[发明专利]气凝胶及其制造方法

说明书

本发明提供一种气凝胶的制造方法，其包括在包含酸催化剂的水溶液中添加硅化合物进行水解来生成溶胶的溶胶生成工序，硅化合物包含4官能硅烷化合物、3官能硅烷化合物和2官能硅烷化合物中的至少4官能硅烷化合物和3官能硅烷化合物，气凝胶的密度为0.15g/cm³以下，更优选的是，在将4官能硅烷化合物、3官能硅烷化合物及2官能硅烷化合物的质量百分比分别设为Qx、Tx、Dx时，以满足0＜Qx＜50、50≤Tx＜100、0≤Dx＜30、Qx+Tx+Dx＝100的比例的方式混合硅化合物。本发明提供一种绝热特性优异、且呈大面积(例如400cm²以上)的板状或膜状的气凝胶。

技术领域

本发明涉及一种绝热特性优异、且呈大面积(例如400cm²以上)的板状或膜状的气凝胶及其制造方法。

背景技术

一直以来，已知被称作气凝胶的、具有硅氧烷键的凝胶干燥物。具体而言，通过将硅烷化合物的单体溶液(溶剂：水和/或有机溶剂)水解来形成溶胶，使该溶胶进行交联反应来形成凝胶(缩合化合物)，然后使凝胶干燥，从而得到具有多个气孔的气凝胶(凝胶干燥物)。

在此，气凝胶所具有的气孔的孔径为例如构成空气的元素分子的大气压时的平均自由程(Mean Free Path[MFP])以下的尺寸。因此，在气凝胶的内部几乎不进行基于构成空气的元素分子的热交换，气凝胶具有作为绝热材料优异的潜质，其绝热效果可谓仅次于真空。

然而，气凝胶在凝胶干燥的初期阶段由于毛细力而造成凝胶整体收缩，由于该收缩力，产生了凝胶整体自毁、或受到内部损伤、发生粉碎、或虽保持外形但呈现气孔以外的不期望的空隙、外观上的变形等各种缺陷，因此存在达不到量产水平的问题。

作为减小凝胶干燥的初期阶段的毛细力的方法，尝试了在二氧化碳的超临界状态下交换凝胶内部的液体与二氧化碳，接着使二氧化碳恢复到大气压使其干燥的超临界干燥法。然而，超临界干燥法存在设备大型化并且制造成本显著高、大量生产困难的问题。

另一方面，作为不使用超临界的公知的制造方法，可举出在小于溶剂的临界点的温度和压力下使凝胶干燥的干燥法，特别是使用了表面张力低的溶剂的大气压干燥法(例如，本发明人提出的专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5250900号公报。

发明内容

发明要解决的问题

气凝胶通常存在密度越高导热率越高的倾向，专利文献1所记载的气凝胶在大气压下进行干燥的情况下，密度较高，为0.20g/cm³以上，因此绝热特性并不充分，存在改良的余地。绝热特性高度依赖于气凝胶的密度、气孔率，因此期望内含气孔的气凝胶的密度尽量低。

此外，专利文献1所记载的气凝胶的制造方法只使用1种硅化合物(实施例中为3官能型的甲基三甲氧基硅烷(MTMS))作为硅原料，因此气凝胶中具有裂纹、空隙、变形等缺陷的情形多，最大只能制造具有数厘米见方程度的尺寸(面积)的气凝胶，只能在有限的用途中使用。

因此，需要开发一种以大面积且稳定地制造绝热特性优异的片状的气凝胶的技术。

本发明的目的在于提供一种绝热特性优异、且呈大面积(例如400cm²以上)的板状或膜状的气凝胶及其制造方法，特别是与专利文献1所记载的气凝胶相比，进一步提高绝热特性的同时谋求大面积化的气凝胶及其制造方法。

用于解决问题的方案