[发明专利]用于生产疏水二氧化硅颗粒的方法

说明书

本发明涉及用于生产疏水二氧化硅颗粒的方法，在该方法中，i)在最大55℃的温度下将疏水剂添加至含有亲水硅酸的混合物，ii)将来自步骤i的混合物在至多30天的存储期之后除气，和iii)将来自步骤ii的混合物压缩至目标堆积密度，iv)其中在步骤iii中的压缩过程期间发生颗粒化。

技术领域

本发明涉及用于在低温下生产疏水二氧化硅颗粒材料的方法。

背景技术

在意识到可持续发展和能源成本提高以及化石原料日益短缺的情况下，用于节能的热绝缘已经获得了高重要性。用于优化热绝缘的这些要求同样适用于建筑物，即适用于新建筑物或已有的建筑物，以及适用于后勤或驻军领域中的热绝缘。

对于具有低导热性以及低可燃性的持久绝缘，越来越多关注的是无机多孔材料。

有机绝缘材料(例如聚苯乙烯)由于它们的可燃性和有时成问题的废弃处理而越来越多地受到压力。因此期望生产具有非常低的可燃性的绝缘材料。

多孔无机材料如热解或沉淀二氧化硅，显示出良好的绝缘性能并且是不可燃的。

热解二氧化硅是通过挥发性硅化合物(例如有机和无机氯硅烷)在氢氧焰中的火焰水解生产的。以此方式生产的二氧化硅具有多孔结构并且是亲水的。

沉淀二氧化硅是通过沉淀方法由水玻璃生产的。术语“水玻璃”指由熔体凝结的、玻璃质的(即无定形的)水溶性硅酸钠、硅酸钾和硅酸锂，或它们的水溶液。该盐的中和，水解和缩合由链状Si-O-Si化合物形成微粒状的[SiO_4/2]化合物。

这样的微粒形式的体系即使在没有压缩的松散层中也具有良好的热绝缘性能。在建筑物领域中，沉淀或热解二氧化硅的精细分散的结构导致加工的困难，例如严重的粉尘形成。非常精细分散的物质的可流动性同样是受限制的。

DE 10 2010 003 204 A1显示了借助于压缩，即粒化，可以将二氧化硅转化成对于许多应用改进的形式。获得的载体材料显示出良好的可流动性，但却是亲水的。

然而，为了用作热绝缘，特别是在建筑物的绝缘中，这样的亲水颗粒材料是不容易使用的，因为亲水二氧化硅显示出不理想的高湿气吸收，其结果是热绝缘性尤其降低。

因此，对于在建筑物绝缘中的应用，希望使用疏水绝缘材料，以降低水吸收性和因此降低热绝缘效果的损失。

完全疏水的热绝缘通过例如在压制之前将疏水剂施加至二氧化硅而获得。因此，DE 10 2009 054 566 A1描述了通过压制二氧化硅、纤维和相对非挥发性的有机硅烷或有机硅氧烷的混合物生产完全疏水的热绝缘。随后通过烘烤移除挥发性组分([0025]+实施例)。然而，热处理步骤引起额外的成本。

DE 10 2007 020 716 A1描述了由用挥发性有机硅烷涂覆并然后压制的二氧化硅生产的疏水中空构造块填充物。此处的问题是释放出离解产物，特别是挥发性有机降解产物。

两种方法(DE 10 2009 054 566 A1和DE 10 2007 020 716 A1)都获得全部疏水并具有非常好的隔热性能的板。然而，自由流动的颗粒材料对于许多应用是优选的，但通过公开的方法没有提供这些材料。

DE 10 2012 211 121 A1公开了通过首先生产亲水颗粒材料生产基于二氧化硅的疏水颗粒材料的方法。这些然后通过喷洒有机硅烷和随后在130℃下热处理而被表面改性。获得的颗粒材料显示出对于酶的高吸附能力。

尽管随后的喷洒使接近表面的区域疏水化，但在颗粒内部的总空隙体系没有被令人满意地疏水化，这对于用作用于建筑物应用的绝缘材料是不利的。