[发明专利]生产气凝胶材料的方法

权利要求书

1.一种用于生产基于无定形二氧化硅的气凝胶材料的方法，包括以下步骤：

a)制备包含硅溶胶、醇和能通过酸催化活化的疏水剂的混合物；

b1)向步骤a)中形成的所述混合物中添加碱并混合所得混合物；

b2)使步骤b2)中获得的包含硅溶胶的所述混合物凝胶化，从而形成硅凝胶，并且任选地使所述凝胶老化；

c)向步骤b2)中形成的所述硅凝胶中添加疏水催化剂，并任选地使所述硅凝胶老化，原位形成或受控制释放疏水催化剂，并引起所述硅凝胶的酸催化的疏水化；

d)通过亚临界干燥除去步骤c)中形成的所述混合物的挥发性成分，从而形成所述气凝胶材料，

其特征在于至少步骤b2)至d)在同一反应器中进行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)通过水解选自由原硅酸四乙酯(TEOS)、原硅酸四甲酯(TMOS)、原硅酸四异丙酯(TPOS)及其混合物组成的组的有机硅酸盐的醇溶液进行，随后使用由醇、能通过酸催化活化的疏水剂和水组成的有机溶剂混合物稀释。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述醇选自由甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇及其混合物组成的组。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述能通过酸催化活化的疏水剂选自由六甲基二硅氧烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷及其混合物组成的组。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤b1)中使用的所述碱选自由氨、氟化铵和氨基硅烷组成的组。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中步骤b2)在80-120℃的温度下在20-180分钟内进行。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述疏水催化剂选自由盐酸、硝酸、硫酸、三甲基氯硅烷及其混合物组成的组。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中根据步骤c)的二氧化硅的疏水化在80-130℃的温度下，1.2-4巴的压力下，在10-180分钟内进行。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中步骤d)在100-200℃的温度下，在0.1-4巴的压力下进行。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，在执行步骤d)的过程中，将任选地预热的载气以150-1500h^-1的气时空速连续地通入所述反应器中，并且在与所述反应器的气态成分混合后，转而离开所述反应器。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，进行步骤b)至d)的所述反应器是直径为5-50mm的管或一束彼此平行布置的多个这样的管。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，在步骤b)至c)中使用的轴对称反应器的对称轴在所述步骤的执行期间形成10-45度的水平角。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述气凝胶材料的密度小于0.3g/cm³，且热导率为12-30mW/(mK)。

14.一种用于生产隔热板和/或隔音板的方法，其中，所述隔热板和/或隔音板由根据权利要求1至13中任一项所述的气凝胶材料形成。

15.一种根据权利要求1至13中任一项生产的气凝胶材料在诸如灰泥、灰浆的糊状应用配制物中以及在混凝土配制物中用于隔热的用途。

16.一种根据权利要求1至13中任一项生产的气凝胶材料在诸如隔热容器中的块体隔热用途中作为块体材料用于隔热的用途。