CN105016349B - 二氧化硅气凝胶、其连续化常压干燥制备方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二氧化硅气凝胶、其连续化常压干燥制备方法及系统。该制备方法以相对廉价的水玻璃、硅溶胶、硅醇等为硅源，通过将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，静置凝胶，然后将湿凝胶破碎成颗粒或粉末，之后分别经醇和液态烷置换，并使用疏水剂改性，再分离出烷凝胶，最后干燥烧结，得到疏水二氧化硅气凝胶。本发明可以实现连续化生产，且制备周期短，污染小，成本低，绿色环保，所述气凝胶呈粉体或颗粒状，密度为0.04 g/ml～0.3g/ml，粒径为0.1µm～2mm，比表面为500m2/g～1200m2/g，热导率为0.01W/mk～0.04W/mk。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米多孔气凝胶隔热材料的制备方法，特别是一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，属于纳米多孔材料技术领域。
背景技术
气凝胶作为一种无定型固体形态的材料，是将水凝胶在保持其凝胶骨架不变的情况下将内部的溶剂置换为空气后得到的产物，其孔隙率可达到90％以上，因此气凝胶也是目前已知质量最轻的固体物质。由于其独特的微观结构赋予了气凝胶很多非常优良的物理和化学性质，如低密度，低热导率，低声速透过率，高吸附率等等。
根据《气凝胶手册》(“Aerogel Handbook”，Michel A.Aegerter，ISBN 978-1-4419-7477-8，Springer New York Dordrecht Heidelberg London)介绍，目前气凝胶的制备方法主要超临界干燥和常压干燥两种方法。Journal of Physics and Chemistry(36:52–64)第一次报道了使用超临界的方法制备了气凝胶材料。CN102583407A，CN102642842A和US005911658A等专利公开了使用超临界干燥制备气凝胶的方法，超临界干燥是将凝胶孔道中的液体加温加压到超临界状态，在这种情况下，液体和气体的分界面消失，毛细管力也不复存在。干燥后能够很好的保持凝胶原有的结构，但是一般液体的超临界点的压力和温度都很高，如甲醇的超临界点就在239.4℃和近81个大气压，如此高压高温使得设备昂贵，操作困难，成本高。
常压干燥法制备气凝胶材料不需要高温高压操作环境，操作安全，成本低。US7470725B2和CN103043673A等专利公开了使用常压干燥制备气凝胶的方法。常压干燥是利用溶剂交换和凝胶孔道表面处理的方法来制备气凝胶，一般的程序就是通过多次溶剂交换将凝胶孔道内的液体交换成为表面张力较低的溶剂，如烷类溶剂，再将孔道的表面由亲水基团质改性为疏水基团，大大减小了凝胶孔道内的毛细管力，从而在干燥的过程中凝胶的收缩很小，基本上可以保持原有形态。但由于常压干燥一般需要多步凝胶孔道溶剂交换和表面疏水化处理，一般制备周期都在一周以上，操作繁琐。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其能够实现气凝胶制备的连续化生产，且由于其原料和产品都是连续化进出，对周期并不敏感，同时污染小，成本低，可以很好的弥补常压干燥制备周期长等缺点。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，包括：将用以制备所述二氧化硅气凝胶的原料、溶剂、疏水剂连续输入二氧化硅气凝胶制备系统，并将在所述制备系统内生成的颗粒或粉末状二氧化硅气凝胶连续输出。
进一步的，所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法包括：
将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合搅拌均匀并反应形成凝胶，再将凝胶破碎成颗粒或粉末状；
将所获凝胶或由所述凝胶形成的水凝胶与醇加热搅拌，而后将所获凝胶-醇浆料分离为醇凝胶和醇；
将所获醇凝胶与液态烷加热搅拌，之后将所获凝胶-烷浆料分离为烷凝胶和烷；
将所获烷凝胶与液态烷和疏水剂加热搅拌，随后将所获凝胶-烷-疏水反应物浆料分离为疏水烷凝胶、烷和疏水反应物；
以及，将所获疏水烷凝胶干燥烧结，获得疏水化的二氧化硅气凝胶。
在一典型实施方案之中，所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法包括：
(1)将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，形成混合液体；
(2)将步骤(1)所获混合液体转移至传送带上，并在传送过程中形成凝胶，再将凝胶输入破碎机，破碎形成颗粒或粉末状；
可选择进行或不进行的步骤(3)和(4)，包括：
(3)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末输入搅拌釜，同时输入水，并加热搅拌，获得凝胶-水浆料；
(4)将步骤(3)所获凝胶-水浆料转移出搅拌釜，并分离为水凝胶和水；
(5)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末或步骤(4)所获水凝胶输入搅拌釜，同时输入醇，并加热搅拌，获得凝胶-醇浆料；
(6)将步骤(5)所获凝胶-醇浆料转移出搅拌釜，并分离为醇凝胶和醇；
(7)将步骤(6)所获醇凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷，并加热搅拌，获得凝胶-烷浆料；
(8)将步骤(7)所获凝胶-烷浆料转移出搅拌釜，并分离为烷凝胶和烷；
(9)将步骤(8)所获烷凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷和疏水剂，并加热搅拌，获得凝胶-烷-疏水反应物浆料；
(10)将步骤(9)所获凝胶-烷-疏水反应物浆料转移出搅拌釜，并分离为疏水烷凝胶、烷和疏水反应物；
(11)将步骤(10)所获疏水烷凝胶干燥烧结，获得疏水化的二氧化硅气凝胶。
与现有技术相比，本发明的积极效果包括：
(1)与现有常压干燥制备气凝胶的方法相比，本发明使用低廉的水玻璃等作为硅源，避免了使用较为昂贵的有机硅(正硅酸乙酯，正硅酸甲酯)原料，且省去了有机硅原料使用过程中的水解和聚合过程，节约了成本，降低了制备时间，且与传统离子交换技术相比，还可避免使用价格昂贵操作复杂的离子交换工艺。
(2)本发明制备工艺均在封闭容器内完成，无污染，能耗低，成本低，制备速度快，容易实现连续化工艺，尤其适合大规模生产。
附图说明
图1是本发明一典型实施方案一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺流程图；
图2是本发明一典型实施方案一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的工艺路线图；
图3是本发明一典型实施例中所获二氧化硅气凝胶的照片；
图4是本发明一典型实施例中所获二氧化硅气凝胶的SEM照片；
图5是本发明一典型实施例中所获二氧化硅气凝胶的氮气吸附曲线图；
图6是本发明一典型实施例中所获二氧化硅气凝胶的孔径分布图。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的诸多缺陷，本案发明人经长期研究和实践，提出了一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，籍以实现二氧化硅气凝胶的短生产周期，低污染、低成本的连续化生产。如下具体说明。
本发明的一个方面提供了一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其包括：将用以制备所述二氧化硅气凝胶的原料、溶剂、疏水剂连续输入二氧化硅气凝胶制备系统，并 将在所述制备系统内生成的颗粒或粉末状二氧化硅气凝胶连续输出。
进一步的，该制备方法包括：通过将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀凝胶，再将湿凝胶破碎，之后分别经醇和液态烷置换，并使用疏水剂改性，然后分离出疏水烷凝胶，经干燥烧结，得到疏水气凝胶粉体。
在一较佳实施方式中，该制备方法可以包括：
(1)将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，形成混合液体；
(2)将步骤(1)所获混合液体转移至传送带上，并在传送过程中形成凝胶，再将凝胶输入破碎机，破碎形成颗粒或粉末状；
(3)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末输入搅拌釜，同时输入水，并加热搅拌，获得凝胶-水浆料；
(4)将步骤(3)所获凝胶-水浆料转移出搅拌釜，并分离为水凝胶和水；
(5)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末或步骤(4)所获水凝胶输入搅拌釜，同时输入醇，并加热搅拌，获得凝胶-醇浆料；
(6)将步骤(5)所获凝胶-醇浆料转移出搅拌釜，并分离为醇凝胶和醇；
(7)将步骤(6)所获醇凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷，并加热搅拌，获得凝胶-烷浆料；
(8)将步骤(7)所获凝胶-烷浆料转移出搅拌釜，并分离为烷凝胶和烷；
(9)将步骤(8)所获烷凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷和疏水剂，并加热搅拌，获得凝胶-烷-疏水反应物浆料；
(10)将步骤(9)所获凝胶-烷-疏水反应物浆料转移出搅拌釜，并分离为疏水烷凝胶，烷和疏水反应物；
(11)将步骤(10)所获疏水烷凝胶干燥烧结，获得疏水化的二氧化硅气凝胶。
进一步的，本发明的硅源优选自水玻璃、硅溶胶、硅醇等，尤其优选非化学定量比的硅酸钠，其中SiO2含量在15wt％到40wt％之间，SiO2：Na2O的摩尔比例为1:1～1:4.3，最优比例为1:2.3～1:3.4。在步骤(1)的混合液体中，二氧化硅含量在3wt％到15wt％之间，优选在8wt％之内。
进一步的，本发明的催化剂可以是各种酸，如硫酸、盐酸、醋酸等，也可以是各种碱，如氢氧化钠、氨水等，优选采用硫酸等，其中酸的添加量应使溶液的pH值在4到6之间，如此可将凝胶时间控制在5秒到60分钟之间。
进一步的，本发明的干燥控制剂可选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸等，其在步骤(1)的混合液体中的含量优选在1wt％到5wt％之间。进一步的，所述干燥控制剂优选采用聚乙烯醇，其含量优选在3wt％之内。
本发明步骤(2)中凝胶破碎方法可以是手工破碎、机械破碎、气流破碎、超声破碎等，凝胶颗粒在0.1μm到5毫米之间。
本发明步骤(3)中水可选自去离子水或者自来水，水和凝胶的泵入速率质量比例可以在1:1到1:10之间，搅拌速度在50rpm到500rpm之间，搅拌温度可以在室温到90℃之间。其中，凝胶和水的泵入速率以及搅拌温度取决于凝胶中杂质离子的含量，如果凝胶中没有杂质离子，此步骤可以省略。
本发明步骤(4)中水凝胶是指硅凝胶的孔道中流体为水，水凝胶和水的分离方法可以是真空过滤，离心过滤，压板过滤等方法，洗涤过滤后水凝胶中的杂质钠盐含量应小于3wt％。
本发明步骤5)中醇可以是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇和戊醇等各种液态醇，或者甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇和戊醇其中的两种或者两种以上的醇的混合物。进一步的，该步骤中使用的醇和醇混合物与水的溶解度应大于12wt％。醇和水凝胶的泵入速率质量比例可以在1:1到1:10之间，搅拌速度在50rpm到500rpm之间，搅拌温度可以在室温到醇沸点温度之间。
本发明步骤6)中醇凝胶是指硅凝胶的孔道中流体为醇，醇凝胶和醇的分离方法可以是真空过滤、离心过滤、压板过滤等方法。进一步的，分离后醇凝胶中的水含量小于10wt％。
本发明步骤7)中烷可以是正己烷、正庚烷、正辛烷等各种液态烷，或者正己烷、正庚烷、正辛烷其中的两种或者两种以上烷的混合物，其中，所使用的液态烷或液态烷混合物要保证醇在液态烷或者液态烷混合物中溶解度大于10wt％。进一步的，该步骤中，烷和醇凝胶的泵入速率比例可以在1:1到1:10之间，搅拌速度在50rpm到500rpm之间，搅拌时间在1小时到5小时之间，搅拌温度可以在室温到烷沸点之间。
本发明步骤8)中烷凝胶是指硅凝胶的孔道中流体为液态烷，烷凝胶和烷的分离方法可以是真空过滤、离心过滤、压板过滤等方法。进一步的，过滤后烷凝胶中醇的含量应小于30wt％。
本发明步骤9)中烷可以是正己烷、正庚烷、正辛烷等各种液态烷，或者正己烷、正庚烷、正辛烷其中的两种或者两种以上烷的混合物，烷和醇凝胶的泵入速率比例可以在1:1到1:10之间，搅拌速度在50rpm到500rpm之间，搅拌温度可以在室温到烷沸点之间。
本发明的疏水剂可以是三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮(胺)烷、六甲基二硅氧烷等各种含活性集团的疏水剂。进一步的，所述凝胶-烷-疏水反应物浆料所含疏水剂和烷的比例在3wt％到30wt％之间。
本发明步骤10)中疏水烷凝胶是指疏水剂和烷凝胶孔道表面反应后的烷凝胶。烷凝胶和烷以及疏水反应物的分离方法可以是真空过滤、离心过滤、压板过滤等方法。
本发明步骤11)中的干燥和烧结方法可以是喷雾干燥、旋转干燥等方法，干燥温度在室温到100℃之间，烧结温度在150℃到300℃之间。
进一步的，本发明方法可全部在封闭系统中进行，制备时间在10小时以内。
本发明的另一个方面提供了一种藉由前述方法制备的二氧化硅气凝胶，其呈粉体或者颗粒形态，密度在0.04g/ml到0.3g/ml之间，优选为0.04～0.15g/cm3，颗粒大小在0.1μm到2mm之间，优选为0.1～500μm，比表面在500m2/g到1200m2/g之间，热导率在0.01W/mk到0.04W/mk之间。
本发明的再一个方面提供一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的系统，包括：
凝胶单元，用以将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀形成混合液体并连续输出；
传送单元，包括传送带，用以接受凝胶单元输出的混合液体，并将所述混合液体向破碎单元连续传送，且使所述混合液体在传送过程中形成凝胶；
破碎单元，用以将传送单元输出的凝胶破碎为颗粒或粉末状并连续输出；
洗涤分离单元，用以对破碎单元输出的凝胶颗粒或粉末依次进行水、醇、液态烷置换或洗涤，从而获得并连续输出烷凝胶；
表面处理单元，用以对洗涤分离单元输出的烷凝胶进行疏水处理，从而获得并连续输出疏水烷凝胶；
干燥单元，用以对表面处理单元输出的疏水烷凝胶进行干燥烧结处理并连续输出；
以及，粉体收集单元，用以收集干燥单元连续输出的疏水化二氧化硅气凝胶粉体或颗粒。
请参阅图2所示系本发明的一种典型连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的系统，其中，破碎单元可采用破碎机等，而洗涤分离单元可包括若干反应釜以及若干物料泵和真空过滤机等，而其中的干燥单元可采用喷雾干燥设备等。
以下结合若干较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。
实施例1请参阅图1，该连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法可以包括如下步骤：
1)将水玻璃(二氧化硅含量30wt％，模数2.3)以4L/h，水以16L/h，硝酸以0.5L/h的速度加入连续搅拌体系。
2)搅拌后进入传送系统后形成凝胶，传送带将凝胶传送至破碎机，破碎后成为凝胶粉末。
3)将步骤(2)制备的凝胶粉末以20L/h的速率泵入反应釜，同时以80L/h的速率将去离子水泵入搅拌反应釜1。反应釜搅拌速度100rpm，反应釜温度为90℃。
4)将步骤(3)制备的水-水凝胶反应产物以100L/h的速率泵出，进入转鼓真空过滤机1，过滤分离为水凝胶和水废液。
5)将步骤(4)制备的水凝胶粉末使用螺旋输送器传送至搅拌反应釜2，同时以80L/h的速率将乙醇泵入搅拌反应釜2，反应釜搅拌速度100rpm，反应釜温度为70度。
6)将步骤(5)制备的乙醇-醇凝胶反应产物以100L/h的速率泵出，进入转鼓真空过滤机2，过滤分离为醇凝胶和乙醇废液。
7)将步骤(6)制备的醇凝胶粉末使用螺旋输送器传送至搅拌反应釜3，同时以20L/h的速率将正己烷/三甲基氯硅烷(三甲基氯硅烷：正己烷＝1:10)混合液泵入搅拌反应釜3，反应釜搅拌速度100rpm，反应釜温度为50℃。
8)将步骤(7)制备的凝胶-烷-疏水反应物浆料按一定速率泵出，进入转鼓真空过滤机3，过滤分离为烷凝胶和表面处理废液
9)将步骤(8)制备的烷凝胶进入转鼓真空过滤机4，过滤后进入喷雾干燥机，干燥温度为200℃，干燥后收集成为气凝胶粉末产品。
实施例2
(1)SiO2凝胶颗粒的制备：将水玻璃(5％硅含量)、水、聚乙烯醇(2％)混合，用硫酸调节pH值在4-6之间，静置30分钟形成凝胶。凝胶经过机械搅拌，得到尺寸在0.01mm至0.5mm之间的凝胶颗粒。
(2)溶剂交换：凝胶颗粒和水(1：1，如下若非特别说明，则均为体积比)放入搅拌釜，搅拌速度在100rpm到500rpm，温度在室温到90℃。搅拌5小时后，真空过滤，得到水凝胶颗粒。水凝胶颗粒与甲醇或乙醇(1：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌1小时，真空过滤得到醇凝胶。醇凝胶颗粒与正己烷(1：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌1小时，真空过滤得到烷凝胶。
(3)凝胶颗粒疏水化处理：烷凝胶在三甲基氯硅烷的正己烷溶液中(10v/v％)搅拌1小时，真空过滤得到表面疏水化改性的凝胶颗粒。
(4)SiO2湿凝胶颗粒的干燥：表面疏水化改性的凝胶颗粒在喷雾干燥器中干燥，温度控制 在50℃，3小时后在150℃烧结，得到疏水气凝胶粉体。
实施例3
(1)SiO2凝胶颗粒的制备：将水玻璃(8％硅含量)、水、聚乙烯醇(3％)混合，用硫酸调节pH值在4-6之间，静置30分钟形成凝胶。凝胶经过机械搅拌，得到尺寸在0.05mm至0.5mm之间的凝胶颗粒。
(2)溶剂交换：凝胶颗粒和水(10：1)放入搅拌釜，搅拌速度在100rpm到500rpm,温度在室温到90℃。搅拌5小时后，真空过滤，得到水凝胶颗粒。水凝胶颗粒与甲醇或乙醇(10：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌1小时，真空过滤得到醇凝胶。醇凝胶颗粒与正己烷(5：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌3小时，真空过滤得到烷凝胶。
(3)凝胶颗粒疏水化处理：烷凝胶在三甲基氯硅烷的正己烷溶液中(30v/v％)搅拌3小时，真空过滤得到表面疏水化改性的凝胶颗粒。
(4)SiO2湿凝胶颗粒的干燥：表面疏水化改性的凝胶颗粒在喷雾干燥器中干燥，温度控制在100℃，2小时后在200℃烧结，得到疏水气凝胶粉体。
实施例4
(1)SiO2凝胶颗粒的制备：将水玻璃(4％硅含量)、水、聚乙烯醇(1％)混合，用硫酸调节pH值在4-6之间，静置60分钟形成凝胶。凝胶经过机械搅拌，得到尺寸在0.01mm至0.3mm之间的凝胶颗粒。
(2)溶剂交换：凝胶颗粒和水(5：1)放入搅拌釜，搅拌速度在100rpm到500rpm,温度在室温到90℃。搅拌3小时后，真空过滤，得到水凝胶颗粒。水凝胶颗粒与甲醇或乙醇(5：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下10℃，搅拌2小时，真空过滤得到醇凝胶。醇凝胶颗粒与正己烷(5：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌2小时，真空过滤得到烷凝胶。
(3)凝胶颗粒疏水化处理：烷凝胶在三甲基氯硅烷的正己烷溶液中(20v/v％)搅拌1小时，真空过滤得到表面疏水化改性的凝胶颗粒。
(4)SiO2湿凝胶颗粒的干燥：表面疏水化改性的凝胶颗粒在喷雾干燥器中干燥，温度控制在80℃，2小时后在150℃烧结，得到疏水气凝胶粉体。
实施例5
(1)SiO2凝胶颗粒的制备：将水玻璃(6％硅含量)、水、聚乙烯醇(3％)混合，用硫酸调节pH值在4-6之间，静置50分钟形成凝胶。凝胶经过机械搅拌，得到尺寸在0.01mm至0.5mm之间的凝胶颗粒。
(2)溶剂交换：凝胶颗粒和水(5：1)放入搅拌釜，搅拌速度在100rpm到500rpm,温度在室温到90℃。搅拌3小时后，离心过滤，得到水凝胶颗粒。水凝胶颗粒与甲醇或乙醇(5：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下10℃，搅拌3小时，离心过滤得到醇凝胶。醇凝胶颗粒与正己烷(5：1)放入搅拌釜中搅拌，加热至醇沸点以下5℃，搅拌3小时，离心过滤得到烷凝胶。
(3)凝胶颗粒疏水化处理：烷凝胶在六甲基二硅胺烷的正己烷溶液中(10v/v％)搅拌5小时，离心过滤得到表面疏水化改性的凝胶颗粒。
(4)SiO2湿凝胶颗粒的干燥：表面疏水化改性的凝胶颗粒在旋转干燥器中干燥，温度控制在50℃，3小时后在300℃烧结，得到疏水气凝胶粉体。
应当理解，以上说明及在图纸上所示的实施例，不可解析为限定本发明的设计思想。在本发明的技术领域里持有相同知识者可以将本发明的技术性思想以多样的形态改良变更，这样的改良及变更应理解为属于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，包括：将用以制备所述二氧化硅气凝胶的原料、溶剂、疏水剂连续输入二氧化硅气凝胶制备系统，并将在所述制备系统内生成的颗粒或粉末状二氧化硅气凝胶连续输出，所述二氧化硅气凝胶制备系统包括传送带、破碎机及搅拌釜；其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
(1)将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀，形成混合液体，且在所述混合液体中二氧化硅的含量为3wt％～15wt％，干燥控制剂的含量为1wt％～5wt％；
(2)将步骤(1)所获混合液体转移至传送带上，并在传送过程中形成凝胶，再将凝胶输入破碎机，破碎形成粒径为0.1μm～5mm的颗粒或粉末状；
可选择进行或不进行的步骤(3)和(4)，包括：
(3)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末输入搅拌釜，同时输入水，并加热搅拌，获得凝胶-水浆料；
(4)将步骤(3)所获凝胶-水浆料转移出搅拌釜，并分离为水凝胶和水，且在所获水凝胶中杂质钠盐的含量小于3wt％；
(5)将步骤(2)所获凝胶颗粒或粉末或步骤(4)所获水凝胶输入搅拌釜，同时输入醇，并加热搅拌，获得凝胶-醇浆料；
(6)将步骤(5)所获凝胶-醇浆料转移出搅拌釜，并分离为醇凝胶和醇；
(7)将步骤(6)所获醇凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷，并加热搅拌，获得凝胶-烷浆料；
(8)将步骤(7)所获凝胶-烷浆料转移出搅拌釜，并分离为烷凝胶和烷；
(9)将步骤(8)所获烷凝胶输入搅拌釜，同时输入液态烷和疏水剂，并加热搅拌，获得凝胶-烷-疏水反应物浆料，且所述凝胶-烷-疏水反应物浆料所含疏水剂和烷的比例在3wt％～30wt％之间；
(10)将步骤(9)所获凝胶-烷-疏水反应物浆料转移出搅拌釜，并分离为疏水烷凝胶、烷和疏水反应物；
(11)将步骤(10)所获疏水烷凝胶干燥烧结，获得疏水化的二氧化硅气凝胶。
2.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于所述硅源包括水玻璃、硅溶胶或硅醇；
所述催化剂选用酸或碱，所述酸包括硫酸、盐酸或醋酸，所述碱包括氢氧化钠或氨水；
所述干燥控制剂包括聚乙烯醇或聚乙二醇；
所述疏水剂包括三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮(胺)烷或六甲基二硅氧烷。
3.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(3)包括：按1:1～1:10的泵入速率质量比例将水与凝胶颗粒或粉末泵入搅拌釜并加热搅拌，搅拌速度为50rpm～500rpm，搅拌温度为室温～90℃，其中水选自去离子水、自来水。
4.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(2)中采用的破碎方式至少选自手工破碎、机械破碎、气流破碎或超声破碎方式，而步骤(4)、(6)、(8)、(10)中用以将水凝胶与水分离，醇凝胶与醇分离，烷凝胶与烷分离，疏水烷凝胶、烷和疏水反应物分离的方式至少选自真空过滤、离心过滤或压板过滤方式。
5.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(5)包括：按1:1～1:10的泵入速率质量比例将液态醇与水凝胶泵入搅拌釜并加热搅拌，搅拌速度为100rpm～500rpm，搅拌温度为室温～醇沸点温度，搅拌时间为1h～5h；
其中采用的醇至少选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇和戊醇中的任一种。
6.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(7)包括：按1:1～1:10的泵入速率质量比例将液态烷和醇凝胶泵入搅拌釜并加热搅拌，搅拌速度为50rpm～500rpm，搅拌温度为室温～烷沸点温度，搅拌时间为1h～5h；
其中采用的液态烷至少选自正己烷、正庚烷、正辛烷中的任一种。
7.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(9)包括：按1:1～1:10的泵入速率质量比例将液态烷和醇凝胶泵入搅拌釜并加热搅拌，搅拌速度为50rpm～500rpm，搅拌温度为室温～烷沸点温度，搅拌时间为1h～5h。
8.根据权利要求1所述连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤(11)中采用的干燥方式包括喷雾干燥或旋转干燥方式，干燥温度在室温～100℃之间，烧结温度为150℃～300℃。
9.由权利要求1-8中任一项所述方法制备的二氧化硅气凝胶，其特征在于，所述气凝胶呈粉体或颗粒状，密度为0.04g/ml～0.3g/ml，粒径为0.1μm～2mm，比表面为500m2/g～1200m2/g，热导率为0.01W/mk～0.04W/mk。
10.一种连续化常压干燥制备二氧化硅气凝胶的系统，其特征在于包括：
凝胶单元，用以将硅源、水、催化剂以及干燥控制剂混合均匀形成混合液体并连续输出；
传送单元，包括传送带，用以接受凝胶单元输出的混合液体，并将所述混合液体向破碎单元连续传送，且使所述混合液体在传送过程中形成凝胶；
破碎单元，用以将传送单元输出的凝胶破碎为颗粒或粉末状并连续输出；
洗涤分离单元，用以对破碎单元输出的凝胶颗粒或粉末依次进行水、醇、液态烷置换或洗涤，从而获得并连续输出烷凝胶；
表面处理单元，用以对洗涤分离单元输出的烷凝胶进行疏水处理，从而获得并连续输出疏水烷凝胶；
干燥单元，用以对表面处理单元输出的疏水烷凝胶进行干燥烧结处理并连续输出；
以及，粉体收集单元，用以收集干燥单元连续输出的如权利要求9所述的疏水化二氧化硅气凝胶粉体或颗粒。
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