[发明专利]一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法

权利要求书

1.一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于，制备的具体过程为：

（1）先将水玻璃加入去离子水中，混合搅拌进行水解反应得到混合液，然后将得到的混合液经过强酸性阳离子交换树脂去除Na⁺，得到pH值为1~2的硅酸，再加入三甲基氯硅烷为共前驱体，继续加入氨水调节pH值为6，制得湿凝胶；

（2）先将步骤（1）得到的湿凝胶陈化处理，然后加入到乙醇、六甲基二硅氧烷、正已烷的改性液中浸泡，收集，制得改性的湿凝胶；

（3）先将步骤（2）制得的改性的湿凝胶置于气流罐中，然后使用蒸汽发生罐将丙酮/正已烷蒸汽通入气流罐中，控制蒸汽压力进行溶剂交换，制得溶剂交换的湿凝胶；

（4）将溶剂交换的湿凝胶进行常压干燥，即可得到疏水性二氧化硅气凝胶，实现了溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶。

2.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（1）所述水解反应的搅拌转速为200~500r/min，时间为20~40min。

3.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（1）所述强酸性阳离子交换树脂为磺酸基阳离子交换树脂、次甲基磺酸基阳离子交换树脂中的一种。

4.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（1）所述各原料配比为，按重量份计，水玻璃3~5重量份、去离子水20~30重量份、三甲基氯硅烷0.5~0.8重量份、氨水1~5重量份。

5.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（2）所述陈化处理的温度为45~50℃，时间为3~4h。

6.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（2）所述浸泡的时间为5~6h。

7.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（2）所述各原料配比为，按重量份计，湿凝胶5~10重量份、乙醇1~2重量份、六甲基二硅氧烷3~6重量份、正已烷10~15重量份。

8.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（3）所述丙酮/正已烷蒸汽中，按体积份计，丙酮10~30体积份、正已烷70~90体积份。

9.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（3）所述溶剂交换时的蒸汽压力为0.05~0.15MPa，时间为2~3h。

10.根据权利要求1所述一种溶剂蒸汽交换法高效制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于：步骤（4）所述常压干燥的温度为130~135℃，时间为2~5h。