[发明专利]二氧化硅气凝胶、其连续化常压干燥制备方法及系统

摘要

本发明公开了一种二氧化硅气凝胶、其连续化常压干燥制备方法及系统。该制备方法以相对廉价的水玻璃、硅溶胶、硅醇等为硅源，通过将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，静置凝胶，然后将湿凝胶破碎成颗粒或粉末，之后分别经醇和液态烷置换，并使用疏水剂改性，再分离出烷凝胶，最后干燥烧结，得到疏水二氧化硅气凝胶。本发明可以实现连续化生产，且制备周期短，污染小，成本低，绿色环保，所述气凝胶呈粉体或颗粒状，密度为0.04 g/ml～0.3g/ml，粒径为0.1µm～2mm，比表面为500m2/g～1200m2/g，热导率为0.01W/mk～0.04W/mk。

主权项

一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，包括：将用以制备所述二氧化硅气凝胶的原料、溶剂、疏水剂连续输入二氧化硅气凝胶制备系统，并将在所述制备系统内生成的颗粒或粉末状二氧化硅气凝胶连续输出，所述二氧化硅气凝胶制备系统包括传送带、破碎机及搅拌釜；其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：(1)将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，形成混合液体，且在所述混合液体中二氧化硅的含量为3wt％～15wt％，干燥控制剂的含量为1wt％～5wt％；(2)将步骤(1)所获混合液体转移至传送带上，并在传送过程中形成凝胶，再将凝胶输入破碎机，破碎形成粒径为0.1μm～5mm的颗粒或粉末状；可选择进行或不进行的步骤(3)和(4)，包括：(3)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末输入搅拌釜，同时输入水，并加热搅拌，获得凝胶‑水浆料；(4)将步骤(3)所获凝胶‑水浆料转移出搅拌釜，并分离为水凝胶和水，且在所获水凝胶中杂质钠盐的含量小于3wt％；(5)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末或步骤(4)所获水凝胶输入搅拌釜，同时输入醇，并加热搅拌，获得凝胶‑醇浆料；(6)将步骤(5)所获凝胶‑醇浆料转移出搅拌釜，并分离为醇凝胶和醇；(7)将步骤(6)所获醇凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷，并加热搅拌，获得凝胶‑烷浆料；(8)将步骤(7)所获凝胶‑烷浆料转移出搅拌釜，并分离为烷凝胶和烷；(9)将步骤(8)所获烷凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷和疏水剂，并加热搅拌，获得凝胶‑烷‑疏水反应物浆料，且所述凝胶‑烷‑疏水反应物浆料所含疏水剂和烷的比例在3wt％～30wt％之间；(10)将步骤(9)所获凝胶‑烷‑疏水反应物浆料转移出搅拌釜，并分离为疏水烷凝胶、烷和疏水反应物；(11)将步骤(10)所获疏水烷凝胶干燥烧结，获得疏水化的二氧化硅气凝胶。