[发明专利]球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法和由其制备的球形二氧化硅气凝胶颗粒

说明书

本发明涉及一种球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法和由此制备的球形二氧化硅气凝胶颗粒。可以提供球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法，因为在特定步骤中使用表面活性剂使得水玻璃溶液的液滴以均匀的尺寸均匀地分散在非水溶剂中，从而缩短处理时间并且提高生产率，因此该制备方法适合于大规模生产。可以提供通过所述制备方法制备的具有均匀尺寸的球形二氧化硅气凝胶颗粒，其中，所述球形二氧化硅气凝胶颗粒具有较高的加工性能和优异的流动性。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年03月28日提交的韩国专利申请No.10-2016-0036641的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本申请中。

技术领域

本发明涉及一种球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法，更特别地，涉及一种特征为在特定步骤中使用表面活性剂的球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法，以及由其制备的球形二氧化硅气凝胶颗粒。

背景技术

二氧化硅气凝胶是纳米尺寸的二氧化硅(SiO₂)粒子形成三维网状结构的并且具有95％以上的孔隙率的超多孔材料。因此，由于二氧化硅气凝胶具有非常高的孔隙率、比表面积和孔体积以及非常低的热导率、介电常数、折射率等，因此，二氧化硅气凝胶可以有效地应用于包括绝热材料、吸湿剂、各种载体、低介电涂膜、防反射膜等的多种领域。

通常，二氧化硅气凝胶可以制备为整料和粉末状。当二氧化硅气凝胶为粉末状时，二氧化硅气凝胶可以与纤维复合，使得二氧化硅气凝胶以气凝胶毡或气凝胶片的形式商业化。因为毡或片材具有柔韧性，所以它可以被弯曲、折叠或切割成预定尺寸或形状。因此，二氧化硅气凝胶不仅可以应用于工业领域，如用于液化天然气(LNG)载体的绝热板、工业绝热材料、航天服、交通工具和车辆、以及发电用绝热材料，也可以应用于家庭用品，如夹克或鞋子。此外，当用于房屋(如公寓)中的防火门以及屋顶或地板时，二氧化硅气凝胶在防火方面非常有效。

二氧化硅气凝胶粉末可以通过首先制备二氧化硅湿凝胶，机械粉碎二氧化硅湿凝胶，然后在超临界或常压条件下干燥粉碎的二氧化硅湿凝胶来制备。然而，在这种情况下，所述方法的缺点在于，由于该方法包括机械粉碎二氧化硅湿凝胶的工艺，因此，难以制备具有特定尺寸的气凝胶粉末。

另外，细小二氧化硅气凝胶粉末的缺点在于，由于二氧化硅气凝胶粉末的重量非常轻，容易形成粉尘并且具有较差的粉末流动性，因此，操作性和加工性能会严重劣化。因此，迫切需要建立用于制备颗粒状的球形粉末的技术。

韩国未审专利公开No.10-1310286公开了一种球形二氧化硅气凝胶粉末的制备方法，其包括：使用离子交换树脂由水玻璃溶液制备高纯度二氧化硅溶胶，并且对该二氧化硅溶胶进行溶剂置换和表面改性工艺。然而，该发明具有的缺点在于，由于所述制备方法本质上需要长时间的溶剂置换和表面改性工艺，因此球形二氧化硅气凝胶粉末由于低生产率而非常昂贵，并且由于使用离子交换树脂，因此不适合大规模生产。

由水玻璃溶液制备二氧化硅气凝胶粉末的最困难的挑战包括：由于长的溶剂置换和表面改性工艺使得生产率劣化；难以得到具有均匀的球形的粉末等。

因此，本发明人已经进行研究以解决上述问题，并且发现一种制备具有均匀的球形的球形二氧化硅气凝胶粉末的新方法，该方法能够缩短处理时间。

[现有技术文献]

专利文献1：韩国未审查专利公开No.10-1310286

发明内容

技术问题

因此，本发明旨在解决现有技术的问题，并且本发明的一个目的是提供一种球形二氧化硅气凝胶颗粒的制备方法，因为使用表面活性剂使得水玻璃溶液的液滴以均匀的尺寸均匀地分散在非水溶剂中以缩短处理时间并且提高生产率，因此该制备方法适用于大规模生产。