[发明专利]一种常压干燥制备大块状柔性气凝胶的方法

摘要

本发明属于保温隔热领域,特别涉及气凝胶材料。针对目前常压干燥制备气凝胶直接添加纤维等支撑体应力不均匀导致孔径、孔结构发生破碎等缺陷，提供一种常压干燥制备大块状柔性气凝胶的方法。该方法在湿凝胶中分散纤维晶核，通过连续分级加热和反应控制使晶核生长形成分散均匀的纳米纤维，并进一步生长连接对凝胶网络构成均匀的支撑应力。同时，该纳米纤维因从凝胶的纳米网络孔中生长，其支撑效果更为优异。通过常压干燥得到的块状气凝胶网络结构完整均匀、密度低、孔隙率高，具有良好的强度和韧性。

主权项

1.一种常压干燥制备大块状柔性气凝胶的方法，其特征是制备方法包括如下步骤：（1）将去离子水和工业水玻璃均匀混合到一起，搅拌均匀后加入酸液，调节pH 值至5‑8，放置1h后形成水凝胶；（2）将步骤（1）得到的水凝胶倒入可沥水的块状模具中，连续通过氨液老化，然后用水冲洗得到老化的湿凝胶；（3）将步骤（2）得到的老化的湿凝胶在60‑80℃温度下进行一级干燥，干燥时间控制在25‑35min，一级干燥后足够多的液相填充于凝胶孔中，凝胶体积的减少与液体蒸发的体积相等，此时凝胶网络不会塌陷且具有韧性，然后连续通过纤维晶核液，使纤维晶核进入凝胶网络；其中所述的纤维晶核液为可溶性钙盐的水溶液；（4）将步骤（3）处理得到的凝胶连续通过硅酸钠水溶液、氢氧化钠水溶液，由氢氧化钠引发，纤维晶核生长变为纳米钙石纤维，定型，然后进行二级干燥，干燥温度为100‑150℃，干燥时间30‑45min，在此温度下凝胶中的液相不断挥发，纳米钙石纤维不断生长连接，对凝胶网络形成均匀的支撑应力；（5）将步骤（4）得到的凝胶在200‑250℃条件下进行三级干燥，得到由钙石纤维连接的高强度大块状柔性气凝胶。