[发明专利]一种刚性纳米孔有机硅气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种刚性纳米孔有机硅气凝胶，其特征在于，该气凝胶的原材料包括不含氨基的普通硅烷、氨基硅烷和羟基硅油。

2.根据权利要求1所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶，其特征在于，所述的普通硅烷、氨基硅烷和羟基硅油的质量比为(20-40):(7-15):(60-70)。

3.根据权利要求2所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶，其特征在于，所述的普通硅烷、氨基硅烷和羟基硅油的质量比为(32-38):(11-15):(62-68)。

4.根据权利要求1所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶，其特征在于，所述的普通硅烷包括二官能度硅烷或三官能度硅烷中的至少一种；

所述的氨基硅烷包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲基甲氧硅烷或3-氨基丙基二甲基乙氧硅烷中的至少一种，优选3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；

所述的羟基硅油主链为直链的Si-O-Si结构，侧基为疏水的甲基和活性基团Si-OH，其中羟基的含量为5-12％，羟基硅油粘度为25-350cps。

5.根据权利要求4所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶，其特征在于，所述的二官能度硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷，优选二甲基二甲氧基硅烷；

所述的三官能度硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷。

6.一种如权利要求1-5任一项所述刚性纳米孔有机硅气凝胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

硅源的水解混合：将普通硅烷、氨基硅烷和水混溶于醇溶剂中，搅拌；待硅源水解完全后，加入羟基硅油再搅拌，即得到有机硅溶胶；

凝胶-老化：将有机硅溶胶转移至密闭容器中，凝胶老化后，得到湿凝胶；

干燥：将湿凝胶置于自然干燥，即得到刚性纳米孔有机硅气凝胶。

7.根据权利要求6所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述的有机硅溶胶中硅源质量分数为25-50％；水的加入量和硅烷中烷氧基的摩尔量相同。

8.根据权利要求7所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述的醇溶剂包括甲醇、乙醇或异丙醇中的至少一种。

9.根据权利要求6所述的一种刚性纳米孔有机硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为20-40min，再搅拌的时间为8-12min；凝胶老化的温度为60-80℃，时间为24-72h；所述干燥的时间为24-72h。

10.一种如权利要求1-5任一项所述刚性纳米孔有机硅气凝胶的应用，其特征在于，该气凝胶应用于高温防隔热或透波材料领域。