[發明專利]一種自調光型透明復合氣凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710451818.9
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN109126643B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 盧軍;盧孟磊;張丁日;盧夢言;左小榮;盧珊;盧斌
• 申請（專利權）人: 湖南尚成新材料科技有限責任公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;C09K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種自調光型透明復合氣凝膠及其制備方法，其特征在于，所述自調光型透明復合氣凝膠是由氣凝膠層、熱致變色層、氣凝膠層構成，所述熱致變色層為內部分布有二氧化釩納米粒子的復合氣凝膠層。本發明還提供一種自調光型透明復合氣凝膠的制備方法，其步驟如下：（1）基體凝膠體的制備；（2）熱致變色凝膠體的制備；（3）復合凝膠體的制備；（4）超臨界干燥。本發明公開的自調光型透明復合氣凝膠除了具有優異的隔熱保溫、透明質輕、隔音、防爆、減震吸能等性能外，還具有自調光特性，即通過環境溫度變化自主調節氣凝膠的光學性能，提高節能效率，且制備工藝簡便實用，具有很高的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種自調光型透明復合氣凝膠及其制備方法，尤其涉及一種具有溫度相變特性的透明復合氣凝膠及其制備方法，屬于新型無機智能材料領域。

技術背景

目前，我國能源和環境問題日趨嚴重，而節能減排形勢還相當嚴峻。門窗是建筑節能的薄弱環節，是制約我國建筑節能水平提高的關鍵與瓶頸。對于門窗而言，需解決的技術途徑主要為：（1）提高門窗的熱工性能，要求傳熱系數≤1.0W/m²·K；（2）阻隔門窗對中遠紅外光的吸收；（3）門窗對近紅外光具有溫控特性。在門窗具有極低傳熱系數的前提下，我國寒冷地區和夏熱冬冷地區都要求門窗在夏季盡可能阻隔太陽輻射，而在冬季能充分利用太陽輻射得熱。而現有的門窗技術主要采用Low-E鍍膜玻璃，雖然能有效阻止夏季過多的太陽輻射進入室內，但是卻不利于冬季采暖，而且一定程度上影響了室內的自然采光。因此，亟待開發一種具有透明輕質、傳熱系數極低且可根據環境溫度變化對太陽熱的透射、反射進行智能調節的新型無機材料，以達到高效節能的目的，最終實現建筑房屋的零能耗。

發明內容

本發明的目的在于提出一種自調光型透明復合氣凝膠及其制備方法。

一種自調光型透明復合氣凝膠，其特征在于，由氣凝膠層、熱致變色層、氣凝膠層構成，所述熱致變色層為內部分布有VO₂納米粒子的復合氣凝膠層。

進一步地，所述VO₂納米粒子的尺寸為1~100nm。

進一步地，所述VO₂納米粒子在熱致變色層中均勻分布。

一種自調光型透明復合氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）基體凝膠體的制備，將有機硅烷、去離子水、有機溶劑和酸催化劑混合攪拌，水解反應4~60h，加堿催化劑，攪拌，反應0.01~1h，得到硅溶膠，凝膠，得到基體凝膠體，其中有機硅烷、去離子水、有機溶劑、酸催化劑、堿催化劑的體積比為1：0.05～5：0.5～8：0.0025～0.5：0.0025～0.5；

（2）熱致變色凝膠體的制備，按照步驟（1）的方法制備硅溶膠，再將VO₂納米粒子分散液加至硅溶膠中，攪拌均勻，再澆鑄至步驟（1）得到的基體凝膠體的表面上，利用化學催化或高能催化快速凝膠，得到熱致變色凝膠體，其中VO₂納米粒子分散液與硅溶膠的體積比為0.001%~10%；

（3）復合凝膠體的制備，按照步驟（1）的方法制備硅溶膠，再將硅溶膠澆鑄至步驟（2）得到的熱致變色凝膠體的表面上，凝膠，得到復合凝膠體；

（4）超臨界干燥，將步驟（3）得到的復合凝膠體進行超臨界干燥。

進一步地，所述有機硅烷為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的混合物。

進一步地，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮中的一種或幾種的混合物。