[发明专利]一种透光性随环境温度变化的二氧化硅气凝胶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种透光性随环境温度变化的二氧化硅气凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）制备透明二氧化硅气凝胶；

（2）将184硅橡胶的预聚物和184硅橡胶的固化剂混合均匀，得到184硅橡胶混合物，然后将所述184硅橡胶混合物抽真空消泡后旋涂到步骤（1）制备的所述透明二氧化硅气凝胶的一侧表面上并在高温下热固化，在所述透明二氧化硅气凝胶的一侧表面上得到PDMS隔离薄层；

（3）将184硅橡胶的预聚物、184硅橡胶的固化剂和石蜡混合均匀，得到184硅橡胶/石蜡混合物，然后将所述184硅橡胶/石蜡混合物抽真空消泡后旋涂到步骤（2）得到的所述PDMS隔离薄层远离所述透明二氧化硅气凝胶的一侧表面上并在中温下热固化，在所述PDMS隔离薄层的基础上得到PDMS/石蜡透光调节薄层；在步骤（3）中，所述184硅橡胶的预聚物和所述184硅橡胶的固化剂的质量之和与所述石蜡的质量比为1：（0.2~0.8）；

（4）将184硅橡胶的预聚物和184硅橡胶的固化剂混合均匀，得到184硅橡胶混合物，然后将所述184硅橡胶混合物抽真空消泡后旋涂到步骤（3）得到的所述PDMS/石蜡透光调节薄层远离所述PDMS隔离薄层的一侧表面上并在低温下热固化，在所述PDMS/石蜡透光调节薄层的基础上得到PDMS保护薄层，从而制得从所述透明二氧化硅气凝胶的一侧表面向外依次为PDMS隔离薄层、PDMS/石蜡透光调节薄层和PDMS保护薄层的透光性随环境温度变化的二氧化硅气凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）包括如下子步骤：

（a）将正硅酸甲酯、甲醇、水和浓氨水在-10℃~-30℃的条件下混合均匀，并在5min以内发生快速溶胶凝胶反应，得到二氧化硅湿凝胶；

（b）将步骤（a）得到的所述二氧化硅湿凝胶在室温下进行老化，得到结构增强的湿凝胶；

（c）将步骤（b）得到的结构增强的湿凝胶依次进行溶剂置换和超临界二氧化碳干燥的步骤，制得透明二氧化硅气凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（a）中，所述正硅酸甲酯、所述甲醇、所述水和所述浓氨水的质量比为152：（192~256）：（54~90）：（2~4）。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（a）中，所述正硅酸甲酯、所述甲醇、所述水和所述浓氨水的质量比为152:224:72:3。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，所述184硅橡胶的预聚物和所述184硅橡胶的固化剂的质量比为（2~8）：1；

在步骤（2）中，所述旋涂的转速为2000~4000rpm，所述旋涂的时间为10~40s；

在步骤（2）中，在高温下热固化的温度为120~180℃，在高温下热固化的时间为1~10min；和/或

在步骤（2）中，得到的所述PDMS隔离薄层的厚度为5~30μm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，所述184硅橡胶的预聚物和所述184硅橡胶的固化剂的质量比为6:1。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，所述旋涂的转速为3000rpm，所述旋涂的时间为15s。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，在高温下热固化的温度为160℃，在高温下热固化的时间为3min。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

在步骤（2）中，得到的所述PDMS隔离薄层的厚度为10μm。