一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，包括：將二氧化硅氣凝膠粉體細(xì)化、過篩得到細(xì)化氣凝膠；將密度大于水的有機溶劑霧化，在密閉容器中形成包膜試劑，將細(xì)化氣凝膠均勻分散在密閉容器中形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；密閉容器底部裝有分散劑水溶液，并有攪拌裝置和吹氣裝置；待包覆氣凝膠下沉到分散劑水溶液表面，將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水溶液中，將密度小于水的包覆氣凝膠吹起，使其再次與包膜試劑接觸進行吸附。本發(fā)明專利技術(shù)提出的霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，保留了二氧化硅氣凝膠固有結(jié)構(gòu)和特性，實現(xiàn)了二氧化硅氣凝膠在水相中的穩(wěn)定分散，工序簡單，成本低。

Method for improving dispersion of silica gel by atomizing adsorption

The invention discloses an atomizing adsorption method, improved silica aerogel glue dispersion comprises: silica aerogel powder refinement and sieving refined aerogel; organic solvent atomizing density greater than water, the formation of coated reagent in the sealed container, the fine aerogel is uniformly dispersed in the sealed container the formation of powder spray, make the powder spray coating reagent adsorption coated aerogel; the sealed container is arranged at the bottom of the dispersant solution, and stirring device and a blowing device; to be coated aerogel sinking into the aqueous solution of dispersants surface coated aerogel will density is greater than or equal to the water dispersion in aqueous solution, the the density is smaller than water coated aerogel blowing, the adsorption and coating reagent contact again. The invention provides improved atomization adsorption of silica aerogel glue phase dispersion method retains the inherent structure and properties of silica aerogel, the dispersion in aqueous phase stable silica gel process is simple, low cost.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法
本專利技術(shù)涉及疏水二氧化硅氣凝膠
，尤其涉及一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法。
技術(shù)介紹
二氧化硅氣凝膠具有良好的保溫性能，在民用保溫材料尤其是外墻保溫方面，相比于建筑節(jié)能保溫領(lǐng)域的傳統(tǒng)無機保溫材料和有機保溫材料，氣凝膠具有更明顯的優(yōu)勢，二氧化硅氣凝膠具有納米多孔和三維網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，具有密度小、孔徑小、孔隙率高、比表面積大、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點。且制備原料可采用廉價的水玻璃、稻殼灰等，制備成本低。二氧化硅氣凝膠目前開始逐步應(yīng)用在建筑圍護結(jié)構(gòu)、涂料和混凝土中，但由于氣凝膠表面疏水性強，水接觸角140-150°，密度非常小，約為0.02-0.25g/mL，在水相材料難以實現(xiàn)分散均勻。研究表明，氣凝膠作為多孔材料，孔隙率高達(dá)97％，由研究報道可知，氣凝膠吸附-脫附性能非常好，并且可以循環(huán)利用。氣凝膠的復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛研究，以化學(xué)鍵連結(jié)構(gòu)與有機高分子基體復(fù)合，或與無機材料無機纖維的復(fù)合，將氣凝膠材料的優(yōu)勢性能應(yīng)用于多種材料中，起到改進作用。專利CN102660044.A采用苯乙烯單體在氣凝膠材料微球表面聚合反應(yīng)的方法，在氣凝膠表面包覆有機材料，形成氣凝膠與聚苯乙烯核殼復(fù)合顆粒。然而，在常用的建筑材料中，如在水性涂料中氣凝膠的摻雜和使用過程，復(fù)合材料或化學(xué)方法會提高生產(chǎn)成本和工序的復(fù)雜性，甚至破壞氣凝膠本身的固有結(jié)構(gòu)和特性，并且有機部分的引入會降低氣凝膠材料的燃燒性能，增大其火災(zāi)危險性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
基于
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其保留了二氧化硅氣凝膠本身的固有結(jié)構(gòu)和特性，并實現(xiàn)了二氧化硅氣凝膠在水相中的穩(wěn)定分散，且工序簡單，成本低。本專利技術(shù)提出的一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，包括以下步驟：S1、將二氧化硅氣凝膠粉體細(xì)化，過篩后得到細(xì)化氣凝膠；S2、將密度大于水的有機溶劑進行霧化，然后從密閉容器頂部輸送進密閉容器中形成包膜試劑，再將細(xì)化氣凝膠均勻分散在密閉容器中形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；其中，所述密閉容器底部裝有分散劑水溶液，并設(shè)置有攪拌裝置和吹氣裝置；S3、待包覆氣凝膠下沉到分散劑水溶液表面，利用攪拌裝置將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水溶液中，利用吹氣裝置將密度小于水漂浮在液面的包覆氣凝膠吹起，使其再次與包膜試劑接觸，并進行吸附。優(yōu)選地，在S1中，將二氧化硅氣凝膠粉體加入到球磨罐中，利用球磨進行細(xì)化。優(yōu)選地，在S1中，在球磨的過程中，球磨的速度為100-300r/min，球磨的時間為2-4h；所采用的磨球為瑪瑙磨球、陶瓷磨球、不銹鋼磨球中的一種；且磨球由粒徑分別為8mm、11mm、14mm、20mm的四種磨球組成。優(yōu)選地，在S1中，在球磨的過程中，磨球與二氧化硅氣凝膠粉體的體積比為2-3：1，且二氧化硅氣凝膠粉體的加入量小于等于球磨罐體積的三分之二。優(yōu)選地，在S1中，所述二氧化硅氣凝膠粉體的導(dǎo)熱系數(shù)為0.018-0.024W/(m·k)，振實密度為0.08-0.13g/mL，孔隙率為93-97％，孔徑分布為10-100nm。優(yōu)選地，在S2中，所述有機溶劑為密度大于水、易揮發(fā)且不溶于水的有機溶劑。優(yōu)選地，在S2中，所述有機溶劑為二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、溴乙烷中的一種或者多種的混合物。優(yōu)選地，在S2中，將密度大于水的有機溶劑進行霧化的過程中，采用壓力式霧化器進行霧化，且霧化壓力為0.2-0.5MPa。優(yōu)選地，在S2中，所述分散劑水溶液中，分散劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-1％。優(yōu)選地，分散劑為O/W型表面活性劑；所述O/W型表面活性劑為陰離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型親水性表面活性劑中的一種或者多種的混合物。優(yōu)選地，所述O/W型表面活性劑為硬脂酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉、十八烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、卵磷脂、氨基酸型分散劑、甜菜堿型分散劑、蔗糖酯、單甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯類、聚氧乙烯脂肪醇醚類、聚氧乙烯聚丙烯共聚物類中的一種或者多種的混合物。優(yōu)選地，所述氨基酸型分散劑為十二烷基氨基丙酸鈉、十二烷基二亞甲基二甲酸鈉中的一種或者兩種的混合物；所述甜菜堿型分散劑為羧基甜菜堿、磺基甜菜堿中的一種或者兩種的混合物；所述聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯為聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯中的一種或者多種的混合物。優(yōu)選地，在S2中，所用有機溶劑的體積與細(xì)化氣凝膠的質(zhì)量比為1.54-25.71mL/g。優(yōu)選地，密閉容器內(nèi)的系統(tǒng)溫度為5-25℃。本專利技術(shù)霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其將密度大于水的有機溶劑霧化后在密閉容器中形成包膜試劑，然后均勻分散細(xì)化后的二氧化硅氣凝膠粉體，使其吸附包膜試劑，二氧化硅氣凝膠的表面包覆了包膜試劑后，總體重力增加，在重力勢能的作用下會自動下沉到水溶液表面，再經(jīng)攪拌會與水溶液分散，密度大于等于水的顆粒便可在動力攪拌下在水溶液中實現(xiàn)穩(wěn)定分散，密度小于水的顆粒在水溶液表面漂浮，經(jīng)過氣流吹送，再次在容器上層空間，與包膜試劑接觸，進行表面包覆，反復(fù)如此，直至密度與水相近，可分散在水中為止；本專利技術(shù)可以實現(xiàn)二氧化硅氣凝膠的吸附量、密度和分散粒徑的可控，通過自重重力勢能作用進行自動分離，在攪拌力作用下，借助有機溶劑的密度來實現(xiàn)在基體中的均勻分散，并通過表面活性劑提高分散穩(wěn)定性。制備工藝簡便，常壓干燥，可連續(xù)操作性強。有效縮短了氣凝膠表面改性時間，提高了生產(chǎn)效率。有機溶劑揮發(fā)分解，在材料基體內(nèi)無殘留，不破壞產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能。具體實施方式下面，通過具體實施例對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。實施例1本專利技術(shù)提出的一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，包括以下步驟：S1、將二氧化硅氣凝膠粉體細(xì)化，過篩后得到細(xì)化氣凝膠；S2、將密度大于水的有機溶劑進行霧化，然后從密閉容器頂部輸送進密閉容器中形成包膜試劑，再將細(xì)化氣凝膠均勻分散在密閉容器中形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；其中，所述密閉容器底部裝有分散劑水溶液，并設(shè)置有攪拌裝置和吹氣裝置；S3、待包覆氣凝膠下沉到分散劑水溶液表面，利用攪拌裝置將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水溶液中，利用吹氣裝置將密度小于水漂浮在液面的包覆氣凝膠吹起，使其再次與包膜試劑接觸，并進行吸附。實施例2本專利技術(shù)提出的一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，包括以下步驟：S1、將二氧化硅氣凝膠粉體加入到球磨罐中，加入四種粒徑分別為8mm、11mm、14mm、20mm的瑪瑙磨球，設(shè)置轉(zhuǎn)速為100r/min，球磨4h進行細(xì)化，過篩后得到細(xì)化氣凝膠；S2、用加壓輸送泵將25mL二氯甲烷進行霧化，然后從頂部加入到密閉容器內(nèi)分散形成包膜試劑；用粉體輸送泵把1g細(xì)化氣凝膠輸送并均勻分散在密閉容器內(nèi)形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；其中，所述密閉容器底部裝有聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯水溶液，并設(shè)置有攪拌裝置，在水溶液表面附近裝有吹氣裝置；S3、待包覆氣凝膠下沉到聚氧乙烯脫水山梨醇單月桂酸酯水溶液表面，攪拌5min將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將二氧化硅氣凝膠粉體細(xì)化，過篩后得到細(xì)化氣凝膠；S2、將密度大于水的有機溶劑進行霧化，然后從密閉容器頂部輸送進密閉容器中形成包膜試劑，再將細(xì)化氣凝膠均勻分散在密閉容器中形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；其中，所述密閉容器底部裝有分散劑水溶液，并設(shè)置有攪拌裝置和吹氣裝置；S3、待包覆氣凝膠下沉到分散劑水溶液表面，利用攪拌裝置將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水溶液中，利用吹氣裝置將密度小于水漂浮在液面的包覆氣凝膠吹起，使其再次與包膜試劑接觸，并進行吸附。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將二氧化硅氣凝膠粉體細(xì)化，過篩后得到細(xì)化氣凝膠；S2、將密度大于水的有機溶劑進行霧化，然后從密閉容器頂部輸送進密閉容器中形成包膜試劑，再將細(xì)化氣凝膠均勻分散在密閉容器中形成粉體霧，使粉體霧吸附包膜試劑得到包覆氣凝膠；其中，所述密閉容器底部裝有分散劑水溶液，并設(shè)置有攪拌裝置和吹氣裝置；S3、待包覆氣凝膠下沉到分散劑水溶液表面，利用攪拌裝置將密度大于等于水的包覆氣凝膠攪拌分散在水溶液中，利用吹氣裝置將密度小于水漂浮在液面的包覆氣凝膠吹起，使其再次與包膜試劑接觸，并進行吸附。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，在S1中，將二氧化硅氣凝膠粉體加入到球磨罐中，利用球磨進行細(xì)化。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，在S1中，在球磨的過程中，球磨的速度為100-300r/min，球磨的時間為2-4h；所采用的磨球為瑪瑙磨球、陶瓷磨球、不銹鋼磨球中的一種；且磨球由粒徑分別為8mm、11mm、14mm、20mm的四種磨球組成。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，在S1中，在球磨的過程中，磨球與二氧化硅氣凝膠粉體的體積比為2-3：1，且二氧化硅氣凝膠粉體的加入量小于等于球磨罐體積的三分之二。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在于，在S1中，所述二氧化硅氣凝膠粉體的導(dǎo)熱系數(shù)為0.018-0.024W/(m·k)，振實密度為0.08-0.13g/mL，孔隙率為93-97％，孔徑分布為10-100nm。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述霧化吸附提高二氧化硅氣凝膠水相分散性的方法，其特征在...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬麗艷，劉忠，
申請(專利權(quán))人：伊科納諾北京科技發(fā)展有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京,11