[发明专利]一种常压干燥制备高透明疏水完整块体二氧化硅气凝胶的方法

摘要

一种常压干燥制备高透明疏水完整块体二氧化硅气凝胶的方法，本发明属于纳米多孔气凝胶和高效隔热保温材料制造领域，具体涉及一种常压制备高透明，完整块体疏水二氧化硅气凝胶的方法。本发明利用含有机基团的硅源为前驱体采用酸碱两步溶胶凝胶的方法制备凝胶，再经过溶剂替换和表面修饰，常压干燥制备透明二氧化硅气凝胶。由于硅源本身带有有机基团，所以后续表面修饰过程中修饰液用量很少，效果却十分显著，干燥后气凝胶能回弹至原始大小。同时由于凝胶本身带有有机集团机械性能较好，有利于常压干燥获得完整块体的二氧化硅气凝胶。由于气凝胶在建筑外墙、化工管道、车辆舰艇、航空航天等隔热或绝热领域应用非常广泛，该技术具有极为重要的应用价值。

主权项

一种常压干燥制备高透明疏水完整块体二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于采用含有有机基团的前驱体先在凝胶骨架直接接入有机基团，再通过修饰液表面修饰，对凝胶的纳米表面进行反应修饰形成疏水结构，得到气凝胶；使气凝胶在干燥过程中能回弹复原至原始形状且不易开裂，完整性好，避免了危险的超临界过程，且气凝胶性能良好，具体步骤如下：(1)采用含有机基团的前驱体，以十六烷基三甲基氯化铵为表面活性剂，水为溶剂，醋酸为酸催化剂，尿素为碱催化剂；将含有机基团的前驱体0.07‑0.1mol、十六烷基三甲基氯化铵0.4‑1.0g和尿素 3‑6g 溶于20‑60 ml 5mM 的醋酸水溶液中，混合均匀，水解缩聚制得凝胶；(2)将制得的凝胶，浸泡在100‑150ml甲醇溶液中，每8小时更换一次，替换三次；再将凝胶浸泡在100‑150ml异丙醇中，每8小时更换一次，替换三次；之后对凝胶采用修饰液进行表面修饰，修饰完后，将凝胶浸泡在100‑150ml低表面张力的溶剂中，每8小时更换一次，替换三次，将凝胶内部溶剂替换为低表面张力的溶剂；(3)常压干燥，即可获得块状透明二氧化硅气凝胶。