[發(fā)明專利]一種氣凝膠生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710102091.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN108499496A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 項(xiàng)曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 益科博能源科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): B01J13/00
• 分類號(hào): B01J13/00
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 翁霞;姜龍

本發(fā)明公開了一種氣凝膠生產(chǎn)方法。本發(fā)明的氣凝膠生產(chǎn)方法包括：(a)提供混合物，所述混合物包括硅源、醇溶劑和催化劑；(b)將步驟(a)提供的所述混合物按一定比例混合制備醇凝膠；(c)將制得的醇凝膠進(jìn)行超臨界干燥處理，從而獲得干燥的氣凝膠，并且得到回收的醇溶劑；(d)對(duì)超臨界干燥后的氣凝膠進(jìn)行抽真空處理，排出氣凝膠內(nèi)的雜質(zhì)和水分，得到純凈的氣凝膠產(chǎn)品。本發(fā)明的氣凝膠生產(chǎn)方法，成本低，可實(shí)現(xiàn)原料循環(huán)利用，能耗低生產(chǎn)效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣凝膠生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種氣凝膠生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

氣凝膠是世界上已知的最輕的固體材料，因其具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)，堅(jiān)固耐用，耐高溫、防爆等特點(diǎn)，在航空航天、國防軍工、綠色建筑、新能源、環(huán)境治理、太陽能熱利用等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。被稱成為改變世界的神奇材料，列入20世紀(jì)90年代以來10大熱門科學(xué)技術(shù)之一，是具有巨大應(yīng)用價(jià)值的軍民兩用技術(shù)。

氣凝膠因成分不同，主要有二氧化硅氣凝膠、氧化鋁氣凝膠、氧化鋯氣凝膠和碳?xì)饽z等。當(dāng)前，二氧化硅氣凝膠的絕熱性能最為引人注目，技術(shù)也最為成熟，國內(nèi)外氣凝膠的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大多圍繞二氧化硅氣凝膠絕熱應(yīng)用展開。

一般氣凝膠的生產(chǎn)遵循配膠凝膠、老化、置換、超臨界干燥處理等過程，整體過程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能耗高，還涉及大量的醇溶劑的輸入與排放，整個(gè)生產(chǎn)流程調(diào)集的人力物力均較大。

氣凝膠的制備方法一般有常壓制備和超臨界制備兩種，目前超臨界制備方式是首選的方法路線，生產(chǎn)設(shè)備為反應(yīng)釜，溶劑介質(zhì)一般為乙醇。要達(dá)到超臨界狀態(tài)，乙醇的體積將會(huì)膨脹2倍，因此反應(yīng)釜的充填容積率需要控制在30％以下，設(shè)備的利用效率較低；同時(shí)，反應(yīng)釜也是一個(gè)高耗能的生產(chǎn)設(shè)備，因此，傳統(tǒng)方法的氣凝膠生產(chǎn)成本較高。

因此，本領(lǐng)域急需開發(fā)新的能耗低、產(chǎn)量大和產(chǎn)品可直接使用的氣凝膠生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、產(chǎn)量大和產(chǎn)品可直接使用的氣凝膠生產(chǎn)方法。

在本發(fā)明中，提出了一種氣凝膠生產(chǎn)方法，所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：

(a)提供混合物，所述混合物包括硅源、醇溶劑和催化劑；

(b)將步驟(a)提供的所述混合物按一定比例混合制備醇凝膠；

(c)將制得的醇凝膠進(jìn)行超臨界干燥處理，從而獲得干燥的氣凝膠，并且得到回收的醇溶劑；

(d)對(duì)超臨界干燥后的氣凝膠進(jìn)行抽真空處理，排出氣凝膠內(nèi)的雜質(zhì)和水分，得到純凈的氣凝膠產(chǎn)品。

將回收的醇溶劑用作步驟(a)中的所述醇溶劑原料。

所述醇溶劑的質(zhì)量濃度為90％～98％；

較佳地，所述醇溶劑的質(zhì)量濃度為91％～97％；更佳地，為92％～96％。

所述硅源選自下組：正硅酸乙酯、硅酸鈉、正硅酸甲酯、甲基三乙氧基硅烷、多聚硅氧烷、水玻璃、硅溶膠以及稻殼灰。

所述醇溶劑選自下組：乙醇、甲醇以及異丙醇。

所述抽真空處理的工作溫度為220～300℃。

超臨界干燥處理時(shí)，介質(zhì)的升溫速率根據(jù)能量輸入控制曲線控制，所述能量輸入控制曲線根據(jù)下式計(jì)算獲得：

P_in＝C(T)ρ(T)V(dT/dt)+V(dP_a(T)/dt)

式中，P_in為外界有效能量輸入功率；

C(T)為T溫度下溶劑比熱容，KJ/Kg·K