[发明专利]一种有机‑无机杂化型透光气凝胶材料及其制备方法

权利要求书

1.一种有机-无机杂化型透光气凝胶材料，所述气凝胶通过硅醇盐、有机酸溶剂和引发剂为原料制得；其中，所述硅醇盐选自由第一硅醇盐、第二硅醇盐和第三硅醇盐组成的组；所述第一硅醇盐为含有丙烯酰氧基的具有下式(I)的硅醇盐：

其中：

R¹为含1到6个碳的支链或直链饱和烷基；

R²为H；或者为含1到6个碳的、支链或直链的、具有氟取代的饱和烷基；或者为含1到6个碳的、支链或直链的、没有取代原子的饱和烷基；

n为1～6任一整数；

其中，所述第一硅醇盐∶第二硅醇盐∶第三硅醇盐的摩尔比为＝1∶(0～0.5)∶(0～0.5)；所述硅醇盐的总量与所述有机酸溶剂的摩尔比为1∶(10～20)；

所述有机酸溶剂为PKa不大于5的常温下为液态的饱和脂肪酸。

2.如权利要求1所述的材料，其中：

所述第二硅醇盐为Si(OR³)₄，其中R³为含1到6个碳的直链或支链的饱和烷基；和/或

所述第三硅醇盐为R⁴Si(OR⁵)₃，R⁴和R⁵各自独立地为含1到6个碳的饱和的支链或直链烷基。

3.如权利要求1所述的材料，其中，所述有机酸溶剂选自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、三氟乙酸组成的组。

4.如权利要求1至3中任一项所述的材料，其中，所述引发剂为烯烃自由基聚合用的有机过氧化物引发剂或偶氮类引发剂。

5.如权利要求4所述的材料，其中，所述引发剂选自由过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化月桂酰组成的组。

6.如权利要求1至3中任一项所述的材料，其中，所述原料还包括其他聚合单体，所述其他聚合单体为具有下式(II)的丙烯酸酯：

其中，R⁶为H或者为含1到6个碳的支链或直链的具有氟取代的饱和烷基或者为含1到6个碳的支链或直链的没有取代原子的饱和烷基，R⁷为含1到6个碳的支链或直链的具有氟取代的饱和烷基或者为含1到6个碳的支链或直链的没有取代原子的饱和烷基。

7.如权利要求6所述的材料，其中，所述其他聚合单体为甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸甲酯。

8.如权利要求6所述的材料，其中，所述第一硅醇盐、其他聚合单体和引发剂的摩尔比为1∶(0～0.2)∶(0.005～0.02)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的材料，其中，所述原料还进一步包括交联剂。

10.根据权利要求9所述的材料，其中，所述交联剂为含二个或二个以上丙烯酰基的有机化合物。

11.根据权利要求9所述的材料，其中，所述交联剂为甲基丙烯酸酐和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯。

12.根据权利要求9所述的材料，其中，所述第一硅醇盐与其他聚合单体的总量与所述交联剂的摩尔比为＝1∶(0～0.1)。

13.一种制备权利要求1至12中任一项所述的材料的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

1)配胶：在容器中依次加入作为原料的有机酸、硅醇盐、其他聚合单体、交联剂、引发剂并搅拌至引发剂溶解为止，得到原料溶液，其中，所述硅醇盐选自由第一硅醇盐、第二硅醇盐和第三硅醇盐组成的组，；

2)反应：将步骤1)获得的原料溶液倒入模具中，然后于40℃至50℃胶凝并老化以形成凝胶；

3)溶剂置换：待模具冷却至室温后，向其中加入有机溶剂浸泡凝胶以对凝胶进行溶剂置换；和

4)常压干燥：在溶剂置换后，移除所述有机溶剂，然后进行常压干燥，获得有机-无机杂化型透光气凝胶材料；

其中，所述第一硅醇盐∶第二硅醇盐∶第三硅醇盐的摩尔比为＝1∶(0～0.5)∶(0～0.5)；所述硅醇盐的总量与所述有机酸溶剂的摩尔比为1∶(10～20)。

14.如权利要求13所述的方法，其中，在所述原料溶液凝胶后继续静置1至120小时以进行老化；和/或溶剂置换重复2至6次，每次浸泡时间为24～120小时。