发明内容

本发明的目的在于探索出一种新的气凝胶产品应用形式，提供一种低导热、高疏水、吸音降噪的无机气凝胶土的制备工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无机气凝胶土的制备工艺，其特殊之处在于包括以下制备工艺：

1、将水10-100份，改性剂0.1-5份，稳定剂0.1-5份，气凝胶粉体1-20份，加入到高速搅拌分散机中，然后在常温常压下以500-5000r/min搅拌3-20分钟，混合均匀获得了气凝胶浆料；

气凝胶表面充满了疏水基团甲基，因此其很难与水相互相容，分散剂和稳定剂的作用就是改变水的特性，增加水溶液的粘度，在快速搅拌的过程中改性后的水溶液包裹住气凝胶微粒，实现气凝胶和水的相互容和，形成不沉降、不分层的混合均匀的气凝胶浆料，此过程不破坏气凝胶的结构、特性，也就是不影响气凝胶超疏水、低导热的优点；

2、将无机胶凝材料10-100份、无机晶须1-10份、聚丙烯纤维1-5份依次加入到步骤1获得的气凝胶浆料中，然后在常温常压下以500-5000r/min的速度搅拌3-20分钟，混合均匀获得无机气凝胶土膏状材料；

气凝胶浆料是不具有强度的，因此需要引入无机胶凝材料以提供强度。单纯的无机胶凝材料加入气凝胶浆料后，固化干燥后可能会存在强度低、开裂、微裂纹等现象，因此需要无机晶须、聚丙烯纤维等不同尺度的材料来进行复合增强：无机晶须是在微米尺度上与无机胶凝材料进行复合增强；聚丙烯纤维是在毫米尺度上与无机胶凝材料进行复合增强。气凝胶浆料加入无机胶凝材料、无机晶须、聚丙烯纤维后，三者相互协同配合共同增强整体体系的强度，也就初步获得了无机气凝胶土材料；

3、将步骤2获得的无机气凝胶土膏状材料在常温下静置、凝固、干燥，获得了无机气凝胶土材料。

气凝胶具有密度小、比表面大、单位质量体积大等特点，步骤1形成的气凝胶浆料是水溶液包裹住气凝胶微粒制备而成的，也因此气凝胶浆料的体积是水溶液的体积和气凝胶体积的总和，是相对较大的，这确保步骤2引入无机胶凝材料和增强材料后形成的无机气凝胶土的密度是相对较小；

优选的，步骤1中所述气凝胶粉体是二氧化硅气凝胶粉体，粒径为15-1000微米，密度为50-200kg/m³，超疏水，导热系数为0.013-0.03w/m·k；

气凝胶是超疏水、低密度、低导热的，它的加入才能确保获得无机气凝胶土具有低导热、高疏水等优点；

优选的，步骤1中所述的改性剂为聚乙烯醇、邻苯二甲酸二丁酯、硅烷偶联剂KH602的一种或任意多种的混合物，稳定剂为膨润土、凹凸棒土、硅藻土、蒙脱土中的任意一种或多种混合；

改性剂和稳定剂的相互协调配合，使超疏水气凝胶粉末与水相容混合形成气凝胶浆料这一体系，并同时使得气凝胶浆料以及后续步骤2的无机气凝胶土膏状材料不沉降、不分层、不浠水，最终可以在室温下就可以凝固固化，而不需要采用其它的特殊手段；

优选的，步骤2中所述的无机胶凝材料为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、复合硅酸酸盐水泥，氯氧镁水泥、石膏、石灰中的任意一种或多种混合；

水泥、石灰、石膏传统的无机胶凝材料，与水搅拌后能在空气中硬化，与气凝胶浆料结合则保证了形成的无机气凝胶土在常温下就可以凝固固化；

优选的，步骤2中所述的晶须为陶瓷晶须，硫酸钙晶须，碳酸钙晶须中的任意一种或多种混合，聚丙烯纤维为长度3-20mm的纤维；

晶须是微纳米级别的短纤维，主要在微纳米这个尺度上增强复合材料，聚丙烯纤维是毫米级别的短纤维，主要在毫米这个尺度上增强复合材料。晶须和聚丙烯纤维相互协调配合，在纳米、微米、毫米三个尺度上增强无机气凝胶土，避免各个尺度上产生的微裂纹和开裂的现象，大大增强的无机气凝胶土的强度。

本发明的无机气凝胶土的制备工艺，有益效果如下：

1、无机气凝胶土具有优良的导热系数和疏水能力，是因为其中引入了超疏水、低导热的的气凝胶。气凝胶与水是不相容，而分散剂和稳定剂通过改变水溶液的特性将气凝胶与水混合形成不沉降、不分层、不浠水的气凝胶浆料，解决了气凝胶与水不容的问题，从而保证了获得气凝胶土的优良性能；

2、无机胶凝材料引入气凝胶浆料进行改性复合，是为了制备出具有一定的强度和韧性复合材料，无机晶须和聚丙烯纤维是在纳米、微米、毫米三种微观尺度上增强复合材料，从而使制备出的无机气凝胶土具有理想的强度；

3、步骤1解决了水与气凝胶不相容和的问题，步骤2解决了气凝胶浆料强度的问题，两者相互结合才能制备出优良的无机气凝胶土材料。