超疏水性氣凝膠的制備及應用研究.pdf

1、石材和混凝土等無機材料的表面容易被各類污染物侵害或附著，將導致石材或混凝土等無機材料表面的光澤減少、斑漬、顏色褪化、平整性不佳、表面粉化等，造成表面的美觀性下降。在材料表面制備一層超疏水涂層，能將污染物隔離，達到自清潔的效果，將給石材、混凝土等材料的表面清潔帶來重大影響。
　　本文研究了一種可以制備超疏水性涂層的材料——超疏水性氣凝膠，并對其制備過程和應用性能進行了研究。對超疏水性氣凝膠的常壓制備過程進行了研究，包括凝膠pH、加水

2、量、各制備階段耗時、離子交換和Na+、陳化條件、干燥工藝對氣凝膠的影響；提出微乳液法制備超疏水氣凝膠粉體，探討了制備氣凝膠的微乳液配制方法、表面活性劑和助表面活性劑對微乳液影響、干燥工藝等，還探討了此法制備氣凝膠相對于制備塊狀氣凝膠的優(yōu)勢；最后還探討了氣凝膠的親疏水性以及超疏水性涂層的性能。得出了以下結(jié)論：
　　（1）、以水玻璃為硅源，采用溶膠—凝膠法常壓干燥制備可以得到密度為0.09 g/cm3的塊狀氣凝膠，最佳工藝步驟是：水玻

3、璃用水稀釋3倍并經(jīng)強酸型陽離子交換樹脂除Na+，成濕凝膠pH為6~9，陳化為12h以上，利用無水乙醇、正己烷等表面張力較小的有機溶劑逐步進行溶劑替換，經(jīng)疏水改性后在常溫、60℃、100℃、150℃和250℃下進行干燥可得到密度最佳的塊狀氣凝膠。
　　（2）、微乳液法制備氣凝膠粉體，可得表觀密度最低為0.04g/cm3、顆粒粒度為24.123μm的超疏水性氣凝膠粉體。研究可得微乳液法最佳制備步驟為：水玻璃用水稀釋3倍并經(jīng)強酸型陽離子

4、交換樹脂除Na+，得pH為2~~3的硅酸溶膠，將硅酸溶膠按體積比為2:10的比例與煤油混合，加入十六烷基三甲基溴化銨（CATB）、正丁醇形成微乳液，然后使用pH~12的氨水溶液進行凝膠反應，經(jīng)洗滌除煤油和雜質(zhì)離子、陳化、溶劑替換和疏水改性后干燥即可得到氣凝膠粉體。
　　（3）、利用微乳液法可制備出粒徑為24.123μm、粒徑分布從7μm~91μm、比表面積為829m2/g的氣凝膠粉體，粒徑小且分布較窄，且不必升溫干燥，常溫下即可在