[发明专利]一种低成本制备二氧化硅气凝胶的方法

摘要

本发明提供一种低成本制备二氧化硅气凝胶的方法，先对无机纤维通过酸化处理进行表面改性，使得纤维表面粗糙，具有疏松孔隙的形态，然后加入水玻璃，与酸化的无机纤维表面反应键合，在减水剂的作用下，通过减水剂使凝胶在常压下干燥以克服体积收缩问题，二氧化硅凝胶在常压干燥过程中不会坍塌。本发明提供上述方法制备出的二氧化硅气凝胶分布均匀，制备过程中无需任何溶剂置换，生产周期短，大大降低了生产成本，适合大规模工业化生产。

主权项

1.一种低成本制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于采用无机纤维作为骨架材料，采用水玻璃作为二氧化硅原料，通过减水剂使凝胶在常压下干燥以克服体积收缩问题，具体方法如下：（1）将无机纤维加入醇溶剂中，设置醇溶剂的温度为30‑80℃，搅拌速度为100‑500转/分的条件下，再依次加入水和强酸，调节其pH值至3‑4之间，进行无机纤维表面预处理，经过过滤得到预处理的无机纤维粉体，所述无机纤维、醇溶剂、水和强酸的质量比为1:5‑40:2‑10:0.1‑0.5；所述无机纤维为玄武岩纤维、海泡石纤维、硅灰石纤维、石膏纤维、碳酸钙纤维、粉煤灰纤维中的任意一种或两种以上的组合；（2）将步骤（1）得到预处理的无机纤维粉体，加入到质量分数为20‑25%的柠檬酸溶液中，利用微波加热技术，化学反应10‑20分钟，反应温度为40‑70℃，离心过滤，使预处理的无机纤维表面粗糙具有疏松孔隙的形态，获得酸化的无机纤维，所述无机纤维粉体与所述柠檬酸溶液的质量比为1:5‑10；（3）将98‑99重量份的水玻璃、0.4‑1.6重量份的消泡剂和0.4‑1.6重量份的表面活性剂共混，均匀搅拌，得到混合溶液，静置8‑20小时后，加入所述酸化的无机纤维和憎水处理剂，所述酸化无机纤维、憎水处理剂与所述混合溶液的质量比为1:（0.04‑0.1）:（50‑100），搅拌均匀，得到无机纤维气凝胶前驱液；（4）加热无机纤维气凝胶前驱液至60‑70℃，向所述无机纤维气凝胶前驱液中滴加减水剂，所述减水剂与所述无机纤维气凝胶前驱液的质量比为1:100‑1000，边滴加边搅拌，使所述减水剂充分进入所述无机纤维气凝胶的间隙中，静置8‑20小时，降温至30‑40℃，获得无机纤维凝胶；（5）将所述无机纤维凝胶加入醇溶剂中反应5‑10小时，再捞出放入干燥箱中，在温度为60‑70℃下干燥13‑20小时，得到无机纤维‑二氧化硅气凝胶。