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气凝胶材料生产与制备工艺
发布时间:2019-07-10
气凝胶材料优越的保温隔热等性能,使得其具有较为广泛的应用价值,将会成为现有保温隔热材料领域重要的潜在替代品,属于国家大力提倡发展的新材料之一。目前我国在气凝胶领域与美国等技术巨头同属于第一梯队,为我国气凝胶产业化发展提供了良好的竞争环境,国内市场发展空间较大。下面给大家介绍下气凝胶的制备工艺技术。
1、气凝胶制备工艺
目前,二氧化硅气凝胶的制备通常包含溶胶-凝胶和干燥两个主要过程,通过溶胶-凝胶工艺获得所需纳米孔洞和相应凝胶骨架。
根据工艺不同,气凝胶干燥主要分为超临界干燥工艺和常压干燥工艺两种,其他尚未实现批量生产技术还有真空冷冻干燥、亚临界干燥等。
超临界干燥技术是最早实现批量制备气凝胶的技术,也是目前国内外气凝胶企业采用较多的技术,通过压力和温度控制,使溶剂在干燥过程中达到其本身的临界点。处于超临界状态的溶剂无明显表面张力,从而可以实现凝胶在干燥过程中保持完好骨架结构,在保持原有结构的前提下去除凝胶内的大量液体而制得气凝胶。
常压干燥一种新型的气凝胶制备工艺,是当前研究最活跃,发展潜力最大的气凝胶批产技术。其原理是采用疏水基团对凝胶骨架进行改性,避免凝胶孔洞表面的硅羟基相互结合并提高弹性,同时采用低表面张力液体置换凝胶原来高比表面积的水或乙醇从而可以在常压下直接干燥获得性能优异的气凝胶材料。
两种干燥技术各有利弊,超临界干燥技术相对成熟,而常压干燥技术更具拓展空间,常压干燥技术应该代表未来发展方向。

2、气凝胶复合材料制备工艺
由于气凝胶很脆,基本上无法单独应用,市场上销售的气凝胶多为气凝胶与增强纤维的复合产品。复合的方式大体上分为两种,一种叫原位复合或一次复合,另一种叫两次复合。
 一次复合就在气凝胶制备过程的溶胶-凝胶阶段,硅溶胶直接浸润增强纤维,共同经历凝胶老化、改性、干燥,直到产品生产结束。这种方法获得的气凝胶复合材料,相对而言,气凝胶是连续相,纤维是分散相,所得气凝胶产品往往可以获得较低的导热系数,并且产品质量的一致性较好,也是目前国内外气凝胶企业的主流复合方式。
二次复合,就是先制备出气凝胶粉末,然后在设法把气凝胶粉末与纤维复合在一起。这种方法获得产品气凝胶和纤维都不是连续相,气凝胶均匀分散难度较大,目前采用此法的气凝胶企业较少。

深圳中凝科技有限公司简称中凝科技,2015年注册成立于深圳,是由多名气凝胶技术专家共同创立的集气凝胶及其复合材料应用研发、生产、销售和服务为一体的国家级高新技术企业。中凝科技是《纳米孔气凝胶复合绝热制品》GB/T 34336-2017国家标准的主要参编单位,拥有完整自主知识产权体系,拥有八十余项国内外专利,拥有国内最大规模气凝胶粉体以及大规模气凝胶毡生产线,并通过ISO 9001 国际质量管理体系认证、ISO 14001 环境管理体系认证、OHS18001 职业健康安全管理体系认证。