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SiO2气凝胶是一种以空气为主要组成成分、无定形态的SiO2为基本骨架，具有复杂三维网络结构的纳米轻质多孔材料，其基本物理性能：表观密度0.003-0.35g/cm3，比表面积800-1000m2/g，孔隙率80.0%-99.8%，孔洞平均尺寸20nm，导热系数0.008-0.043W/(m·K)。它同时囊括了低热导率、低密度、高孔隙率、高光透过性、高比表面积、低折射率以及低声速性等性质，从而在很多领域都有着广阔的应用前景。

随着涂料使用量的增加及对涂料性能要求的提高，SiO2气凝胶作为涂料的一种功能填料得到了许多研究者的关注。SiO2气凝胶用作涂料的重要组成部分，会使涂料具备隔热、耐高温、防火、吸附、光催化和隔音吸声等特殊功能。

01?SiO2气凝胶及其涂料的制备

目前SiO2?气凝胶的制备方法很多，其主要过程包括由溶胶-凝胶法制备出SiO2湿凝胶以及干燥得到SiO2?气凝胶。SiO2?湿凝胶的制备过程相似，主要区别在于干燥方法，采用不同干燥技术制备出的SiO2?气凝胶在性质和质量上都会有所差异。采用超临界干燥法干燥时，凝胶的骨架网络不会出现收缩和塌陷，制成的SiO2?气凝胶质量高，各方面性能优越，但实验条件苛刻，制作周期长，成本较高，不能实现批量生产。

SiO2?气凝胶涂料是SiO2?气凝胶应用中的一个重要分支。在SiO2气凝胶制备的基础上，添加稳定剂、分散剂等助剂，通过多种分散方法将其先制成SiO2?气凝胶浆料，再和成膜树脂、助剂、溶剂以及其他颜填料相混合，最后通过高速分散制得SiO2?气凝胶涂料。整个制备过程中，SiO2?气凝胶浆料的制备过程是最关键的一步，也是SiO2?气凝胶涂料性能优越与否的直接影响因素。该过程需要解决纳米粒子在介质中的团聚问题，使SiO2?气凝胶纳米颗粒均匀稳定地分散于溶剂中。

02?SiO2气凝胶涂料的分类

各种SiO2?气凝胶涂料的制备过程大致相同，但其所利用的SiO2?气凝胶主要特性各有差异，涂料中加入的颜填料、助剂也各有特殊性能，因此制成的SiO2?气凝胶涂料的主要功能差异也较大。按功能划分，SiO2?气凝胶涂料的具体分类如下所示。

（1）气凝胶隔热涂料

SiO2?气凝胶隔热涂料因SiO2?气凝胶本身的结构特性，能有效降低热量的传输，起到改善环境、降低能耗的作用。SiO2?气凝胶的纳米孔以及三维网状结构破坏了基质的热量传导路径，这是它具有极低导热系数的一个重要原因。独特的纳米孔结构限制了空气分子的自由流动，抑制了空气的对流传导，无限多的孔壁形成了热辐射的反射面和折射面，具有“无穷隔热板效应”，最大限度地抑制了辐射导热。因此将具有优异隔热性能的SiO2?气凝胶用于隔热涂料中会使涂膜的隔热效果得到很大提升。

SiO2?气凝胶本身透光性好，可以制备纳米透明隔热涂料涂覆在玻璃上，该涂料吸收波长在小于400nm的紫外线波段，透过波长在400～760nm的可见光波段，阻隔波长在760~2500nm的近红外波段。当前，已经有利用SiO2?气凝胶制备透明隔热涂料的相关成果。这种制备工艺利用SiO2气凝胶为隔热涂料的基本填料，再采用合适的稳定剂将SiO2?气凝胶有效地均匀分散，将其制成浆料，然后再利用成膜物，将这两种材料和其他的助剂混合均匀而成。这种隔热涂料的基本特点就是既没有改变玻璃原有的良好透光性能，也有效地阻挡了紫外线和红外热辐射对室内环境以及室内温度的影响，以其节能环保、性能优良的特点，成为隔热涂料开发、研究与生产的主要方向。

SiO2气凝胶隔热涂料也可用在建筑物其他部位上，与传统的墙体隔热材料相比，SiO2?气凝胶涂料不仅施工方便，更是弥补了一般有机保温材料防火阻燃性差和无机保温材料密度大且保温效果欠佳的缺陷。此类SiO2?气凝胶涂料可广泛应用于建筑物内外墙、仓储、冷库等，具有薄层施工、纳米孔隔热、安全防火、环保节能、性价比高等优点。早在2010年上海世博会零碳馆及万科实验中便已投入使用，事实证明了该涂料具有突出的节能效果。

（2）气凝胶耐高温涂料

SiO2气凝胶耐高温涂料是指能长期在200℃以上高温环境中使用，能够对基材进行保护，且涂层自身的物理化学性能仍能保持相对稳定的一种功能涂料。SiO2?气凝胶可在900℃以下保持良好的多孔网络结构特性，但当温度达到900℃以上时会发生烧结现象，Si-O-Si网络结构会收缩并团聚，孔结构遭到破坏，比表面积在温度达到900℃后急剧下降，导热系数会随着温度的升高而提高。为实现SiO2?气凝胶在超高温度下维持原有的纳米孔网络结构，保持其低热导率及高孔隙率，一般通过掺杂其他耐高温材料的方法来制备耐高温复合材料。

SiO2?气凝胶良好的耐高温性是用其制备耐高温涂料的主要原因，现已有研究者成功制备出了SiO2气凝胶耐高温涂料。以纳米SiO2?气凝胶、改性六钛酸钾晶