本發(fā)明屬于冶金、化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種大體積柔性氣凝膠及其制作方法。
背景技術(shù):
氣凝膠是由聚合物或膠體料子相互結(jié)合形成多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),干燥后孔隙由氣態(tài)物質(zhì)填充的一種超輕固態(tài)材料,是吉尼斯世界紀錄最輕的一類固體材料。氣凝膠是一種分散介質(zhì)為氣體的凝膠材料,固體和孔隙結(jié)構(gòu)均為納米量級。氣凝膠的種類很多,有硅系、碳系、硫系、金屬氧化物系,一般常見的為硅氣凝膠。氣凝膠具有納米結(jié)構(gòu)、高比表面積、高孔隙率、低密度、低介電常數(shù)和極好的隔熱性能。氣凝膠獨特的結(jié)構(gòu)特性使其在熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等方面具有特殊的性能,有廣泛的應(yīng)用價值和前景。
現(xiàn)有技術(shù)中,值得一提的是制備過程中的干燥工藝并非一定是傳統(tǒng)的超臨界干燥,隨著實驗技術(shù)的進步,許多常壓干燥方法取代了超臨界干燥過程,克服了其制備周期長,生產(chǎn)成本高,實際應(yīng)用小等弊端,目前在氣凝膠的制備方法、結(jié)構(gòu)控制、性能測試及其應(yīng)用方面積累了很多經(jīng)驗。可以肯定的是以往的研究成果為目前的研究提供了堅實的基礎(chǔ),但由于傳統(tǒng)工藝存在的諸多缺點,如昂貴的制備成本,再加上納米多孔氣凝膠材料本身的高脆性和低強度等不足大大制約了氣凝膠的發(fā)展。因此,急需一種經(jīng)濟有效的方法制備出性能更加優(yōu)越的氣凝膠材料是國內(nèi)外研究學(xué)者共同的目標。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處,本發(fā)明旨在提供一種大體積柔性氣凝膠及其制作方法,制備出的氣凝膠強度高、制備成本低、密度低及柔韌性好。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的大體積柔性氣凝膠,包括以下成分:12~18份甲基三乙氧基硅烷、2~6份乙烯基三甲氧基硅烷、110~160份甲醇、3~8份氨水。
優(yōu)選的,包括以下成分:12份甲基三乙氧基硅烷、2份乙烯基三甲氧基硅烷、110份甲醇、3份氨水。
優(yōu)選的,包括以下成分:18份甲基三乙氧基硅烷、6份乙烯基三甲氧基硅烷、160份甲醇8份氨水。
一種大體積柔性氣凝膠的制作方法,包括以下步驟:
1)量取上述量份的甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲醇、氨水備用;
2)將甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲醇在攪拌條件下混合,加入氨水,然后在常溫下靜置2~3h;
3)將上述溶液在50~65℃下靜置30~46h,在55~65℃下進行第一次干燥,干燥1~2h后,在90~210℃下進行第二次干燥,制備出氣凝膠;
4)將步驟2)中配制的溶液倒入天然棉花,或高分子人造棉,或無機纖維棉中,通過步驟3)處理后,制備出大體積氣凝膠;
5)將步驟3)、4)中制備的氣凝膠包裹于高分子薄膜材料中,制備出具備良好力學(xué)性能的增強型氣凝膠。
本發(fā)明的大體積柔性氣凝膠及其制作方法具有以下優(yōu)點:1、采用本發(fā)明制作出的氣凝膠的密度為0.081g/cm3,且強度高,具有如海綿一樣的柔韌性及可伸縮性,放入水中與水完全分離,具有超疏水性。2、本發(fā)明的氣凝膠還具有良好的吸聲性能及隔熱性能,可作為優(yōu)質(zhì)高分子隔熱材料。3、本發(fā)明的制作方法簡單、高效、生產(chǎn)成本低,具有很好的經(jīng)濟價值和市場前景。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的大體積柔性氣凝膠的制作方法的工藝流程圖。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
實施例1
量取12份甲基三乙氧基硅烷、2份乙烯基三甲氧基硅烷、110份甲醇在攪拌條件下混合,加入3份氨水,然后在常溫下靜置2h;將上述溶液在50℃下靜置30h,在55℃下進行第一次干燥,干燥1h后,在90℃下進行第二次干燥,制備出氣凝膠;將上述配制的溶液倒入天然棉花,或高分子人造棉,或無機纖維棉中,通過步驟處理后,制備出大體積氣凝膠;將上述制備的氣凝膠包裹于高分子薄膜材料中,制備出具備良好力學(xué)性能的增強型氣凝膠。
實施例2
量取18份甲基三乙氧基硅烷、6份乙烯基三甲氧基硅烷、160份甲醇在攪拌條件下混合,加入8份氨水,然后在常溫下靜置3h;將上述溶液在65℃下靜置46h,在65℃下進行第一次干燥,干燥2h后,在210℃下進行第二次干燥,制備出氣凝膠;將上述配制的溶液倒入天然棉花,或高分子人造棉,或無機纖維棉中,通過步驟處理后,制備出大體積氣凝膠;將上述制備的氣凝膠包裹于高分子薄膜材料中,制備出具備良好力學(xué)性能的增強型氣凝膠。
顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。