[发明专利]制备透明气凝胶的方法、用于冰箱的透明气凝胶玻璃以及冰箱

说明书

本发明公开了制备透明气凝胶的方法、用于冰箱的透明气凝胶玻璃以及冰箱，该用于冰箱的透明气凝胶玻璃包括：上玻璃板、下玻璃板、气凝胶组件和封装材料，上玻璃板和下玻璃板之间形成放置空间，上玻璃板和下玻璃板中的至少之一上具有排气槽，排气槽连通放置空间和外界空间；气凝胶组件设置在放置空间中，气凝胶组件与排气槽接触，封装材料包覆上玻璃板、下玻璃板、气凝胶组件以及排气槽，并且下玻璃板的下表面和上玻璃板的上表面未被封装材料包覆。该透明气凝胶玻璃具有较低的导热系数(不大于0.01W(m·k))和较高的透光度，与普通真空玻璃相比，具有隔热效果好，能耗低的特点，从而可以在提高冰箱展示型的同时达到高效节能的效果。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种制备透明气凝胶的方法、用于冰箱的透明气凝胶玻璃以及冰箱。

背景技术

目前家用冰箱的箱体和门，为了达到保冷的效果，大多采用异氰酸酯和聚醚多元醇为基本原料进行发泡形成硬质聚氨酯，该聚氨酯泡沫塑料的导热系数为0.02-0.03W/(m·k)。然而，聚氨酯泡沫具有以下缺点：1、发泡过程中采用的物理发泡剂，如氟氯烃化合物和环戊烷等，前者会破坏臭氧层，后者则为易燃易爆品；2、由于聚氨酯的不透明性，限制了其在冰箱透明门体上的应用。

目前具有透明展示性的玻璃系列中隔热效果最好的为真空玻璃，但存在以下缺点为：1、为了抵抗大气压，在两层玻璃之间设有支撑物，导致真空玻璃整体导热系数较大(导热系数为0.3-0.6W/(m·k))，因此隔热效果有限，造成冰箱的较大能耗；2、真空玻璃的导热系数对真空度十分敏感，而内部支撑物结构的不稳定，使它受外力作用容易破损产生漏气，导致保温隔热性能大幅下降。

二氧化硅气凝胶是目前世界上已知的密度最低和热导率最小的固体材料，在常温常压下的热导率一般小于0.020W/(m·k)，在真空状态下热导率可低至0.004W/(m·k)，而空气在常温真空状态下的热导率则为0.026W/(m·k)。因此气凝胶玻璃比现在的真空玻璃、Low-e玻璃、贴膜玻璃、热反射玻璃等的热导率都要低。同时，由于构成气凝胶骨架的颗粒尺寸为1-20nm，比可见光的波长要小，因此气凝胶还具有较好的透光性，且其对红外与可见光的湮灭系数比达到100以上，因此可制成对可见光透明，红外不透明的玻璃材料。另一方面，声音在空气中传播速度为340m/s，而在气凝胶中的传播速度仅为100-120m/s，因此气凝胶玻璃还具有良好的降噪效果。这些优势使得气凝胶玻璃在冰箱门体上的应用具有巨大潜力。

但目前制备的气凝胶玻璃具备以下缺点：1、制备工艺复杂且制备条件苛刻，超临界干燥设备价格昂贵；2、制备出的气凝胶玻璃产品无法保证高透光性，大多为半透明状态，不具备良好的展示性。

因此，现有的有关气凝胶玻璃技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备透明气凝胶的方法、用于冰箱的透明气凝胶玻璃以及冰箱，采用该方法得到的透明气凝胶具有良好的透光性、疏水性和吸气储气性能，并且其孔隙率不小于85％，可见光透过率不低于85％，导热系数不大于0.010W/(m·k)，传热系数不大于0.58W/(m²·k)，体积密度在100-180Kg/m³，从而将其应用于产品上例如冰箱门用玻璃时，可以在提高冰箱展示性的同时达到高效节能的效果。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备透明气凝胶的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将硅源、有机溶剂、表面改性剂与水进行混合，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料与含草酸的醇溶液进行混合，以便得到溶胶；

(3)将所述凝胶与含氨水的醇溶液进行混合，以便得到凝胶；

(4)将所述凝胶在醇溶液中进行老化处理；