CN109575509A - 一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法 - Google Patents

一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法 Download PDF

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Abstract

一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，它涉及一种制备酚醛有机硅复合材料的方法。本发明要解决现有酚醛多孔材料的耐热氧化性及疏水性差的问题。制备方法：一、有机硅预聚体溶液的制备；二、酚醛溶液的制备；三、酚醛有机硅复合树脂湿凝胶的制备；四、酚醛有机硅复合轻质块体材料的制备。本发明用于常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。

Description

一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的 方法
技术领域
本发明涉及一种制备酚醛有机硅复合材料的方法。
背景技术
轻质材料一般具有相对密度低、比表面积高、含有大量孔隙的结构特点，可作为性能优异的隔热材料，而被广泛地用于航空航天、交通运输、建筑机械和石油化工等领域，在科学技术和国民建设中发挥着巨大作用。酚醛树脂具有较高的耐热性，在耐高温涂层和粘合剂等方面有着广泛的应用，但酚醛树脂高温残留率仍然较低，耐热氧性差，在空气气氛下的热失重测试结果为1000℃后的质量保留率约20％。同时，酚醛树脂亲水性强，易吸收空气中的水分，使其性能下降，在制备耐高温疏水材料方面上也有着一定的局限性。
发明内容
本发明要解决现有酚醛多孔材料的耐热氧化性及疏水性差的问题，而提供一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法。
一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法是按以下步骤进行的：
一、有机硅预聚体溶液的制备：
向有机硅单体混合物中加入酸催化剂，在温度为25℃～70℃及搅拌速率为5转/秒～20转/秒的条件下，水解缩聚反应1h～6h，得到反应体系，向反应体系中加入六甲基二硅氮烷，然后在温度为35℃～70℃的条件下，减压蒸馏5min～60min，得到有机硅预聚体，将有机硅预聚体溶于溶剂中，得到有机硅预聚体溶液；
所述的酸催化剂的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:(30～60)；所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:(0.01～0.04)；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为20％～60％；
所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物，或者为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:(0.01～0.25)；
二、酚醛溶液的制备：
将间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液混合，然后加入其他醛类，得到混合物，将混合物溶于溶剂中，得到酚醛溶液；
所述的其他醛类为戊二醛、对苯二甲醛或间苯二甲醛；
所述的间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛的摩尔比为1:(1.3～2)；所述的质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛与其他醛类的摩尔比为100:(0.1～5)；所述的酚醛溶液中酚醛的质量百分数为20％～50％；
三、酚醛有机硅复合树脂湿凝胶的制备：
①、将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为20℃～28℃及超声频率为20kHz～40kHz的条件下，将混合物B超声1min～10min，然后密封置于温度为40℃～65℃的水浴中，加热反应4h～48h，反应结束后，自然冷却至温度为20℃～25℃，得到湿凝胶；
所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:(0.8～5)；所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为0.02mol/L～2mol/L；所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:(10～30)；
②、在温度为20℃～60℃的条件下，将湿凝胶浸渍于溶剂中1h～10h；
所述的溶剂与湿凝胶体积比为(0.5～2):1；
③、更换溶剂，重复步骤三②直至浸渍后的溶剂pH为6～8，得到酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶；
四、酚醛有机硅复合轻质块体材料的制备：
在常压、空气气氛及温度为20℃～30℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂24h～72h，然后放入烘箱中，首先在温度为40℃～60℃的条件下，保温15min～120min，再在温度为70℃～100℃的条件下，保温30min～180min，然后在温度为110℃～140℃的条件下，保温30min～180min，最后在温度为150℃～180℃的条件下，保温30min～180min，取出样品，自然冷却至温度为25℃～30℃，得到耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。
原理：
有机硅树脂具有良好的耐高温性、疏水性能，使其在制备耐高温涂料、胶黏剂、阻燃剂、有机硅复合材料等方面有着广阔的应用前景。有机硅树脂中的有机疏水基团使其具有良好的疏水性，在酚醛树脂中引入有机硅树脂，不仅可以提高其耐热氧性能，也可以大大改善酚醛树脂亲水的缺点。本发明通过常压干燥制备轻质耐高温复合块体材料，与超临界干燥方法相比，该方法成本低。采用耐高温有机硅树脂与酚醛复合，所得材料具有疏水性和耐热氧性。
本发明首先合成了耐高温的甲基硅树脂或甲基苯基硅树脂预聚体，并配制了酚醛溶液，将二者充分混合后加入凝胶催化剂溶液进行凝胶化反应。由于本发明合成的有机硅预聚体含未反应的硅羟基，可以与酚醛溶液溶解在共溶剂中，凝胶发生前为均匀的互溶体系。通过凝胶催化反应，有机硅预聚体与酚醛形成湿凝胶，用溶剂替换掉凝胶催化剂，然后将所得湿凝胶在常压、空气气氛下按照一定的升温制度干燥固化，去除溶剂后得到耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。由于有机硅含有疏水基团，使材料具有疏水性。此外，有机硅在高温氧化下形成二氧化硅，提高了材料的耐热氧性。本发明避免使用复杂反应体系以及超临界干燥工艺，通过采用温和的实验条件，常压干燥制备了低密度、耐高温、疏水的多孔块体材料。
本发明的有益效果是：
(1)通过本发明制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料经过在空气气氛下热失重测试后，发现其热性能良好，空气气氛下加热至1000℃时质量保留率达22～35％左右。
(2)通过本发明制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料宏观结构均匀，密度较低，最低约为0.19g/cm3～0.25g/cm3。
(3)通过本发明制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料，在500℃下氮气气氛处理0.5h后，得到的产物未产生碎裂情况，且收缩率较小，径向收缩约为8～15％。
(4)通过本发明制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料与水的接触角可达到130°～145°，疏水性良好。
(5)本发明以有机硅预聚体溶液与酚醛溶液为主体，通过其凝胶化反应，得到湿凝胶，再经常压干燥得到酚醛有机硅复合轻质块体材料，与超临界干燥相比，成本低廉，制备条件简单，可大量生产。
附图说明
图1为实施例一制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的实物图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法是按以下步骤进行的：
一、有机硅预聚体溶液的制备：
向有机硅单体混合物中加入酸催化剂，在温度为25℃～70℃及搅拌速率为5转/秒～20转/秒的条件下，水解缩聚反应1h～6h，得到反应体系，向反应体系中加入六甲基二硅氮烷，然后在温度为35℃～70℃的条件下，减压蒸馏5min～60min，得到有机硅预聚体，将有机硅预聚体溶于溶剂中，得到有机硅预聚体溶液；
所述的酸催化剂的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:(30～60)；所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:(0.01～0.04)；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为20％～60％；
所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物，或者为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:(0.01～0.25)；
二、酚醛溶液的制备：
将间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液混合，然后加入其他醛类，得到混合物，将混合物溶于溶剂中，得到酚醛溶液；
所述的其他醛类为戊二醛、对苯二甲醛或间苯二甲醛；
所述的间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛的摩尔比为1:(1.3～2)；所述的质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛与其他醛类的摩尔比为100:(0.1～5)；所述的酚醛溶液中酚醛的质量百分数为20％～50％；
三、酚醛有机硅复合树脂湿凝胶的制备：
①、将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为20℃～28℃及超声频率为20kHz～40kHz的条件下，将混合物B超声1min～10min，然后密封置于温度为40℃～65℃的水浴中，加热反应4h～48h，反应结束后，自然冷却至温度为20℃～25℃，得到湿凝胶；
所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:(0.8～5)；所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为0.02mol/L～2mol/L；所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:(10～30)；
②、在温度为20℃～60℃的条件下，将湿凝胶浸渍于溶剂中1h～10h；
所述的溶剂与湿凝胶体积比为(0.5～2):1；
③、更换溶剂，重复步骤三②直至浸渍后的溶剂pH为6～8，得到酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶；
四、酚醛有机硅复合轻质块体材料的制备：
在常压、空气气氛及温度为20℃～30℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂24h～72h，然后放入烘箱中，首先在温度为40℃～60℃的条件下，保温15min～120min，再在温度为70℃～100℃的条件下，保温30min～180min，然后在温度为110℃～140℃的条件下，保温30min～180min，最后在温度为150℃～180℃的条件下，保温30min～180min，取出样品，自然冷却至温度为25℃～30℃，得到耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。
本具体实施方式步骤三②将湿凝胶浸渍于溶剂中，目的为替换湿凝胶中的液体。
本实施方式的有益效果是：(1)通过本实施方式制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料经过在空气气氛下热失重测试后，发现其热性能良好，空气气氛下加热至1000℃时质量保留率达22～35％左右。
(2)通过本实施方式制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料宏观结构均匀，密度较低，最低约为0.19g/cm3～0.25g/cm3。
(3)通过本实施方式制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料，在500℃下氮气气氛处理0.5h后，得到的产物未产生碎裂情况，且收缩率较小，径向收缩约为8～15％。
(4)通过本实施方式制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料与水的接触角可达到130°～145°，疏水性良好。
(5)本实施方式以有机硅预聚体溶液与酚醛溶液为主体，通过其凝胶化反应，得到湿凝胶，再经常压干燥得到酚醛有机硅复合轻质块体材料，与超临界干燥相比，成本低廉，制备条件简单，可大量生产。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的一甲基硅烷单体为甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物；步骤一中所述的二甲基硅烷单体为二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物；步骤一中所述的苯基硅烷单体为苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述的酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中所述的溶剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述的溶剂为乙醇和甲醇中的一种或两种的混合物。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三①中所述的凝胶催化剂溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水溶液、盐酸溶液或醋酸水溶液。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三②中所述的溶剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中所述的酸催化剂的浓度为0.015mol/L～0.05mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:(50～60)；步骤一中所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:(0.02～0.04)；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为30％～60％；步骤一中当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.3)；步骤一中当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.3)，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:(0.01～0.2)。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三①中将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为22℃～28℃及超声频率为25kHz～40kHz的条件下，将混合物B超声2min～10min，然后密封置于温度为40℃～60℃的水浴中，加热反应6h～48h，反应结束后，自然冷却至温度为20℃～24℃，得到湿凝胶；步骤三①中所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:(1～5)；步骤三①中所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为1mol/L～2mol/L；步骤三①中所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:(20～30)。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四中在常压、空气气氛及温度为25℃～30℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂48h～72h，然后放入烘箱中，首先在温度为45℃～60℃的条件下，保温30min～120min，再在温度为75℃～100℃的条件下，保温45min～180min，然后在温度为130℃～140℃的条件下，保温60min～180min，最后在温度为170℃～180℃的条件下，保温60min～180min，取出样品，自然冷却至温度为25℃～30℃。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法是按以下步骤进行的：
一、有机硅预聚体溶液的制备：
向有机硅单体混合物中加入酸催化剂，在温度为50℃及搅拌速率为15转/秒的条件下，水解缩聚反应2h，得到反应体系，向反应体系中加入六甲基二硅氮烷，然后在温度为50℃的条件下，减压蒸馏30min，得到有机硅预聚体，将有机硅预聚体溶于溶剂中，得到有机硅预聚体溶液；
所述的酸催化剂的浓度为0.015mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:50；所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:0.02；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为30％；
所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:0.3，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:0.2；
二、酚醛溶液的制备：
将间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液混合，然后加入其他醛类，得到混合物，将混合物溶于溶剂中，得到酚醛溶液；
所述的其他醛类为对苯二甲醛；
所述的间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛的摩尔比例为1:1.4；所述的质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛与其他醛类的摩尔比为100:1；所述的酚醛溶液中酚醛的质量百分数为30％；
三、酚醛有机硅复合树脂湿凝胶的制备：
①、将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为22℃及超声频率为25kHz的条件下，将混合物B超声2min，然后密封置于温度为60℃的水浴中，加热反应6h，反应结束后，自然冷却至温度为24℃，得到湿凝胶；
所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:1；所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为1mol/L；所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:20；
②、在温度为25℃的条件下，将湿凝胶浸渍于溶剂中8h；
所述的溶剂与湿凝胶体积比为1.5:1；
③、更换溶剂，重复步骤三②直至浸渍后的溶剂pH为7，得到酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶；
四、酚醛有机硅复合轻质块体材料的制备：
在常压、空气气氛及温度为25℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂48h，然后放入烘箱中，首先在温度为45℃的条件下，保温30min，再在温度为75℃的条件下，保温45min，然后在温度为130℃的条件下，保温60min，最后在温度为170℃的条件下，保温60min，取出样品，自然冷却至温度为25℃，得到耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。
步骤一中所述的一甲基硅烷单体为甲基三乙氧基硅烷；步骤一中所述的二甲基硅烷单体为二甲基二乙氧基硅烷；步骤一中所述的苯基硅烷单体为苯基三甲氧基硅烷。
步骤一中所述的酸催化剂为盐酸。
步骤一中所述的溶剂为乙醇。
步骤二中所述的溶剂为乙醇。
步骤三①中所述的凝胶催化剂溶液为氨水溶液。
步骤三②中所述的溶剂为乙醇。
图1为实施例一制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的实物图，由图可知，经常压干燥后，块体材料保持完整。
通过本实施例制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料经过在空气气氛下热失重测试后，发现其热性能良好，空气气氛下加热至1000℃时质量保留率约为33％。
通过本实施例制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料，密度较低，约为0.22g/cm3。
通过本实施例制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料，在500℃下氮气气氛处理0.5h后，得到的产物未产生碎裂情况，且收缩率较小，径向收缩约为10％。
通过本实施例制备的耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料与水的接触角约为140°，疏水性良好。

Claims (10)

1.一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法是按以下步骤进行的：
一、有机硅预聚体溶液的制备：
向有机硅单体混合物中加入酸催化剂，在温度为25℃～70℃及搅拌速率为5转/秒～20转/秒的条件下，水解缩聚反应1h～6h，得到反应体系，向反应体系中加入六甲基二硅氮烷，然后在温度为35℃～70℃的条件下，减压蒸馏5min～60min，得到有机硅预聚体，将有机硅预聚体溶于溶剂中，得到有机硅预聚体溶液；
所述的酸催化剂的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:(30～60)；所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:(0.01～0.04)；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为20％～60％；
所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物，或者为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)；
当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.5)，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:(0.01～0.25)；
二、酚醛溶液的制备：
将间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液混合，然后加入其他醛类，得到混合物，将混合物溶于溶剂中，得到酚醛溶液；
所述的其他醛类为戊二醛、对苯二甲醛或间苯二甲醛；
所述的间苯二酚与质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛的摩尔比为1:(1.3～2)；所述的质量百分数为37％～40％的甲醛溶液中甲醛与其他醛类的摩尔比为100:(0.1～5)；所述的酚醛溶液中酚醛的质量百分数为20％～50％；
三、酚醛有机硅复合树脂湿凝胶的制备：
①、将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为20℃～28℃及超声频率为20kHz～40kHz的条件下，将混合物B超声1min～10min，然后密封置于温度为40℃～65℃的水浴中，加热反应4h～48h，反应结束后，自然冷却至温度为20℃～25℃，得到湿凝胶；
所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:(0.8～5)；所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为0.02mol/L～2mol/L；所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:(10～30)；
②、在温度为20℃～60℃的条件下，将湿凝胶浸渍于溶剂中1h～10h；
所述的溶剂与湿凝胶体积比为(0.5～2):1；
③、更换溶剂，重复步骤三②直至浸渍后的溶剂pH为6～8，得到酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶；
四、酚醛有机硅复合轻质块体材料的制备：
在常压、空气气氛及温度为20℃～30℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂24h～72h，然后放入烘箱中，首先在温度为40℃～60℃的条件下，保温15min～120min，再在温度为70℃～100℃的条件下，保温30min～180min，然后在温度为110℃～140℃的条件下，保温30min～180min，最后在温度为150℃～180℃的条件下，保温30min～180min，取出样品，自然冷却至温度为25℃～30℃，得到耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料。
2.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的一甲基硅烷单体为甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物；步骤一中所述的二甲基硅烷单体为二甲基二甲氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物；步骤一中所述的苯基硅烷单体为苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的酸催化剂为盐酸、硫酸、硝酸和醋酸中的一种或其中几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或其中几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤二中所述的溶剂为乙醇和甲醇中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤三①中所述的凝胶催化剂溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氨水溶液、盐酸溶液或醋酸水溶液。
7.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤三②中所述的溶剂为乙醇、甲醇和异丙醇中的一种或其中几种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤一中所述的酸催化剂的浓度为0.015mol/L～0.05mol/L；所述的有机硅单体混合物与酸催化剂的质量比为100:(50～60)；步骤一中所述的有机硅单体混合物的摩尔总量与六甲基二硅氮烷的摩尔比为100:(0.02～0.04)；所述的有机硅预聚体溶液中有机硅预聚体的质量百分数为30％～60％；步骤一中当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体及二甲基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.3)；步骤一中当所述的有机硅单体混合物为一甲基硅烷单体、二甲基硅烷单体及苯基硅烷单体的混合物时，一甲基硅烷单体与二甲基硅烷单体的摩尔比为1:(0.05～0.3)，一甲基硅烷单体与苯基硅烷单体的摩尔比为1:(0.01～0.2)。
9.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤三①中将有机硅预聚体溶液与酚醛溶液混合，得到混合溶液A，在混合溶液A中加入凝胶催化剂溶液，得到混合物B，在温度为22℃～28℃及超声频率为25kHz～40kHz的条件下，将混合物B超声2min～10min，然后密封置于温度为40℃～60℃的水浴中，加热反应6h～48h，反应结束后，自然冷却至温度为20℃～24℃，得到湿凝胶；步骤三①中所述的有机硅预聚体溶液与酚醛溶液的体积比为1:(1～5)；步骤三①中所述的凝胶催化剂溶液的摩尔浓度为1mol/L～2mol/L；步骤三①中所述的混合溶液A与凝胶催化剂溶液的体积比为100:(20～30)。
10.根据权利要求1所述的一种常压干燥制备耐高温酚醛有机硅复合轻质块体材料的方法，其特征在于步骤四中在常压、空气气氛及温度为25℃～30℃的条件下，将酚醛有机硅复合树脂的湿凝胶挥发溶剂48h～72h，然后放入烘箱中，首先在温度为45℃～60℃的条件下，保温30min～120min，再在温度为75℃～100℃的条件下，保温45min～180min，然后在温度为130℃～140℃的条件下，保温60min～180min，最后在温度为170℃～180℃的条件下，保温60min～180min，取出样品，自然冷却至温度为25℃～30℃。
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