[发明专利]溶胶组合物和气凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成绝热性和生产率优异的气凝胶的溶胶组合物、以及气凝胶。

背景技术

作为热导率小且具有绝热性的材料，已知二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶作为具有优异的功能性(绝热性等)、特异的光学特性、特异的电特性等的功能材料是有用的，例如，被用于利用了二氧化硅气凝胶的超低介电常数特性的电子基板材料、利用了二氧化硅气凝胶的高绝热性的绝热材料、利用了二氧化硅气凝胶的超低折射率的光反射材料等。

作为制造这样的二氧化硅气凝胶的方法，已知将由烷氧基硅烷水解并聚合而得到的凝胶状化合物(醇凝胶)在分散介质的超临界条件下干燥的超临界干燥法(参照例如专利文献1)。超临界干燥法是如下方法：将醇凝胶和分散介质(干燥中所使用的溶剂)导入高压容器中，对分散介质施加大于或等于其临界点的温度和压力使其成为超临界流体，从而除去醇凝胶中所含的溶剂。但是，超临界干燥法需要高压工艺，因此需要对能够耐受超临界的特殊装置等进行设备投资，而且需要大量的劳力和时间。

因此，提出了使用不需要高压工艺的通用方法对醇凝胶进行干燥的方法。作为这样的方法，例如已知如下方法：将单烷基三烷氧基硅烷与四烷氧基硅烷以特定比率并用作为凝胶原料，从而使所得到的醇凝胶的强度提高，并在常压进行干燥(参照例如专利文献2)。然而，在采用这样的常压干燥的情况下，由于醇凝胶内部的毛细管力所引起的应力，使得有凝胶收缩的倾向。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4402927号

专利文献2：日本特开2011-93744号公报

发明内容

发明所要解决的课题

这样，虽然针对以往的制造工艺所存在的问题从各种观点出发进行了研究，但无论采用上述哪一种工艺，所得到的气凝胶操作性都差，难以大型化，因此在生产率方面存在课题。例如，通过上述工艺得到的块状的气凝胶，有时仅仅在用手触碰而想要拿起时就会破损。可推测这是因为，气凝胶的密度低，并且气凝胶具有仅由10nm左右的微粒脆弱地连结而成的细孔结构。

作为改善以往的气凝胶所具有的这样的问题的方法，可考虑通过将凝胶的细孔径增大至微米级程度而对凝胶赋予柔软性的方法。然而，那样操作所得到的气凝胶存在热导率大幅增大这样的问题，会失去气凝胶的优异的绝热性。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供用于形成绝热性和生产率优异的气凝胶的溶胶组合物、以及气凝胶。

用于解决课题的方法

本发明人为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，如果是使用分子内具有反应性基团(水解性官能团或缩合性官能团)的聚硅氧烷化合物而得到的溶胶组合物，则对于所得的气凝胶而言，能够表现优异的绝热性，并且操作性提高，还能够实现大型化，因此能够提高生产率，由此完成了本发明。

本发明提供一种溶胶组合物，其用于形成气凝胶，并且含有选自由具有水解性官能团或缩合性官能团的聚硅氧烷化合物、以及具有水解性官能团的聚硅氧烷化合物的水解产物组成的组中的至少一种。由该溶胶组合物获得的气凝胶的绝热性和生产率优异。

此时，作为上述缩合性官能团，可列举羟烷基，另外该羟烷基的碳原子数可以设为1～6。由此，能够获得具有更优异的绝热性和柔软性的气凝胶。

需要说明的是，缩合性官能团为羟烷基的情况下，作为上述聚硅氧烷化合物，可列举下述通式(A)所表示的物质。由此，对于所得的气凝胶而言，能够实现更优异的绝热性和柔软性。

[化1]

式(A)中，R^1a表示羟烷基，R^2a表示亚烷基，R^3a和R^4a各自独立地表示烷基或芳基，n表示1～50的整数。

本发明中，另外，作为水解性官能团，可列举烷氧基，另外，该烷氧基的碳原子数可以设为1～6。由此，能够获得具有更优异的绝热性和柔软性的气凝胶。

需要说明的是，在水解性官能团为烷氧基的情况下，作为上述聚硅氧烷化合物，可列举下述通式(B)所表示的物质。由此，对于所得的气凝胶而言，能够实现更优异的绝热性和柔软性。

[化2]

式(B)中，R^1b表示烷基、烷氧基或芳基，R^2b和R^3b各自独立地表示烷氧基，R^4b和R^5b各自独立地表示烷基或芳基，m表示1～50的整数。