[发明专利]一种力学增强型聚倍半硅氧烷气凝胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种力学增强型聚倍半硅氧烷气凝胶，其特征在于该共聚物分子中至少含有一个能形成氢键的脲基基团，其制备方法是先将含有氨基官能团的三烷氧基硅烷与含异氰酸酯基的有机单体或低聚物反应，再与强极性有机溶剂混合，采用酸碱两步催化，经过溶胶‑凝胶制备湿凝胶，然后干燥得到相应的气凝胶。其孔径分布为2~500nm，BET比表面积100~1000 m²·g^‑1，密度为0.01~0.85 g·cm^‑3，孔隙率为57.5~99.5%，热导率为0.01~0.10 W·m^‑1·k^‑1，压缩模量为5~300 MPa，弯曲模量为1~50 MPa，在空气气氛中可耐300℃以上高温。本发明制备的聚倍半硅氧烷气凝胶成块性好，孔隙率高，强度高，热导率低，热稳定性好，制备工艺简单，周期短。制备的含脲基氢键聚倍半硅氧烷气凝胶可应用于建筑节能、石油化工、污水处理等领域。

主权项

1.一种制备力学增强型聚倍半硅氧烷气凝胶的方法，其特征在于，由如下具体步骤制备得到：步骤一、在无溶剂条件下，将含氨基官能团的三烷氧基硅烷， 4，4'‑亚甲基双(异氰酸苯酯)按氨基与异氰酸酯基摩尔比为1:1混合，反应0.5~4h制得含脲基基团的三烷氧基硅烷；步骤二、将上述含有脲基基团的三烷氧基硅烷与极性有机溶剂按比例混合，加入酸性催化剂搅拌后，再加入碱性催化剂进行凝胶化，得到聚倍半硅氧烷湿凝胶，凝胶化温度为0~90 ℃，凝胶化时间为0.1~20h,所述含脲基基团的三烷氧基硅烷、有机溶剂、酸性催化剂、碱性催化剂的摩尔比为1 : 20~200 : 0.001~0.05 : 0.005~0.5；步骤三、将步骤二得到的凝胶在40~60℃下用丙酮浸泡18~48h，然后进行干燥，得到聚倍半硅氧烷气凝胶；所述的极性有机溶剂为甲酰胺、乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、N‑甲基吡咯烷酮、乙腈或丙腈中的一种或两种以上混合。