[发明专利]高效隔热的二氧化硅气凝胶产品的改进生产工艺

摘要

本发明涉及一种用于生产纯的和柔性片材形式的二氧化硅气凝胶的改进方法，二氧化硅气凝胶在高温下可有效抑制辐射传热且具有增强的隔热性质。在二氧化硅前驱体凝胶化时，通过原位产生极小浓度的二氧化钛纳米颗粒实现了对辐射传热的抑制，其中纳米多孔表面积大于300m2/g并且用作红外反射剂。当气凝胶在热物体隔热期间受热时，其自动变成红外反射材料。可以将二氧化硅气凝胶单独掺入无机纤维垫基体中，或掺入两层或更多层中，其中有机海绵片材放置在两层或更多层之间并彼此缝合在一起以形成夹层片材，从而形成高度隔热的柔性片材。

主权项

高效隔热的二氧化硅气凝胶产品的改进生产工艺，其特征在于，该产品能够抑制在二氧化硅气凝胶中原位形成的二氧化钛纳米颗粒的辐射热传输，生产工艺包括如下步骤：(1)选择甲醇、乙醇或异丙醇水溶液，优选乙醇水溶液作为溶剂，向其中加入氟化铵溶液和氨水溶液作为碱性催化剂；(2)加入铁、锰、镁、锆、锌、铬、钴、钛、锡或铟金属氧化物前驱体中的一种或几种，优选异丙醇钛的醇溶液，并溶解到步骤(1)的溶液中，二氧化钛纳米颗粒在溶液中沉淀析出作为金属纳米粒子；(3)以四甲基正硅酸酯(TEOS)、四乙基正硅酸酯、六甲基氧二硅烷、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、硅酸钠作为混合硅前驱体，优选TEOS与MTMS，单独或混合加入步骤(2)中得到分散体；(4)搅拌上述混合物至粘稠状液体；(5)在步骤(4)形成的液体中浸泡无机纤维垫，其中无机纤维垫具有两层或多层，在无机纤维垫层间放置有机海绵片并缝合在一起形成所需尺寸、形状和厚度的夹层片材；(6)将步骤(5)所得产物在室温下老化处理1‑24小时；(7)将步骤(6)所得产物浸泡在纯溶剂，优选乙醇中，置换步骤(1)中使用的所有初始溶剂和水混合物，至少置换3天；(8)每天用新鲜的次纯溶剂取代步骤(1)中使用的溶剂和水混合物，直至凝胶中的液体完全由溶剂置换出来为止；(9)将凝胶保存在装有步骤(7)中使用溶剂的压力容器中，并将温度保持在260℃至350℃之间，压力为80至150bar之间持续0.2至3小时，使所得产品达到超临界温度；(10)通过打开泄压阀，以大约0.5bar/min的速率从压力容器中将溶剂的蒸汽排放出来，将加热器关闭以使压力容器冷却，从压力容器中回收得到二氧化硅气凝胶产品。