[发明专利]一种疏水性纳米纤维素气凝胶的制备方法

摘要

本发明公开了一种疏水性纳米纤维素气凝胶的制备方法，包括如下步骤在纳米微晶纤维素的水溶胶中依次加入一定比例的交联剂、有机硅烷化合物和低表面张力溶剂的混合物，加热搅拌反应并去除水，最后将得到的湿凝胶进行常压干燥处理，即可得到疏水性纳米纤维素气凝胶。该气凝胶的密度为0.01~0.2 g/cm3，比表面积为600~1200 m2/g，导热隔热系数为0.013~0.055 W/mK。本发明提供的制备方法，采用常温干燥技术，制备成本低廉、对设备工艺要求简单、操作安全。

主权项

一种疏水性纳米纤维素气凝胶的制备方法，其特征在于制备过程按下列步骤依次进行：(1)将质量分数为6‑10％的纳米微晶纤维素水溶胶与去离子水按质量比为1：(1～30)在室温下混合均匀，得到纳米微晶纤维素的稀释水溶胶；(2)将一定量的交联剂加入步骤(1)得到的稀释水溶胶中，得到混合溶液；(3)将有机硅烷化合物和低表面张力溶剂按比例混合均匀，并加入到步骤(2)的混合溶液中，加热搅拌反应；(4)反应结束后，溶液分层并除去水层，得到纤维素湿凝胶；(5)将纤维素湿凝胶进行常压干燥处理，得到疏水性纳米纤维素气凝胶；其中，所述的交联剂为碳酸锆铵、2D树脂、水溶性羟基丙烯酸酯树脂的至少一种；所述的有机硅烷化合物为二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷中的至少一种；所述的低表面张力溶剂为正庚烷、正己烷和正辛烷中的至少一种；在所述步骤(2)中，交联剂与纳米微晶纤维素稀释水溶胶的质量比为(0.1～5)：100；在所述步骤(3)中，有机硅烷化合物、低表面张力溶剂和纳米微晶纤维素稀释水溶胶的质量比为(3～100)：(20～100)：100；在所述步骤(3)中的加热搅拌反应，其反应温度为30～70℃，反应时间为0.5h～3.5h；在所述步骤(5)中的常压干燥处理指在80～180℃下处理1～6h。