CN104174341A - 一种固相硅凝胶的制备方法 - Google Patents

Abstract

固相硅凝胶是一种人工合成的由氧化硅、水及金属氧化物组成的合成络合物，常温环境是一种稳定的固相物，当温度大于108时开始由固相到液相的转移，由于有宽范的临界区间顾奠定了该材料的特殊理化性能和可加工性能。来源于黄沙、河沙、海沙的氧化硅硅源和科学合理的制备方法使其成为价格低廉用途广泛的原料。

Description

一种固相硅凝胶的制备方法

技术领域

 固相硅凝胶是一种人工合成的由氧化硅、水及金属氧化物组成的合成物，该物质具有随温度变相的特殊性质，当温度在108至550摄氏度时由固相到液相再在到固相的转移，由于有宽范的临界区间顾奠定了该材料的特殊理化性能和可加工性能。固相硅凝胶作为价格低廉用途广泛的原料，可广泛应用于建筑、节能、保温、防火等领域。

背景技术

本专利方法实现了一种人工合成的由氧化硅、水及金属氧化物构成的可变相凝胶物，有别于其他硅凝胶该凝胶常温下是固相物质。当温度在108至550摄氏度时该固相硅凝胶由固相到液相再在到固相的转移，这一特殊性质奠定了一种可发泡成为不然型泡沫材料的基础。

发明内容

固相硅凝胶的制造方法：由来源于黄沙、河沙、海沙的氧化硅硅源与金属钾、钠、锂、钙、钡、镁、铝、铁的氧化物及上述金属的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐，或金属及水按下述公式进行摩尔比配置：

氧化硅与水 SiO2：H2O ≥1:2

氧化硅与金属氧化物或盐KSiO2 = (C1-Cs1)/1 +（C2-Cs2）/2 + (C3-Cs3)/3 

同时满足C1-Cs1>0.3、C1 -Cs2-Cs2 >0.2、 C1-Cs3>0.1

其中SiO2为氧化硅、H2O为水，K为系数，C1,C2,C3分别是：C1，氧化钾、氧化钠、氧化锂或钾、钠、锂的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。C2，氧化钙、氧化钡、氧化镁或钙、钡、镁的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。C3，氧化铝、氧化铁或铝、铁的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。Cs1,Cs2,Cs3分别是硅源中Cs1，氧化钾、氧化钠、氧化锂或钾、钠、钠、锂的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。Cs2，氧化钙、氧化钡、氧化镁或钙、钡、镁的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。Cs3，氧化铝、氧化铁或铝、铁的盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐。

以上均为各物质摩尔数。

其中硅源烧失量不得大于0.3%。氧化硅含量不得低于85%。

系数K的取值范围0.5至5。

将上述干物料混合研磨至比表面积≥2000按比例加入去离子水。在温度108度至225度，压力0.1兆帕至3兆帕环境反应0.5小时至60小时。

根据用途不同制备时可以同时加入：成核剂、稳泡剂、表面活性剂、憎水剂、增塑剂、发泡剂、增强纤维等传统助剂。

例：准东沙漠黄沙：二氧化硅97.22%，氧化钙0.33%，氧化铁1.65%，氧化铝0.43%，烧失量0.16%，其他0.21%。

摩尔比配置：黄沙1000g、氧化钾100g、氧化钠40g、氧化锂30g、氧化钙28g、氧化铝90g、氧化铁8g。

混合研磨至比表面积≥5000，加入去离子水500g。

混合料投入压力反应釜。

密封，开启搅拌。

以每分钟5度升温至160度保温60分钟降温到100度以下出料。

得到半透明灰色块状固相硅凝胶。

以上实例并不代表本专利要求保护的全部内容，本专利权利要交见本专利《权利要求》。

安全提示：上述反应是放热反应且属于高温高压，实验必须具备条件且注意安全。

Claims (9)

1.一种经加压力反应，由氧化硅水和金属氧化物或盐制备的固相硅凝胶。

2.根据权利要求1氧化硅来源于石英石、石英砂、玻璃、黄沙、河沙、海沙中的一种或混合物。

3.根据权利要求2其中硅源烧失量不得大于0.3%。

4.根据权利要求2氧化硅硅源中氧化硅含量不得低于85%。

5. 根据权利要求1金属氧化物为：氧化钾、氧化钠、氧化锂、氧化钙、氧化钡、氧化镁、氧化铝、氧化铁。

6.根据权利要求1盐为：钾、钠、锂、钙、钡、镁、铝、铁的碳酸、盐酸、硫酸、硝酸、硅酸盐、磷酸盐。

7.根据权利要求1压力反应条件为0.1Mp至3Mp。

8.根据权利要求1氧化硅与水的摩尔比取值在0.5至1.5。

9.根据权利要求1氧化硅与金属氧化物或盐的摩尔比取值在0.5到5。