[发明专利]一种利用可膨胀微胶囊常压制备二氧化硅气凝胶的方法

摘要

本发明提出一种利用可膨胀微胶囊常压制备二氧化硅气凝胶的方法，属于二氧化硅气凝胶领域。通过在湿凝胶中加入可膨胀的微胶囊，在湿凝胶常压加热干燥时，网络在湿凝胶空隙内的水分等挥发份排出，而此时可膨胀微胶囊中的发泡剂释放气体使微胶囊膨大，占据网络空隙，从而形成支撑有效防止由于水分等挥发份的排除造成网络坍塌。当加热温度达到140-150℃时，微胶囊壁熔融，发泡剂气体完全挥发，得到干燥、网络结构完整的二氧化硅气凝胶。从而解决现有常压干燥技术需要溶剂置换、易坍塌、残留支撑体等缺陷。

主权项

一种利用可膨胀微胶囊常压制备二氧化硅气凝胶的方法，包括如下步骤：1）将水玻璃、柠檬酸、硅烷、去离子水混合，在60‑65℃温度条件下保温2‑4小时得到前驱物，按质量比，水玻璃：柠檬酸：硅烷：去离子水＝1:1‑1.5:0.1‑0.3:5‑10；2）将步骤1）得到的前驱物与微胶囊发泡剂在800‑1200rpm的条件下高速分散3‑5min，然后用氢氧化钠调节体系pH 值为9‑10.5，得到二氧化硅凝胶，所述微胶囊发泡剂内核是偶氮二甲酰胺、4,4′‑氧代双苯磺酰肼中的一种，胶囊壁为聚苯乙烯，微胶囊发泡剂用量为水玻璃质量的3‑5%，微胶囊发泡剂的粒径小于10nm；3）将步骤2）得到的二氧化硅凝胶浸入乙醇，浸泡3‑5天进行醇化和老化，然后放置在100目的不锈钢滤网上进行水洗，排除可溶物，并使多余的液相自然排出，此时由于凝胶体积的减少与液相的排出体积相等，无毛细管力；4）将步骤3）自然滤干的二氧化硅凝胶放入定型模具，形成一定形状的块状物，对模具进行微波加热，二氧化硅凝胶网络孔中的挥发份逐渐排出，微胶囊发泡剂中的发泡剂逐渐反应使胶囊壁膨大占据空间，产生气压支撑，防止凝胶网络塌陷，5）随着微波干燥温度不断上升，10‑15min后，温度升至140‑150℃，此时挥发分完全排除，微胶囊壁熔融，发泡剂气体完全挥发，得到干燥、网络结构完整的二氧化硅气凝胶。