[发明专利]SiO2

说明书

本发明提供了一种SiO2气凝胶及其制备方法，涉及气凝胶领域，该SiO2气凝胶的制备方法，利用超临界干燥方法对采用溶胶‑凝胶法制备得到的SiO2湿凝胶进行干燥后得到SiO2气凝胶，所述超临界干燥包括：在惰性气氛下并且在2‑7MPa的压力范围内逐步升压进行梯度分段干燥，然后将压力升至11‑12MPa进行恒压干燥，恒压干燥温度为270‑280℃。利用该制备方法能够缓解现有的制备方法容易导致气凝胶骨架收缩开裂和孔洞塌陷的技术问题，达到提高孔隙率和防止气凝胶开裂的目的。

技术领域

本发明涉及气凝胶领域，尤其是涉及一种SiO2气凝胶及其制备方法。

背景技术

二氧化硅气凝胶是一种纳米多孔轻质无机材料，其孔隙率高达80-99.8％，孔洞的典型尺寸为1-100nm，比表面积为200-1000m2/g，而密度可低达3kg/m3，室温导热系数可低达0.012W/(mk)，是目前固态材料中隔热性能最好的一种。同时，二氧化硅气凝胶还具有良好的耐温性能，可耐受最高600-900℃的高温，低温使用范围接近绝对零度，是一种性能优良的保温材料。

目前二氧化硅气凝胶主要采用溶胶-凝胶法制备得到，在后期的干燥过程中，由于湿凝胶经干燥后，在界面张力的作用下容易产生骨架收缩开裂和孔洞塌陷等问题，从而降低其抗力强度和隔热保温性能。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种SiO2气凝胶的制备方法，以缓解现有的制备方法容易导致气凝胶骨架收缩开裂和孔洞塌陷的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种SiO2气凝胶，该SiO2气凝胶具有完整的三维网络结构，具有较高的抗拉强度和较好的保温性能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种SiO2气凝胶的制备方法，利用超临界干燥方法对采用溶胶-凝胶法制备得到的SiO2湿凝胶进行干燥后得到SiO2气凝胶，所述超临界干燥包括：在惰性气氛下并且在2-7MPa的压力范围内逐步升压进行梯度分段干燥，然后将压力升至11-12MPa进行恒压干燥，恒压干燥温度为270-280℃。

进一步的，阶梯分段干燥过程中的段数不少于四个。

进一步的，阶梯分段干燥过程中的段数为4～10个。

进一步的，先在2-3MPa的压力范围内干燥40-50min，再在3-4MPa的压力范围内干燥50-60min，然后再在4-5MPa的压力范围内干燥50-60min，之后在5-6MPa的压力范围内干燥60-80min，最后再在6-7MPa的压力范围内干燥30-40min，完成梯度分段干燥。

进一步的，所述恒压干燥过程中恒压干燥时间为80-100min。

进一步的，采用溶胶-凝胶法制备SiO2湿凝胶包括以下步骤：在水玻璃中滴加盐酸进行催化反应，反应结束后经老化、醇置换和改性处理得到SiO2湿凝胶。

进一步的，所述盐酸的浓度为0.02-0.05mol/L。

进一步的，老化温度为45-60℃，老化时间为20-24h。