一种以水玻璃常压室温制备低密度大比表面积二氧化硅气凝胶涂层的方法

摘要

本发明公开了一种以水玻璃常压室温制备低密度大比表面积二氧化硅气凝胶涂层的方法，该方法是以廉价的工业水玻璃为前驱体，经离子交换后在碱催化下进行缩聚反应，得到湿凝胶，经溶剂交换、表面改性后得到稳定的二氧化硅凝胶浆液，该浆液均匀涂抹在物体表面后在常压、室温条件下可快速干燥得到低密度、低热导率且超级疏水的二氧化硅气凝胶涂层。该方法得到的二氧化硅凝胶浆液性质稳定，可长时间密封存储，开盖即用，使用起来非常方便，使用廉价的硅源，少量的改性剂，得到完全改性的超级疏水二氧化硅气凝胶，大大降低了生产成本，且常压室温干燥相对于超临界干燥节约大量能源，操作起来异常简单，便于大规模推广使用。

主权项

一种以水玻璃常压室温制备低密度大比表面积二氧化硅气凝胶涂层的方法，其特征在于：它包括如下步骤：（1）先将硅源与去离子水按照一定的质量比在容器中混合；（2）将步骤（1）得到的混合溶液经过离子交换，得到pH值在3‑4之间的硅溶胶，添加适量的碱性催化剂，再加入一定量的干燥控制化学添加剂，搅拌，搅拌时间控制在5min以内，30min内形成凝胶，加入极性溶剂，40‑60℃水浴，8‑12h；（3）将步骤（2）得到的湿凝胶切块，加入极性溶剂，再经电动搅拌器机械搅拌5‑10min之后40‑60℃水浴，进行溶剂交换8‑12h，交换后的溶液回收，经简单处理后可循环利用；（4）采用一定量的硅烷偶联剂与非极性溶剂的混合液对溶剂交换后的湿凝胶进行表面改性；（5）待改性体系中的凝胶颗粒全部浮在液体改性产物之上时，需要10‑12h，再次对凝胶进行慢速机械搅拌，直至改性结束，需要10‑12h；（6）经搅拌后凝胶不再是颗粒状，而是近似于粘稠的淡蓝色浆液，因为溶剂挥发较快，需要在密封且较低温度下保存，用时开封，将凝胶浆液涂抹于物体表面，经常压干燥即可得到气凝胶涂层。