一种耐高温硅基气凝胶粉体及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109734101A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910184728.7(22)申请日2019.03.12(71)申请人江苏脒诺甫纳米材料有限公司地址214200江苏省无锡市宜兴市丁蜀镇陶都工业园(72)发明人李万景王美兰王传胜(74)专利代理机构宜兴市天宇知识产权事务所(普通合伙)32208代理人周舟(51)Int.Cl.C01B33/158(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种耐高温硅基气凝胶粉体及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种耐高温硅基气凝胶粉体，包括以下摩尔组份的物质，二元硅基氧化物1~2摩尔份，水玻璃1~2摩尔份。本发明还提供了一种耐高温硅基气凝胶粉体的制备方法。本发明中的耐高温硅基气凝胶为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及需求高温防火保护的木材、钢材等材料上，应用场景非常广泛，潜在市场价值巨大。CN109734101ACN109734101A权利要求书1/1页1.一种耐高温硅基气凝胶粉体，其特征在于，包括以下摩尔组份的物质，二元硅基氧化物1~2摩尔份，水玻璃1~2摩尔份。2.根据权利要求1所述的耐高温硅基气凝胶粉体，其特征在于，所述二元硅基氧化物为硅酸铝、莫来石或硅酸锆。3.根据权利要求1所述的耐高温硅基气凝胶粉体，其特征在于，所述二元硅基氧化物的振实密度小于0.2g/cm3，平均孔径小于50nm，室温热导率小于0.04W/m.K。4.一种耐高温硅基气凝胶粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将质量浓度为20%~30%的水玻璃溶液与水按体积1:1~2在容器中混合后形成混合液，在混合液中加入掺杂剂后搅拌均匀，所述掺杂剂为铝、锆、钛金属无机盐的一种或多种，所述掺杂剂质量为水玻璃溶液质量的0.05~0.1倍，再以2~4滴/s的速度向容器中滴入盐酸调节混合液的pH值至2~4，调节后进行搅拌20~30min形成复合硅基溶胶，再加入无水乙醇，复合硅基溶胶与无水乙醇的体积比为1:1~5，继续搅拌10~20min分钟得到混合胶；（2）在混合胶中以2~4滴/s的速度滴入氨水调节混合胶的pH值至7~9，静置待混合胶凝固后，将容器至于40~50℃的水浴中加热20~50min，进行老化，容器中的混合胶形成凝胶；（3）将老化后的凝胶碾碎，用去离子水洗涤1~2h，进行抽滤，抽滤后滤渣浸入甘油和聚氧化乙烯中置换，其中甘油和聚氧化乙烯的质量比为30~50:50~70，搅拌洗涤20~40min后，进行抽滤，抽滤后的滤渣在60~80℃下常压干燥1~2h后粉磨破碎得到硅基气凝胶粉体；（4）将硅基气凝胶粉体在1200~2000℃下高温烧结1~2h，得到耐高温硅基气凝胶粉体。2CN109734101A说明书1/3页一种耐高温硅基气凝胶粉体及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及气凝胶领域，尤其涉及一种耐高温硅基气凝胶粉体及其制备方法。背景技术[0002]气凝胶是近年来新材料领域的一颗耀眼新星。2007年8月19日，英国《星期日泰晤士报》发表文章“气凝胶——一种可以改变世界的神奇材料”；2014年12月，新材料在线“新材料资本与技术峰会”发布的未来十大潜力新材料中，气凝胶名列第三；2014年6月，美国Allied市场研究公司报告称，全球气凝胶市场价值2020年预计可达19亿美元，年复合增长率36.4%。2016年4月工信部授牌的“气凝胶创新应用推进中心”成立。在政府部门的鼓励与支持下，越来越多的专家学者、专业研究机构、企业和投资力量开始关注并研究气凝胶材料，迄今为止市场上专业从事气凝胶材料生产的规模企业已达十余家，专门针对气凝胶材料的全国性气凝胶学术研讨会已召开四届，各种规模、层次的创新创业大赛中也频频出现“气凝胶”的身影。气凝胶正在迅速成长为支撑传统产业转型升级、新兴产业崛起成长的中坚力量。[0003]气凝胶可由无机、有机等多种材料构成，其中以氧化硅气凝胶技术最为成熟，生产成本最低，且已经以保温毡形式在石化管道保温等领域得到应用。然而氧化硅气凝胶在800oC以上纳米孔道开始坍塌，在温度高于1000oC场合已基本失去保温效果，因而无法用于耐高温保温隔热领域。硅基陶瓷材料具有明显高于氧化硅材料的耐高温性能，如硅酸铝可以在1200oC环境下长期使用，莫来石（铝硅酸盐化合物）、硅酸锆的耐温分别可达1500、1700oC。然而目前国际上还未见有关硅基耐高温气凝胶材料的研究报道。发明内容[0004]发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐高温硅基气凝胶粉体及其制备方法。[0005]本发明的创新点在于本发明中的耐