[发明专利]改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于，所述复合材料的导热系数为0.03～0.04W/mk，平均孔径为9～17nm，比表面积为600～850m²/g，压缩强度为0.4-0.6Mpa；

所述复合材料按照以下方法制备：

步骤1，硅藻土预处理：

将硅藻土置于盐酸水溶液中充分搅拌，以除去硅藻土中的矿物成分，抽滤、洗涤并烘干得到得到改性硅藻土；

步骤2，将改性硅藻土置于去离子水中超声搅拌，使其形成硅藻土浊液；将正硅酸乙酯、无水乙醇、KH570和盐酸搅拌均匀形成反应系统，其中正硅酸乙酯、无水乙醇、KH570和盐酸中氯化氢的摩尔比为(20-30)：(150-200)：(1.5-2.5)：(0.5-1.5)；最后将所述硅藻土浊液和所述反应系统混合水解，其中改性硅藻土的质量为硅源TEOS质量的5wt％-25wt％，20-50min后加入稀氨水获得湿凝胶，将所述湿凝胶浸入到无水乙醇与水的混合液中进行老化，其中无水乙醇与水的体积比为(5-10)：1，老化共进行二至四次，每次10-15h；

步骤3，将老化后的凝胶置于HMDZ(六甲基二硅氨烷)/正己烷混合溶液中进行疏水化处理，以防凝胶的孔结构在常压干燥的过程中被破坏，其中HMDZ/正己烷的体积比为(1-2)：(10-20)；

步骤4，常压下，将步骤3所得将试样置于60-100℃的环境中干燥1-4h，即得改性硅藻土/SiO₂气凝胶复合材料。

2.如权利要求1所述的一种改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于，所述步骤2中改性硅藻土的质量为硅源TEOS质量的10wt％-20wt％，优选为15wt％。

3.如权利要求1所述的一种改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料，其特征在于，所述复合材料的导热系数为0.032～0.036W/mk，平均孔径为10～12nm，比表面积为700～800m²/g，压缩强度为0.51-0.55Mpa。

4.一种改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，硅藻土预处理：

将硅藻土置于盐酸水溶液中充分搅拌，以除去硅藻土中的矿物成分，抽滤、洗涤并烘干得到得到改性硅藻土；

步骤2，将改性硅藻土置于去离子水中超声搅拌，使其形成硅藻土浊液；将正硅酸乙酯、无水乙醇、KH570和盐酸搅拌均匀形成反应系统，其中正硅酸乙酯、无水乙醇、KH570和盐酸中氯化氢的摩尔比为(20-30)：(150-200)：(1.5-2.5)：(0.5-1.5)；最后将所述硅藻土浊液和所述反应系统混合水解，其中改性硅藻土的质量为硅源TEOS质量的5wt％-25wt％，20-50min后加入稀氨水获得湿凝胶，将所述湿凝胶浸入到无水乙醇与水的混合液中进行老化，其中无水乙醇与水的体积比为(5-10)：1，共进行二至四次，每次10-15h；

步骤3，将老化后的凝胶置于HMDZ(六甲基二硅氨烷)/正己烷混合溶液中进行疏水化处理，以防凝胶的孔结构在常压干燥的过程中被破坏，其中HMDZ/正己烷的体积比为(1-2)：(10-20)；

步骤4，常压下，将步骤3所得将试样置于60-100℃的环境中干燥1-4h，即得改性硅藻土/SiO₂气凝胶复合材料。

5.如权利要求4所述的一种改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中改性硅藻土的质量为硅源TEOS质量的10wt％-20wt％，优选为15wt％。

6.如权利要求1所述的改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料在建筑保温材料中的应用。

7.如权利要求6所述的改性硅藻土-二氧化硅气凝胶复合材料在建筑保温材料中的应用，其特征在于，所述复合材料的导热系数为0.032～0.036W/mk，平均孔径为10～12nm，比表面积为700～800m²/g，压缩强度为0.51-0.55Mpa。