一种高隔热透明SiO₂气凝胶薄膜材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高隔热透明SiO2气凝胶薄膜材料及其制备方法。该制备方法是采用溶胶-凝胶技术，通过酸/碱二步催化法控制工艺条件，并通过六甲基二硅胺烷对胶粒表面进行有机疏水改性而实现。本发明薄膜材料及其制备的特点是：合成的前驱体溶胶性能稳定，粘度适中，凝胶时间长；制备的气凝胶隔热薄膜不仅具有高孔隙率、低密度和低导热系数，而且具有高光透过率和低折射率，既符合高隔热的需要，又符合透明的要求，可作为高层建筑物落窗玻璃和汽车玻璃的高隔热透明层；制备气凝胶隔热薄膜所采用原材料成本低，有利于实现商业化应用。

主权项

一种高隔热透明SiO2气凝胶薄膜材料及其制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：(1)SiO2前驱体溶胶的制备：A、将正硅酸乙酯、无水乙醇和去离子水以1.0∶(5.0～5.4)∶(3.0～4.0)的摩尔比混合，在室温下强烈搅拌，进行水解/缩聚反应；加入盐酸无水乙醇溶液，连续搅拌，得到酸催化反应产物；所述盐酸无水乙醇溶液中的氯化氢和正硅酸乙酯的摩尔比为1.0∶(5.0×10-4～5.5×10-4)；B、向步骤A所得酸催化反应产物中加入稀氨水溶液，所述稀氨水溶液中的氨水和正硅酸乙酯的摩尔比为(3.5×10-2～3.75×10-2)∶1.0；在室温下搅拌，静置，得到SiO2前驱体溶胶；(2)SiO2湿凝胶薄膜载体的制备：在充满无水乙醇的气氛下，把洁净的透明固状载体浸入SiO2前驱体溶胶中，保持25～35s，以5～30cm/min的速度从SiO2前驱体溶胶中提拉出来，得到SiO2湿凝胶薄膜载体；(3)SiO2气凝胶隔热薄膜的制备：将步骤(2)所得SiO2湿凝胶薄膜载体依次置于无水乙醇中老化18～24h和正己烷中浸泡8～12h；然后浸入含六甲基二硅胺烷体积浓度为7～9％的正己烷溶液中进行硅烷化的表面改性，时间为12～18小时；把经过表面改性的SiO2湿凝胶薄膜载体用正己烷浸泡清洗9～12h后，常压条件下干燥，得到SiO2气凝胶隔热薄膜。