气凝胶制品及其制备方法技术

本申请公开了一种气凝胶制品及其制备方法，涉及建筑用材技术领域。一种气凝胶制品的制备方法包括：将硅源前驱体与催化剂混合，得到混合溶液；将所述混合溶液填充至多孔硬质基材的至少部分孔洞中，静置凝胶，得到填充有湿凝胶的硬质基材；对所述填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥，得到气凝胶制品。一种气凝胶制品，采用上述气凝胶制品的制备方法制得。本申请能够解决当前工艺制作出的气凝胶板的各方面性能不佳的问题。能不佳的问题。能不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
气凝胶制品及其制备方法


[0001]本申请属于建筑用材
，具体涉及一种气凝胶制品及其制备方法。

技术介绍

[0002]建筑保温板通过对建筑围护结构采取措施，减少建筑室内热量向室外散发，从而能够保持建筑室内温度。除此以外，一些建筑保温板还具有防水、阻燃等特点。当前，市面上采用气凝胶板作为建筑保温板，起到隔热、防水、阻燃的功能。这些气凝胶板均通过各种原料与已经制备好的气凝胶粉机械混合并制作而成。然而上述制作工艺制作出的气凝胶板强度相对较低，且保温效果、防水效果、阻燃效果等均不够理想。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的是提供一种气凝胶制品及其制备方法，能够解决当前工艺制作出的气凝胶板的各方面性能不佳的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0005]本申请实施例提供了一种气凝胶制品的制备方法，该气凝胶制品的制备方法包括：
[0006]将硅源前驱体与催化剂混合，得到混合溶液；
[0007]将所述混合溶液填充至多孔硬质基材的至少部分孔洞中，静置凝胶，得到填充有湿凝胶的硬质基材；
[0008]对所述填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥，得到气凝胶制品。
[0009]本申请实施例还提供了一种气凝胶制品，采用上述气凝胶制品的制备方法制得；
[0010]所述气凝胶制品包括：多孔硬质基材，所述多孔硬质基材具有多个孔洞，所述孔洞内填充有气凝胶；
[0011]所述多孔硬质基材的孔隙率不低于20％。
[0012]本申请实施例中，由于多孔硬质基材具有多个孔洞，可以在至少部分孔洞中填充硅源前驱体与催化剂混合得到的混合溶液，静置凝胶，并进行干燥，从而得到气凝胶制品。基于此，得到的气凝胶制品具有较佳的隔热性能、防水性能、阻燃性能，且具有较高的强度，适用于建筑用材。
附图说明
[0013]图1为本申请实施例公开的气凝胶制品的结构示意图；
[0014]图2为本申请实施例公开的第一种多孔硬质基材的结构示意图；
[0015]图3为本申请实施例公开的第二种多孔硬质基材的结构示意图。
[0016]附图标记：
[0017]100
‑
多孔硬质基材；
[0018]200
‑
气凝胶。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值或单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围。
[0021]此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例进行详细地说明。
[0023]本申请实施例公开了一种气凝胶制品的制备方法，所公开的气凝胶制品的制备方法包括：
[0024]将硅源前驱体与催化剂混合，以得到混合溶液；
[0025]将上述混合溶液填充至多孔硬质基材的至少部分孔洞中，静置凝胶，以得到填充有湿凝胶的硬质基材；
[0026]对上述填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥，以得到气凝胶制品。
[0027]可选地，硅源前驱体可以是水玻璃。其中，硅酸钠俗称泡花碱，是一种无机物，化学式为Na2O
·
nSiO2，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂。本申请实施例中，以水玻璃为硅源前驱体制作气凝胶，除此以外，还可以采用其他物质作为硅源前驱体，对此，，本申请实施例中不限制硅源前驱体的具体形式。
[0028]可选地，催化剂可以为酸性物质，如此，将硅源前驱体与催化剂混合时，两者发生化学反应，以得到混合溶液。
[0029]本申请实施例中，以多孔硬质基材作为制作气凝胶制品的基材，由于多孔硬质基材具有多个孔洞，使得混合溶液可以对多孔硬质基材的至少部分孔洞进行填充，以便于对多孔硬质基材的孔洞进行封堵。
[0030]可以理解的是，上述至少部分孔洞可以是通过混合溶液填充全部的孔洞，还可以以是通过混合溶液填充一部分孔洞，而另一部分孔洞未被填充。然而，为保证气凝胶制品的整体性能，通常采用混合溶液填充全部孔洞，以便于得到性能较佳的气凝胶制品。
[0031]在混合溶液填充至多孔硬质基材的孔洞后，需要静置一段时间，以使混合溶液凝胶。待混合溶液凝胶后，得到填充有湿凝胶的硬质基材，此时还需对湿凝胶进行干燥，最终得到填充有干凝胶的硬质基材，也即，得到气凝胶制品。
[0032]此处需要说明的是，气凝胶制品的制备方法除了上述各步骤之外，还可以包括老化步骤。具体为，在静置凝胶，得到填充有湿凝胶的硬质基材的步骤之后，在对填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥的步骤之前，还可以在60℃的条件下老化3小时～5小时，以改变湿凝胶的物理结构或化学结构。
[0033]相比于通过多种原料与已经制备好的气凝胶粉机械混合制作而成的气凝胶板，采用本申请实施例提供的气凝胶制品的制备方法得到的气凝胶制品，具有较佳的隔热性能、防水性能、阻燃性能等，且具有较高的强度，使其不易变形或损坏。因此，满足于当前一些建筑用材的使用要求。
[0034]一些实施例中，将硅源前驱体与催化剂混合的步骤包括：将水玻璃与酸性催化剂混合，此时，硅源前驱体选用水玻璃，催化剂选用酸性催化剂，如此，在硅源前驱体与催化剂混合时，可以使水玻璃在酸性条件下发生化学反应，以得到含有二氧化硅的混合溶液，待静置一段时间后，方可形成二氧化硅湿凝胶。
[0035]其中，酸性催化剂可以包括盐酸、硝酸、硫酸、醋酸和草酸中的至少一种，即，可以采用一种酸或多种酸组合的形式，为水玻璃提供酸性条件。当然，本申请实施例中不限制酸性催化剂的具体形式。
[0036]其他实施例中，将硅源前驱体与催化剂混合的步骤包括：将硅源前驱体在酸性条件下水解，得到硅源前驱体水溶液，并将硅源前驱体水溶液与碱性催化剂混合。
[0037]可选地，硅源前驱体可以包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷中的至少一种。上述一种或多种类型的硅源前驱体可以在酸性条件下水解，以得到硅源前驱体溶液。
[0038]可选地，酸性溶液包括盐酸、硝酸、硫酸、醋酸和草酸中的至少一种，即，可以采用一种酸或多种酸组合以得到酸性溶液，为硅源前驱体水解提供酸性条件。当然，本申请实施例中不限制酸性溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将硅源前驱体与催化剂混合，得到混合溶液；将所述混合溶液填充至多孔硬质基材的至少部分孔洞中，静置凝胶，得到填充有湿凝胶的硬质基材；对所述填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥，得到气凝胶制品。2.根据权利要求1所述的气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述将硅源前驱体与催化剂混合，包括：将水玻璃与酸性催化剂混合，所述酸性催化剂包括盐酸、硝酸、硫酸、醋酸和草酸中的至少一种。3.根据权利要求1所述的气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述将硅源前驱体与催化剂混合，包括：将正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷中的至少一种加入酸性溶液中进行水解，得到硅源前驱体水解液；将所述硅源前驱体水解液与碱性催化剂混合；其中，所述酸性溶液包括盐酸、硝酸、硫酸、醋酸和草酸中的至少一种，所述碱性催化剂包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、氢氧化钾和碳酸钾中的至少一种。4.根据权利要求1所述的气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述静置凝胶的温度为10℃～60℃，时间为10秒～48小时。5.根据权利要求1至4中任一项所述的气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述干燥包括超临界干燥、亚临界干燥、常压干燥、真空干燥和冷冻干燥中的至少一种。6.根据权利要求5所述的气凝胶制品的制备方法，其特征在于，所述常压干燥的温度为50℃～200℃，时间为3小时～24小时；所述干燥为常压干燥时，在所述静置凝胶，得到填充有湿凝胶的硬质基材的步骤之后，在所述对所述填充有湿凝胶的硬质基材进行干燥的步骤之前，所述制备方法包括：对所述填充有湿凝胶的硬质基材进行洗涤和改性；其中，所述洗涤是在50℃～80℃条件下用醇类溶剂进行洗涤，所述洗涤的时间为2小时～8小时；所述改性是在50℃～80℃条件下用改性剂浸泡所述填充有湿凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昌兵，王超，许湘，刘韶浦，叶佳英，骆菁，王艺璇，余盛锦，
申请(专利权)人：纳诺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：