疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法技術

本發明專利技術涉及疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法，包括以下具體步驟，S1、溶膠

【技術實現步驟摘要】
疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法


[0001]本專利技術涉及氣凝膠氈制備領域，尤其涉及一種疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法。

技術介紹

[0002]氣凝膠是一種輕質、多孔固體材料，具有三維網絡結構。粒徑和孔徑均介于1
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100nm之間，是典型的納米材料，孔隙率可達90
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99.8%，由于氣凝膠具有特異的多孔納米網絡結構，使其具有其他材料無可比擬的卓越性能，超低的密度，可低至3kg/m3，比表面積可達1000m2/g以上，室溫下導熱系數可低至0.017w/m.k以下。氣凝膠的這些優異性能使其具有非常廣泛的應用范圍。
[0003]但目前的氣凝膠氈存在干燥時間長、干燥效率低、生產周期長的問題。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的在于克服現有技術存在的干燥時間長、干燥效率低、生產周期長問題，提供一種疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法。
[0005]為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本專利技術通過以下技術方案實現：一種疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法，包括以下具體步驟，S1、溶膠
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凝膠法制備硅溶膠：將聚硅氧烷與無水乙醇混合攪拌5
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10min，接著加入去離子水攪拌5
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10min，然后加入酸性催化劑攪拌10
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20min，最后加入堿性催化劑攪拌5
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15min，即可得到硅溶膠，全程使溶膠控溫在15
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25℃，其中聚硅氧烷、去離子水、無水乙醇、酸性催化劑、堿性催化劑的摩爾比為1：（1
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3）；S2、制備硅烷偶聯劑水解液：將硅烷偶聯劑與無水乙醇混合攪拌10
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15min，接著加入去離子水和酸性催化劑，繼續攪拌15
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30min，得到硅烷偶聯劑水解液，其中硅烷偶聯劑、去離子水、無水乙醇、酸性催化劑的摩爾比為1：（2
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4）：（20
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30）：（0.01：0.1）；S3、與基材棉復合制備濕凝膠氈：將步驟S1制備的硅溶膠浸潤到基材棉，使基材棉浸透，然后過微波線加熱凝膠
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固化得到固化的凝膠氈，在固化的凝膠氈上下面噴涂硅烷偶聯劑水解液得到濕凝膠氈；S4、濕凝膠氈與鋼網進行復卷：鋼網在復卷軸心卷5
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10圈，然后將濕凝膠氈與鋼網重疊進行卷繞，待濕凝膠氈卷繞完成后，將鋼網繼續卷繞2
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3圈，得到濕凝膠氈卷，將濕凝膠氈卷放入托盤內密封靜置老化8
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12h；S5、超臨界干燥：將步驟S4中老化好的濕凝膠氈卷吊入干燥釜中，往干燥釜內加入干燥釜容積20
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40%的無水乙醇，蓋好釜蓋，向干燥釜內預充2
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4Mpa的氮氣，升溫至290
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300℃，在14
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16Mpa
的壓力下保持0.5
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2h后排出乙醇，接著對干燥釜內進行抽真空，對釜體吹風加速降溫，釜溫降至70℃后打開釜蓋吊出產品，得到整卷的氣凝膠氈產品。
[0006]本專利技術的有益效果是：使用聚硅氧烷為前驅體，通過溶膠
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凝膠法制備濕凝膠；使用硅烷偶聯劑增加凝膠骨架，硅烷偶聯劑提前預水解，噴涂到過完微波線還保留有溫度的凝膠上加速偶聯劑能鏈接上去，超臨界乙醇高溫狀態下偶聯劑與凝膠發生二次反應，達到充分反應，增強骨架的效果非常明顯；采用不銹鋼網進行膠氈間隔，保證傳熱效果及流體通道，達到了快速干燥且保持氣凝膠網絡結構的效果；將氣凝膠氈做成大卷狀，提升產能、提升效率，是降低成本的最有效方式；因此該疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法能縮短干燥時間、提供干燥效率、縮短生產周期。
具體實施方式
[0007]下面將結合實施例，來詳細說明本專利技術。
[0008]一種疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法，包括以下具體步驟，S1、溶膠
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凝膠法制備硅溶膠：將聚硅氧烷與無水乙醇混合攪拌5
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10min，接著加入去離子水攪拌5
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10min，然后加入酸性催化劑攪拌10
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20min，最后加入堿性催化劑攪拌5
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15min，即可得到硅溶膠，全程使溶膠控溫在15
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25℃，其中聚硅氧烷、去離子水、無水乙醇、酸性催化劑、堿性催化劑的摩爾比為1：（1
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3）：（10
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30）：（0.01
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0.1）：（0.01
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0.3）；S2、制備硅烷偶聯劑水解液：將硅烷偶聯劑與無水乙醇混合攪拌10
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15min，接著加入去離子水和酸性催化劑，繼續攪拌15
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30min，得到硅烷偶聯劑水解液，其中硅烷偶聯劑、去離子水、無水乙醇、酸性催化劑的摩爾比為1：（2
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4）：（20
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30）：（0.01：0.1）；S3、與基材棉復合制備濕凝膠氈：將步驟S1制備的硅溶膠浸潤到基材棉，使基材棉浸透，然后過微波線加熱凝膠
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固化得到固化的凝膠氈，在固化的凝膠氈上下面噴涂硅烷偶聯劑水解液得到濕凝膠氈；S4、濕凝膠氈與鋼網進行復卷：鋼網在復卷軸心卷5
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10圈，然后將濕凝膠氈與鋼網重疊進行卷繞，待濕凝膠氈卷繞完成后，將鋼網繼續卷繞2
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3圈，得到濕凝膠氈卷，將濕凝膠氈卷放入托盤內密封靜置老化8
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12h；S5、超臨界干燥：將步驟S4中老化好的濕凝膠氈卷吊入干燥釜中，往干燥釜內加入干燥釜容積20
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40%的無水乙醇，蓋好釜蓋，向干燥釜內預充2
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4Mpa的氮氣，升溫至290
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300℃，在14
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16Mpa的壓力下保持0.5
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2h后排出乙醇，接著對干燥釜內進行抽真空，對釜體吹風加速降溫，釜溫降至70℃后打開釜蓋吊出產品，得到整卷的氣凝膠氈產品。
[0009]實施例1制備硅溶膠：將多聚硅氧烷與無水乙醇混合攪拌10min，接著加入去離子水攪拌5min，然后加入氫氟酸攪拌15min，最后加入氨水攪拌10min，即可得到硅溶膠，全程使溶膠控溫在15
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20℃。其中多聚硅氧烷、去離子水、無水乙醇、氫氟酸、氨水的摩爾比為1：2：25：0.01：0.02。
[0010]制備硅烷偶聯劑水解液：將甲基三乙氧基硅烷與無水乙醇混合攪拌10min，接著加入去離子水和硝酸，繼續攪拌20min，靜置得到硅烷偶聯劑水解液。該水解液可一次性配制后儲存，分批使用。其中甲基三乙氧基硅烷、去離子水、無水乙醇、硝酸的摩爾比為1：3：20：0.05。
[0011]制備濕凝膠氈：將制備好的硅溶膠通過在線浸膠的方式浸潤到玻璃纖維針刺氈上，使玻璃纖維針刺氈浸透，然后過微波線進行凝膠
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固化，通過調節微波傳送帶速率和本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種疏水型二氧化硅氣凝膠氈的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟，S1、溶膠
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凝膠法制備硅溶膠：將聚硅氧烷與無水乙醇混合攪拌5
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10min，接著加入去離子水攪拌5
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10min，然后加入酸性催化劑攪拌10
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20min，最后加入堿性催化劑攪拌5
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15min，即可得到硅溶膠，全程使溶膠控溫在15
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25℃；S2、制備硅烷偶聯劑水解液：將硅烷偶聯劑與無水乙醇混合攪拌10
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15min，接著加入去離子水和酸性催化劑，繼續攪拌15
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30min，得到硅烷偶聯劑水解液；S3、與基材棉復合制備濕凝膠氈：將步驟S1制備的硅溶膠浸潤到基材棉，使基材棉浸透，然后過微波線加熱凝膠
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固化得到固化的凝膠氈，在固化的凝膠氈上下面噴涂硅烷偶聯劑水解液得到濕凝膠氈；S4、濕凝膠氈與鋼網進行復卷：鋼網在復卷軸心卷5
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10圈，然后將濕凝膠氈與鋼網重疊進行卷繞，待濕凝膠氈卷繞完成后，將鋼網繼續卷繞2
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3圈，得到濕凝膠氈卷，將濕凝膠氈卷放入托盤內密封靜置老化8
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12h；S5、超臨界干燥：將步驟S4中老化好的濕凝膠氈卷吊入干燥釜中，往干燥釜內加入干燥釜容積20
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40%的無水乙醇，蓋好釜蓋，向干燥釜內預充2
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4Mpa的氮氣，升溫至290
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300℃，在14
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16Mpa的壓力下保持0...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王天賦，單文波，王作勤，張飛勇，劉傳剛，
申請(專利權)人：湖北硅金凝節能減排科技有限公司，
類型：發明
國別省市：