硅藻土/SiO2气凝胶复合材料的制备

刘洪丽，安国庆，何翔，褚鹏

（天津城建大学 材料科学与工程学院，天津 300384）

0 引言

SiO2气凝胶是一种纳米孔径的非晶态材料，具有密度低、比表面积大、孔隙率高等特点[1-3]。而且其独特的纳米多孔网状结构能够极大地限制固相热传导和气相热对流，具有优异的保温隔热性能，所以在建筑保温材料中具有极大的发展前景[4-5]。但另一方面，SiO2气凝胶的这种结构也决定了其自身强度低、脆性大的严重缺陷[6-7]，从而使其很难被作为一种高效隔热材料而直接应用于建筑保温中。

近些年来，人们对气凝胶复合材料的研究越发深入。关于SiO2气凝胶的增强方式主要有3类：（1）SiO2气凝胶骨架结构的增强[8]；（2）聚合物增强 SiO2气凝胶[9-10]；（3）纤维增强 SiO2气凝胶[11-12]。其中最常用的方法是纤维增强技术，已经取得一定的进展，制得的气凝胶强度、整体性和柔韧性都有一定的改善，但仍未能达到理想状态。

硅藻土具有密度小、比表面积大、来源广泛、价格低廉等优点[13-14]，更重要的是，它可以作为增强相来提高材料的机械性能[15]。本文采用KH570偶联剂，通过对硅藻土和硅溶胶进行表面接枝引入C=C并借由双键加成反应对二者进行复合（反应方程式见图1），在经过凝胶化、疏水化以及老化过程后，通过常压干燥工艺制备了硅藻土/SiO2气凝胶复合材料，并就硅藻土用量对复合材料导热系数、孔隙率以及抗压强度的影响进行了分析。

图1 KH570改性基本过程

1 试验

1.1 主要原材料及仪器设备

乙烯基三乙氧基硅烷（KH570）：分析纯，南京经天纬化工有限公司；……