[发明专利]气凝胶粉末的制造方法及使用该方法的隔热材料

说明书

本发明的气凝胶粉末的制造方法具备：混合工序，使硅烷氧化物(TEOS(四乙氧基硅烷))与溶剂(甲醇)混合，并使其水解而生成溶胶；凝胶化工序，使在上述混合工序中获得的溶胶凝胶化；熟成工序，对在上述凝胶化工序中获得的凝胶进行熟成而获得湿润凝胶(醇凝胶)；溶剂置换工序，将上述湿润凝胶的溶剂置换成规定的置换用溶剂(己烷)；修饰工序，使用TMCS并利用规定的有机基对上述湿润凝胶的网状构造的表面进行修饰；清洗工序，对通过上述湿润凝胶生成工序而获得的修饰完毕的湿润凝胶进行清洗；干燥工序，使上述清洗后的修饰完毕的湿润凝胶干燥；以及粉碎工序，对上述干燥后的清洗完毕且修饰完毕的湿润凝胶进行粉碎。

技术领域

本发明涉及使用了气凝胶的隔热材料及其制造方法，特别是涉及弱结合超微粒气凝胶粉末的制造方法、被中空粒子混合而成的弱结合超微粒气凝胶粉末的制造方法以及使用了这些制造方法而得的隔热材料。

背景技术

气凝胶是最初发表于1931年的材料(非专利文献1)，若如通常定义的那样，则是由具有微孔的固体构成，且分散相为气体的凝胶。

气凝胶是密度非常低的材料，但纤细、脆弱而非常容易损坏，因此在许多实际情况下的应用变得困难。因此，为了前所未见的滤材，例如高隔热窗、冰箱用极薄壁、建筑物的高隔热材料等的工学应用的用途，寻求在机械性上坚牢的新颖种类的气凝胶。

为了实现该课题，以往，利用纤维、其他有机分子进行加强并被混合而成的气凝胶正被研究。例如，提出了利用有机基对二氧化硅气凝胶的表面进行修饰，通过自然干燥来制造与利用超临界干燥制造出的气凝胶相当的低密度构造多孔体。

另外，在专利文献1、2中，提出了不仅隔热性能，还具备柔软性的气凝胶复合体。

但是，实际上尚未实现适用于多数实际使用方面的应用的气凝胶。特别是，利用超临界干燥制造出的气凝胶为高成本，价格的因素也成为对实用的应用的障碍。

另一方面，液态氢、液态氦那样的、沸点温度比液态氮的沸点温度(－196℃)更低(液态氢为－252.8℃)的低温液体的储藏、输送尤为重要。

因此，期待适用于液态氢、液态氦那样的低温液体的储藏、输送的目的的气凝胶的出现。

现有技术文献

专利文献

专利文献1WO2017/170498号公报

专利文献2日本专利第6288382号公报

非专利文献

非专利文献1S.S.Kistler，Nature 1931，127，741.

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，以二氧化硅为基底的气凝胶是经过长时间被开发的，展现了多孔质构造，与世界上的其他的隔热材料相比实现了超低热传导率。

但是，气凝胶应用的最大难点是制造成本的庞大，从而存在气凝胶的用途受限的课题。

本发明的目的在于，提供能够减少每单位占有体积的制造成本，且隔热特性优越的弱结合超微粒气凝胶粉末的制造方法、被中空粒子混合而成的弱结合超微粒气凝胶粉末的制造方法、以及使用了这些气凝胶粉末的隔热材料。

用于解决课题的手段

本发明人着眼于若为密度非常低的气凝胶，则是否能够通过增大相同重量下的占有体积来减少制造成本的想法，完成了本发明。

[1]本发明的弱结合超微粒气凝胶粉末的制造方法例如如图1所示，具备：混合工序，使金属烷氧化物与溶剂混合，并使其水解而生成溶胶；凝胶化工序，使在上述混合工序中获得的溶胶凝胶化；熟成工序，对在上述凝胶化工序中获得的凝胶进行熟成而获得湿润凝胶；溶剂置换工序，将湿润凝胶的溶剂置换成规定的置换用溶剂；修饰工序，利用规定的有机基对网状构造的表面进行修饰；清洗工序，对通过上述湿润凝胶生成工序而获得的修饰完毕的湿润凝胶进行清洗；干燥工序，使清洗后的修饰完毕的湿润凝胶干燥；以及粉碎工序，对上述干燥后的湿润凝胶进行粉碎。