具体技术细节
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其制得的耐高温气凝胶粉体具有较好的耐高温性能。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,包括以下步骤:
S1.将水性硅源加入水中,用不含氯的酸调节pH值至0.5‑5,置于‑2至‑3℃的环境中静置2‑3小时除盐,然后加入遮光剂并搅拌均匀得到溶胶;
S2.将步骤S1所得溶胶调节pH值至5‑6,加热至40‑60℃固化得到凝胶;
S3.将步骤S2所得凝胶置于10‑60℃的环境中静置老化12‑24小时得到老化凝胶;
S4.将步骤S3所得老化凝胶粉碎得到凝胶粉,40‑70℃下使用无氯无醇表面改性剂对凝胶粉进行改性得到改性凝胶;
S5.将步骤S4所得改性凝胶用干燥设备干燥后通过冷却系统冷却,然后用收集系统收集得到耐高温气凝胶粉体。
[0006] 进一步地,本发明所述步骤S1中,按重量份计,水性硅源30‑40份,水30‑40份,不含氯的酸10‑20份,遮光剂0.1‑0.5份。
[0007] 进一步地,本发明所述步骤S1中,水性硅源为水玻璃、偏硅酸钠中的其中一种。
[0008] 进一步地,本发明所述步骤S1中,不含氯的酸为硫酸、磷酸、柠檬酸、草酸中的其中一种。
[0009] 进一步地,本发明所述步骤S1中,遮光剂为氧化亚铁、炭黑、二氧化钛、六钛酸钾晶须、氧化锌、氧化铝、氧化镁、硅酸铝中的其中一种。
[0010] 进一步地,本发明所述步骤S4中,改性的具体过程为:将重量比为1:(1‑2)的无氯无醇表面改性剂与凝胶粉混合,10‑50r/min搅拌速率下搅拌60‑100min。
[0011] 进一步地,本发明所述步骤S4中,无氯无醇表面改性剂为六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、双三甲基硅氧基甲基硅烷、六甲基二硅氮烷。
[0012] 进一步地,本发明所述步骤S5中,干燥系统的进料温度为120‑150℃,出料温度为90‑105℃,冷却系统的温度为0‑2℃。
[0013] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:1)气凝胶中的热传途径包括固相导热、气相导热、辐射传热,在高温环境下主要是通过辐射传热,物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射,理论上讲,在绝对零度以上的任何物质都能进行热辐射,但只有在高温下才起决定作用。热辐射和可见光一样,同样具有反射、折射和吸收的特性,服从光的反射和折射定律。遮光剂对热辐射具有较强的吸收和散射性能,能有效抑制气凝胶中辐射传热的比例,本发明中遮光剂是在气凝胶粉体制备过程中引入,具有较好的相容性,因此制得的气凝胶粉体具有很好的耐高温性能。
[0014] 2)本发明所述耐高温凝胶粉体属于高温隔热领域通用型材料,解决了高温隔热领域高效能纳米隔热材料极其匮乏的难题,可用于高温工业窑炉、冶炼炉、石化裂解炉等高温工业设备以及需要高温防火保护的木材、钢材等材料,应用场景非常广泛,潜在市场价值极大。
法律保护范围
涉及权利要求数量8:其中独权1项,从权-1项
1.一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1.将水性硅源加入水中,用不含氯的酸调节pH值至0.5‑5,置于‑2至‑3℃的环境中静置2‑3小时除盐,然后加入遮光剂并搅拌均匀得到溶胶;
S2.将步骤S1所得溶胶调节pH值至5‑6,加热至40‑60℃固化得到凝胶;
S3.将步骤S2所得凝胶置于10‑60℃的环境中静置老化12‑24小时得到老化凝胶;
S4.将步骤S3所得老化凝胶粉碎得到凝胶粉,40‑70℃下使用无氯无醇表面改性剂对凝胶粉进行改性得到改性凝胶;
S5.将步骤S4所得改性凝胶用干燥设备干燥后通过冷却系统冷却,然后用收集系统收集得到耐高温气凝胶粉体。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,按重量份计,水性硅源30‑40份,水30‑40份,不含氯的酸10‑20份,遮光剂0.1‑0.5份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,水性硅源为水玻璃、偏硅酸钠中的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,不含氯的酸为硫酸、磷酸、柠檬酸、草酸中的其中一种。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,遮光剂为氧化亚铁、炭黑、二氧化钛、六钛酸钾晶须、氧化锌、氧化铝、氧化镁、硅酸铝中的其中一种。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中,改性的具体过程为:将重量比为1:(1‑2)的无氯无醇表面改性剂与凝胶粉混合,10‑50r/min搅拌速率下搅拌60‑100min。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中,无氯无醇表面改性剂为六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、双三甲基硅氧基甲基硅烷、六甲基二硅氮烷。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温气凝胶粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中,干燥系统的进料温度为120‑150℃,出料温度为90‑105℃,冷却系统的温度为0‑2℃。