备方法

说明书

本发明公开了一种简单的气凝胶采光玻璃的制备方法，主要包括一下步骤：采用溶胶‑凝胶法结合超临界干燥技术制备透明气凝胶颗粒；将透明气凝胶颗粒填充于两块玻璃之间的空腔；将两块玻璃进行封装，制作气凝胶采光玻璃。本发明制备的气凝胶采光玻璃具有优良的保温性能、降噪性能、采光性能、遮阳性能、防火性能，施工方便。本发明的工艺制备方法，很好利用了气凝胶优异性能以及中空玻璃的优势，操作简易。

技术领域

本发明涉及一种简单的气凝胶采光玻璃的制备方法，属于化工材料技术领域。

背景技术

当前，公共建筑的窗户和幕墙已采取热反射、吸热、低辐射、贴膜、涂膜等技术降低玻璃的太阳得热系数SHGC；使用中空、真空玻璃等降低玻璃的综合传热系数K值，改善玻璃系统的保温隔热性能。

建筑保温材料及其技术研究与开发是降低建筑能耗和实现建筑节能的重要途径。气凝胶玻璃是一种以气凝胶为主要原料制成的新型透光隔热建筑材料，由气凝胶颗粒密实填充于2块平板玻璃中间的空气腔中构成气凝胶玻璃系统，形成一种新型的保温隔热多层透过体系，它是基于中空玻璃又高于中空玻璃的新产品。气凝胶玻璃中间的气凝胶，密度为0.07-0.25g/cm³，是普通玻璃的几十分之一；导致系数为0.020—0.022W/m·K，折射率为1.015-1.055，气孔尺寸在10－20nm，声音传播速度约120m/s，比在空气中的传播速度更低且不燃。气凝胶玻璃的综合传热系数K低于中空玻璃的传热系数2.7W/(m²·K)，太阳得热系数SHGC为0.3～0.65，具有优异的保温隔热和良好的透光性能以及耐高温、隔音减震的特性。因此气凝胶玻璃的绝热效果比普通的双层玻璃高几倍，且降噪效果更佳，在建筑节能领域具有广阔的发展和应用前景。

以建筑用玻璃为例，玻璃外窗和幕墙是围护结构中保温隔热的最薄弱部位，是影响建筑节能的最主要因素之一，外窗的能耗约占围护结构总能耗的50％。当前，公共建筑的窗户和幕墙以普通中空玻璃为主，而中空玻璃的传热系数与遮阳系数均很大。纳米多孔二氧化硅气凝胶作为新型透光隔热材料，将颗粒形或块状气凝胶密实填充于3块中空玻璃中间的空气腔中构成气凝胶玻璃系统，形成一种新型的保温隔热多层透过体系，其综合传热系数K可达到1W/(m²·K)以下，太阳得热系数SHGC为0.3～0.65，能有效降低建筑能耗，而且它不燃烧，具有良好的防火性能。

目前，国内外以颗粒气凝胶填充玻璃为主，整块气凝胶玻璃以及大尺寸的透明气凝胶玻璃还处于研究阶段，国内气凝胶玻璃颗粒几何尺寸小，限制了其使用范围，且生产气凝胶玻璃的周期长、成本高。因此，开展高效、价廉的块状气凝胶玻璃工业化制备技术研究十分迫切，实现气凝胶玻璃工业化生产及其应用领域的拓宽具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SiO₂透明气凝胶采光玻璃的制备方法，缩短生产气凝胶玻璃的周期，简化工艺，达到实现工业化量产的目的，拓宽SiO₂透明气凝胶采光玻璃的应用范围。

本发明的方法是将硅源、溶剂、水、酸性催化剂、助剂于特定条件下进行水解反应制得溶胶，然后加入疏水改性剂和碱性催化剂于特定条件凝胶，采用超临界流体CO₂干燥技术，制得具有导热系数极低、密度低、有疏水性的SiO₂透明气凝胶，通过填充特殊制备气凝胶颗粒于中空玻璃，进行封装。此种制备方法缩短凝胶工艺时间、降低反应温度，简化工艺流程，避免了单独工艺进行疏水改性，操作简易，生产可连续化，且生产成本低。

本发明的技术方案如下：

一种SiO₂透明气凝胶采光玻璃的制备方法，该方法是采用溶胶-凝胶法结合超临界干燥技术制备透明气凝胶颗粒将透明气凝胶颗粒填充于两块玻璃之间的空腔；将两块原片玻璃进行封装，制作气凝胶采光玻璃。其生产过程包括以下步骤：

1)采用酸催化制备SiO₂溶胶；