[发明专利]二氧化硅气凝胶、绝热材料及二氧化硅气凝胶的制造方法

说明书

本发明使用二氧化硅气凝胶的制造方法，该方法包括：将硅酸碱水溶液制成溶胶的溶胶工序；向上述溶胶中添加导电性高分子制成凝胶的凝胶工序；使上述凝胶生长的培养工序；使上述凝胶进行疏水化的疏水工序；以及使上述凝胶进行干燥的干燥工序。另外，还使用包含水溶性导电性高分子的二氧化硅气凝胶。

技术领域

本发明涉及二氧化硅气凝胶和二氧化硅气凝胶的制造方法。

背景技术

二氧化硅气凝胶与发泡氨基甲酸酯(PU)、发泡苯乙烯(EPS)、或者真空绝热材料(VIP)不同，其绝热性能常年几乎无变化。进而还具有直至约400℃的耐热性。由此，作为下一代的绝热材料受到了瞩目。

利用低导热率的气体进行发泡的PU、EPS由于经时地脱气而绝热性能劣化。进一步，PU、EPS缺乏耐热性。VIP具有数mW/mK的优异的绝热性能。然而，VIP中，在真空封入芯材时由利用热熔接而粘接的部分，经时地微量混入空气分子，导致真空度降低，存在经年劣化的问题。进一步，VIP还存在耐热性为100℃左右这样的问题。

二氧化硅气凝胶在经年劣化、耐热性方面比已有的绝热材料更为优异。二氧化硅气凝胶具有15mW/mK左右的优异的低导热率。然而，二氧化硅气凝胶形成如下所述的网络结构：数10nm量级的二氧化硅粒子由点接触而连接形成念珠。因此，二氧化硅气凝胶几乎不存在机械强度。因此，为了克服其脆性，研究了二氧化硅气凝胶通过与纤维、无纺布、以及树脂等的复合化而实现强度提高。

通常，二氧化硅气凝胶等无机纳米多孔体通过作为液相反应的溶胶-凝胶法合成。将水玻璃(硅酸钠水溶液)、四甲氧基硅烷这样的烷氧基硅烷化合物作为原料。将这些原料、水或醇等液体介质、和根据需要的催化剂进行混合而使其水解。也就是说，在液体介质中，使原料进行缩聚，形成湿润凝胶。然后，使其进行甲硅烷基化反应。最后，使湿润凝胶的内部的液体介质进行蒸发干燥。对于无机纳米多孔体的合成，记载于专利文献1、专利文献2、专利文献3等中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2007/010949号

专利文献2：日本特开平7-257918号公报

专利文献3：日本特开2003-183529号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，利用现有技术合成的气凝胶在结构上强度弱、绝缘性高，因而具有容易带电的性质。例如，在将二氧化硅气凝胶进行100μm这样的薄膜化时，存在由于静电而不易操作的问题。另外，还存在以下问题：二氧化硅气凝胶的落粉多、带电粉末转印到周围。

作为防止带电的技术，存在添加碳等具有导电性的物质的技术。添加这样的物质的技术，会损害气凝胶的特征之一的“透明性”。

另外，出于抗静电的目的还考虑有将具有亲水性的聚合物添加到原料中。然而，上述聚合物与原料的水玻璃系的溶胶水溶液不相溶，无法进行气凝胶的合成。进一步，即使溶胶水溶液进行凝胶化，也会变浊，损害透明性。

对二氧化硅气凝胶，可以进行使用利用电离剂的除电和利用等离子体放电的改性。然而，这些仅仅是一时的效果，没有持续的带电效果。

因此，二氧化硅气凝胶中虽然残留透明性，但是无法防止带电。

因此，本願发明的课题在于，提供二氧化硅气凝胶、绝热材料以及二氧化硅气凝胶的制造方法，所述二氧化硅气凝胶不会损害二氧化硅气凝胶所具有的透明性、抑制带电量。

用于解决问题的方法