[发明专利]二氧化硅气凝胶粉末及其制备方法

说明书

本申请公开了一种二氧化硅气凝胶粉末及其制备方法，所述二氧化硅气凝胶粉末的制备方法包括以下步骤：向水玻璃溶液中滴加酸液至所述水玻璃溶液的pH为8‑10，静置反应，得到凝胶块；将所述凝胶块进行破碎后，与表面改性溶液混合，水浴加热并搅拌，得到混合物；从所述混合物中获取上层粉末，将所述上层粉末进行干燥，研磨，得到二氧化硅气凝胶粉末。本申请解决了现有技术制备二氧化硅气凝胶的成本较高、工艺较复杂且制备时间较长的技术问题。

技术领域

本申请涉及无机材料技术领域，尤其涉及一种二氧化硅气凝胶粉末及其制备方法。

背景技术

二氧化硅气凝胶粉体是重要的节能保温材料，得益于其优良的热学、光学、电学、声学性质，在建筑、工业、航空、军事领域有着重要作用。气凝胶的纳米多孔网络使得气凝胶粉体具有极低的热导率和极低的密度和高透明性，二氧化硅气凝胶由于其来源丰富，制备工艺简单，具有低热导率和高比表面积和高透明率，应用领域十分广泛。

二氧化硅气凝胶的制备方法中，硅源的选取大致分为无机硅源和有机硅源，有机硅源制备气凝胶需要大量溶剂、高压和高温，且有机硅源的价格较高，均使得二氧化硅气凝胶的生产成本增加，而无机硅源中由于钠离子的存在，往往需要经过离子交换才能获得较为纯净的二氧化硅气凝胶，使得制备过程更加复杂，且制备时间长。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种二氧化硅气凝胶粉末及其制备方法，旨在解决现有技术制备二氧化硅气凝胶的成本较高、工艺较复杂且制备时间较长的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种二氧化硅气凝胶粉末的制备方法，所述二氧化硅气凝胶粉末的制备方法包括以下步骤：

向水玻璃溶液中滴加酸液至所述水玻璃溶液的pH为8-10，静置反应，得到凝胶块；

将所述凝胶块进行破碎后，与表面改性溶液混合，水浴加热并搅拌，得到混合物；

从所述混合物中获取上层粉末，将所述上层粉末进行干燥，研磨，得到二氧化硅气凝胶粉末。

可选地，所述水玻璃溶液中包含10-30wt％的二氧化硅。

可选地，所述酸液为1-3mol/L的盐酸溶液或者1-3mol/L的硝酸溶液。

可选地，所述静置反应的时间为12-20h。

可选地，所述表面改性溶液包括正己烷、异丙醇和表面修饰剂。

可选地，所述表面修饰剂包括三甲基氯硅烷或六甲基二硅氧烷。

可选地，所述正己烷与所述水玻璃溶液的体积比为1:2-1:1；

所述异丙醇与所述水玻璃溶液的体积比为1:4-1:2；

所述表面修饰剂与所述水玻璃溶液中二氧化硅的摩尔比为1:1-4:1。

可选地，所述将所述凝胶块进行破碎后，与表面改性溶液混合，水浴加热并搅拌，得到混合物的步骤包括：

将所述凝胶块进行破碎后，与表面改性溶液混合，水浴加热至35-45℃，并以200-300rpm的搅拌速度搅拌3-5h，得到混合物。

可选地，所述将所述上层粉末进行干燥的步骤包括：

将所述上层粉末在常温常压下干燥12-24h后，在120-150℃下干燥2-4h。

进一步地，本申请还提供一种二氧化硅气凝胶粉末，所述二氧化硅气凝胶粉末采用如上所述的二氧化硅气凝胶粉末的制备方法制备得到。