气凝胶行业报告：最高效隔热材料（21页）

目前商用的气凝胶通常为复合材料制品，且具有多种形态。气凝胶存在强度低、韧性差等 缺点，因此需要通过添加颗粒、纤维等增强体提高强度和韧性，也可以通过添加炭黑、陶 瓷纤维等遮光剂提高遮挡辐射能力。因此当前在售气凝胶制品往往是由气凝胶材料与基材 复合制得。根据制品形态，气凝胶制品可以分为气凝胶毡、气凝胶纸、气凝胶布、气凝胶 板材、气凝胶粉末、气凝胶浆料、气凝胶涂料等。气凝胶材料种类繁多，其中 SiO2 气凝胶的商业化应用最成熟。气凝胶按照前驱体可分为 氧化物、碳化物、聚合物、生物质、半导体、非氧化物、金属七大类。众多不同的前驱体 可制备出具有不同性能的气凝胶，极大丰富了气凝胶品种的多样性，拓展了气凝胶的应用 范围。目前市场上SiO2气凝胶的应用最成熟，2019年全球二氧化硅气凝胶占比高达69%。

二氧化硅气凝胶前驱体可分为有机硅源和无机硅源。常用的有机硅源是正硅酸甲酯、正硅 酸乙酯等功能性硅烷，无机硅源包括四氯化硅和水玻璃等。与无机硅源相比，有机硅源价 格较为昂贵，但是纯度高，工艺适应性好，可以适应超临界干燥和常压干燥。无机硅源水 玻璃价格虽然较低，但是杂质较多，目前主要用于常压干燥中。气凝胶的制备过程主要包括溶胶-凝胶、老化、改性、湿凝胶的干燥过程。溶胶-凝胶过程 指前驱体溶胶聚集缩合形成凝胶的过程。但由于刚形成的湿凝胶三维强度不够而容易破碎 坍塌，因此需要在母体溶液中老化一段时间提高强度或者利用表面改性减小或消除干燥应 力。干燥过程即用空气取代湿凝胶孔隙中的溶液并排出。干燥工艺是合成步骤的关键。湿凝胶在干燥过程中需要承受非常高的干燥应力，该应力会 使凝胶结构持续收缩和开裂，容易导致结构塌陷。目前主流干燥工艺路线有超临界干燥、 常压干燥。