[发明专利]制备气凝胶毡的方法和由此制备的气凝胶毡

说明书

本发明提供了一种制备气凝胶毡的方法，其中,在使用无毒催化剂的同时在酸性条件下进行表面改性过程，由此可以省略溶剂置换过程或洗涤过程以简化制备过程，并且即使在进行大气压干燥时，也可以防止由于收缩所致的凝胶结构的坍塌，并且表面改性的效率也较高，由此可以制备具有优异的热导率和疏水性程度的气凝胶。本发明还提供了通过该方法制备的气凝胶毡，从而由于在基材内均匀地形成疏水基团而具有低热导率和低水分浸渍率。

技术领域

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请2020-0133466号的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种制备气凝胶毡的方法以及通过该制备方法制备的气凝胶毡，该方法包括使用无毒碱催化剂进行凝胶化和在酸条件下进行表面改性过程。

背景技术

气凝胶是一种超多孔、高比表面积(≥500m²/g)的材料，其孔隙率约为90至99.9％，孔径为1-100nm，是具有超轻量、超隔热、超低介电性等优异性质的材料。因此，已经积极进行了气凝胶材料开发的研究及其作为透明隔热材料、环保高温隔热材料、高集成器件用超低介电薄膜、催化剂和催化剂载体、超级电容器用电极和海水淡化用电极材料的实用的研究。

气凝胶的最大优点是气凝胶具有超隔热性，其热导率为0.300W/m·K以下，低于如聚苯乙烯泡沫塑料等传统有机隔热材料的热导率，并且可以解决有机隔热材料的致命弱点——火灾脆弱性和发生火灾时产生有害气体。

通常，气凝胶是通过由前体材料制备水凝胶，并去除水凝胶内部的液体成分而不破坏微观结构来生产的。气凝胶通常可分为三种类型，即粉末、颗粒和整体型，并且二氧化硅气凝胶通常以粉末的形式生产。

上述粉末型二氧化硅气凝胶可制成具有纤维的复合物，并且以气凝胶毡或气凝胶片材的形式商业化。这种气凝胶毡和气凝胶片材由于其柔性而可以弯曲、折叠或切割成任何尺寸或形状。因此，粉末型二氧化硅气凝胶不仅可以应用于如LNG载体用隔热板、工业隔热材料、宇航服、运输、车辆和电力生产用隔热材料等工业应用，而且还应用于诸如夹克和运动鞋等家用物品。此外，当在防火门以及诸如公寓等房屋中的屋顶和地板中使用气凝胶时，则会具有很大的防火作用。

具体而言，本说明书中的气凝胶毡是指在诸如纤维等毡用基材上浸渍有气凝胶的材料的概念，并且制备气凝胶毡的方法被分为凝胶流延法和制备气凝胶粉末或颗粒随后使用粘合剂将其沉积在毡用基材上的方法。

通过凝胶流延法制造的产品由于其良好的物理性质而占据了迄今为止的大部分使用，目前，使用卷对卷技术的凝胶流延法作为商业上可用的技术是已知的。此时，氨通常用作凝胶化中所用的催化剂，并且氨由于其能够有效防止凝胶结构坍塌的优异的气凝胶物理性质而被广泛使用。

然而，由于氨催化剂是弱碱成分，故应当大量使用以确保凝胶时间并确保工艺中的物理性质，工艺稳定性由于有毒气体成分而降低，并且一些有毒气体成分甚至残留在最终产品中，这造成了问题。因此，为了确保工艺稳定性和产品生态友好性，有必要开发可以确保物理性质与氨催化剂的情况相当或更高，同时在整个过程中去除有毒物质的方法和产品。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)KR10-2012-0070948A

发明内容

技术问题