[發(fā)明專利]基于線形有機(jī)硅寡聚物的氧化硅氣凝膠、制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811552429.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN109592689B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張學(xué)同;王錦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): C01B33/158
• 分類號(hào): C01B33/158;C01B33/145
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種基于線形有機(jī)硅寡聚物的氧化硅氣凝膠的制備方法，其特征在于包括：

（1）將有機(jī)硅氧烷、酸性水溶液與醇混合均勻并于80~150℃加熱5~12h，制備得到含線形有機(jī)硅寡聚物的溶膠前驅(qū)體，所述有機(jī)硅氧烷選自正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基甲氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷中的任意一種或兩種以上的組合，所述有機(jī)硅寡聚物的硅原子數(shù)為5~10，骨架中的Si通過(guò)Si-O-Si鍵連接并形成線形分子，所述酸性水溶液中H⁺含量為10^-6~10^-1mol/L，所述有機(jī)硅氧烷、酸性水溶液與醇的摩爾比為1：1.8~2.2：1~10；

（2）將所述的溶膠前驅(qū)體與稀釋劑混合，并加入催化劑，靜置后形成凝膠，之后再靜置老化，所述溶膠前驅(qū)體、稀釋劑與催化劑的體積比為1：0.1 ~ 3 ：0.01~0.5；

（3）將步驟（2）所獲老化后的凝膠機(jī)械粉碎，自然晾干5~10h，最后于80~250℃鼓風(fēng)干燥5~10h，獲得氧化硅氣凝膠；

所述基于線形有機(jī)硅寡聚物的氧化硅氣凝膠為粉體，平均粒徑為50nm～1000μm，所述氧化硅氣凝膠所含孔洞的孔徑為1～500 nm，比表面積為150～2200 m²/g，孔容為0.5～6cm³/g，與水、油的接觸角均為0°，所述氧化硅氣凝膠的吸油量、吸水量均在100 wt%以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述酸性水溶液選自鹽酸、硫酸、草酸、醋酸或硝酸的稀溶液。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述醇選自甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、丁醇、叔丁醇中的任意一種或兩種以上的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述靜置老化的時(shí)間在5h以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述靜置老化的溫度為室溫至所述催化劑的沸點(diǎn)溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述稀釋劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、丁醇、叔丁醇、正己烷、環(huán)己烷、正庚烷、乙腈、甲苯、四氫呋喃、異苯甲醇和全氟代烷烴中的任意一種或兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述催化劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、尿素、氨水、吡啶、三甲基氯化銨和三乙胺中的任意一種或兩種以上的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述機(jī)械粉碎選自滾壓機(jī)粉碎、機(jī)械攪拌機(jī)粉碎、膠體磨粉碎、切割振蕩粉碎或果汁機(jī)粉碎。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述的油選自汽油、煤油、苯和/或苯的衍生物、烷烴或者烯烴。

10.一種對(duì)物體表面進(jìn)行超親水改性的方法，其特征在于包括：將權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述方法制備的基于線形有機(jī)硅寡聚物的氧化硅氣凝膠均勻涂敷于物體表面，并在涂敷完成后施加0.5~10MPa的壓力，形成超親水涂層。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)物體表面進(jìn)行超親水改性的方法，其特征在于：所述氧化硅氣凝膠微粉的用量為0.1～20g/m²。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)物體表面進(jìn)行超親水改性的方法，其特征在于：所述物體表面為干燥無(wú)水的光滑或粗糙表面。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的對(duì)物體表面進(jìn)行超親水改性的方法，其特征在于：所述物體選自玻璃、金屬、聚合物纖維、塑料膜、橡膠、木材、樹葉、昆蟲體表或羽毛。