本發明涉及氣凝膠領域，特別涉及連續性制備核殼親疏雙極復合氣凝膠粉末的方法。一種核殼親疏雙極復合氣凝膠粉末的制備方法為：混合步驟：將親水性烷氧化硅化合物、疏水性烷基取代烷氧化硅化合物、及有機混合溶劑混合形成混合溶液；水解步驟：將酸觸媒加入混合溶液進行水解反應；縮合分散步驟：將堿觸媒加入混合溶液進行縮合反應，且于縮合反應過程中加入分散溶媒，并加以攪拌，使混合溶液于攪拌過程中進行相分離并凝膠化以形成核殼親疏雙極氣凝膠顆粒。經過濾與干燥后可獲得核殼親疏雙極氣凝膠粉末，藉此整體提高核殼親疏雙極氣凝膠顆粒與粉末的制備速度，并改善后加工混摻效率及提高產品的隔熱效果。

技術領域

本發明涉及氣凝膠領域，特別涉及連續性制備核殼親疏雙極復合氣凝膠粉末的方法。

背景技術

氣凝膠為一種具立體網狀結構的多孔隙材料，且為一種具有密度低、高比表面積、低熱導率的科技產品，目前主要應用于隔熱保溫材料。氣凝膠粉末具有高孔洞性(孔洞含量約占90％以上)及極低的體密度(約0.04～0.2g/cm³)。透過氣凝膠高孔洞性質，使得氣凝膠的比表面積極大(一般硅氣凝膠比表面積＞500m²/g)。此外，氣凝膠的機能性與未為溶劑占有的孔洞比例有關，故期望所添加的氣凝膠達到有效的機能性，如：輕量化、高隔熱、高比表面積及高觸媒等性質，須保持氣凝膠體系中大量的孔洞性及空氣含量。然而，疏水性氣凝膠粉末于親水性溶劑中完全不兼容而懸浮于水面上，因此疏水性硅氣凝膠粉末無法于親水性溶劑中加工分散。換言之，疏水性氣凝膠粉末僅能于疏水性溶劑中分散，如：甲苯或去光水。由于疏水性氣凝膠會吸收疏水性溶劑，導致溶劑滲透侵入氣凝膠粉末中，使氣凝膠粉末孔洞中的空氣為溶劑所取代而喪失氣凝膠的隔熱性質。另一方面，氧化硅氣凝膠于疏水性溶劑中完全不兼容而懸浮于疏水溶劑表面上，因此氧化硅氣凝膠粉末無法于疏水性溶劑中加工分散。換言之，氧化硅氣凝膠粉末僅能于親水性溶劑中分散，如：水或乙醇。但因氧化硅氣凝膠會吸收親水性溶劑，導致親水性溶劑滲透侵入氧化硅氣凝膠粉末中，使氧化硅氣凝膠粉末孔洞中的空氣為溶劑所取代而喪失氣凝膠的隔熱性質。因此，有必要改善目前商業化氣凝膠粉末于不同溶劑中的可操作性以及提高或保持氣凝膠材料的高機能性。為此，本發明提出一簡易控制分散溶媒的親疏水性質來制備親水性外殼-疏水性核心或疏水性外殼-親水性核心的核殼親疏雙極性質氣凝膠粉末，利用所發明的核殼親疏雙極性質氣凝膠粉末，可懸浮分散在溶劑中并保持氣凝膠粉末中的孔洞以及空氣含量以改善目前商業化氣凝膠的缺點。

氣凝膠的習知制備方法為溶膠凝膠合成法，主要先將烷氧化硅類(alkoxysilane)或正硅酸甲酯等前驅物與有機混合溶劑混合后，加入酸觸媒，以進行水解反應(hydrolysis)。待水解反應后，再添加堿觸媒，以進行縮合反應(condensation)，縮合反應過程中會逐漸形成溶膠，而溶膠內的分子繼續進行縮合反應鍵結，逐漸形成半固態的高分子凝膠，再經過一段時間的熟化(age)后，使凝膠形成結構穩定立體網狀結構。最后利用超臨界干燥技術將立體網狀結構中的水及甲醇等溶劑萃取干燥，而獲得多孔性的干燥塊狀親水性氣凝膠。由于上述方法采用的干燥技術為超臨界干燥技術，因此可避免氣凝膠于常壓干燥過程受水分表面張力影響而破裂。但由于超臨界干燥技術須于高壓下進行，因此僅適合極微少量的氣凝膠干燥，而不易量產及降低氣凝膠的生產成本。