CN101679657A - 气凝胶颗粒及其制造方法 - Google Patents

气凝胶颗粒及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101679657A
CN101679657A CN200880015808A CN200880015808A CN101679657A CN 101679657 A CN101679657 A CN 101679657A CN 200880015808 A CN200880015808 A CN 200880015808A CN 200880015808 A CN200880015808 A CN 200880015808A CN 101679657 A CN101679657 A CN 101679657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerogel
particle
aerogel particle
solution
hydrophobic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880015808A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101679657B (zh
Inventor
乌尔里克·鲍尔
迈克尔·S·达西罗
雷克斯·J·菲尔德
乔基姆·K·弗洛斯
詹斯·弗伦特
斯蒂芬·鲁亚内特
达瓦尔·A·多希
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cabot Corp
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of CN101679657A publication Critical patent/CN101679657A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101679657B publication Critical patent/CN101679657B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0241—Containing particulates characterized by their shape and/or structure
    • A61K8/0279—Porous; Hollow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/25—Silicon; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q11/00—Preparations for care of the teeth, of the oral cavity or of dentures; Dentifrices, e.g. toothpastes; Mouth rinses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/159—Coating or hydrophobisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/28—Compounds of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/03—Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/43—Thickening agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/41—Particular ingredients further characterized by their size
    • A61K2800/412—Microsized, i.e. having sizes between 0.1 and 100 microns
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/48—Thickener, Thickening system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/60—Particulates further characterized by their structure or composition
    • A61K2800/61—Surface treated
    • A61K2800/612—By organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

本发明公开了平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒、含有所述气凝胶颗粒的制品、制造所述气凝胶颗粒的方法、以及所述气凝胶颗粒的用途。本发明还公开了制造所述颗粒的方法，其中将起始气凝胶颗粒进行均化或湿磨。所述起始气凝胶颗粒可以在研磨加工期间进行表面处理以防止凝聚或聚集。所述气凝胶颗粒可用于各种制品和应用。

Description

气凝胶颗粒及其制造方法
背景技术
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2007年3月16日提交的在先美国临时专利申请No.60/918,343的优先权，其全部内容引入本文作为参考。
本发明涉及气凝胶颗粒、含有所述气凝胶颗粒的制品、制造所述气凝胶颗粒的方法、以及所述气凝胶颗粒的用途。
气凝胶颗粒可具有极低密度、高空隙率和小孔径。它们的重量可以极其低且它们通常通过以气体替代凝胶中的颗粒而形成。气凝胶颗粒具有广泛的用途。例如，气凝胶，尤其是孔隙率大于约60％且密度小于约0.4g/cc的那些，可呈现非常低的导热率。因此，如在例如EP-A-0171722中所述，气凝胶用作绝热材料，其全部内容引入本文作为参考。一类气凝胶包括硅胶颗粒。硅胶材料用于包括例如消光剂、催化剂、个人护理产品、和色谱法的宽范围的应用。
工业制造的硅胶材料可通常具有大的表面积和孔隙体积并具有中孔和微孔范围内的窄的孔径分布。这些材料的粒径分布的下限通常大于3微米，这可以通过干燥的硅胶粉末的空气喷射研磨来实现。因此，现有方法不允许生产较小的颗粒，从而限制了硅胶或气凝胶的使用。
此外，还需要提供更窄的颗粒分布范围，由于各批材料优选具有更为相似的物理性质，从而能够对最终制品进行更好的质量控制。
因此，对避免一种或多种上述缺点的颗粒存在需要。
发明内容
本发明的特征在于提供平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。
本发明的另一特征在于提供平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒，其中所述气凝胶颗粒可以是硅胶颗粒或二氧化硅水溶胶颗粒。
本发明的另一特征在于提供总粒径分布的至少80％小于1微米的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。
本发明的另一特征在于提供具有0.1微米至小于1微米的平均粒径的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。
为实现这些和其它优势，并根据本发明的目的，如本文所具体表达和广泛描述的，本发明部分涉及平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。制造本发明的气凝胶颗粒的方法可包括对起始气凝胶颗粒进行研磨。可例如通过湿磨、微流化器或超声处理方法对所述起始气凝胶颗粒进行研磨或粉碎。优选地，所述起始气凝胶颗粒通过均化器(homogenizer)或球磨机进行湿磨。所述起始气凝胶颗粒可以在包含一种或多种减少或防止在研磨期间凝聚或再凝聚的试剂的溶液中进行处理。
本发明的另一方面在于提供制造平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒(例如疏水性气凝胶颗粒)的方法，该方法包括对起始气凝胶颗粒进行研磨并同时使至少一个官能团附着或覆着(coating)到所述起始气凝胶颗粒上。所述官能团可以是乙烯基或含有乙烯基的组合物。
本发明的另一方面在于提供通过超声处理气凝胶起始颗粒的溶液来制造平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒(例如疏水性气凝胶颗粒)的方法。在一个方面中，所述超声处理可在溶液中在甲硅烷基化剂(例如有机官能化的硅烷试剂)的存在下进行，其中所述甲硅烷基化剂将对所述气凝胶颗粒进行表面处理以使所得的气凝胶颗粒不具有反应性，其中，所述表面包括在该超声处理期间所暴露的新鲜颗粒表面和通过该超声处理而暴露出的新鲜颗粒表面。在可选择的方面中，在制造气凝胶颗粒的方法中提供反应性的经超声处理的气凝胶颗粒，其中，在对气凝胶起始颗粒的溶液所进行的超声处理期间不包含或存在甲硅烷基化剂。所形成的所得反应性气凝胶颗粒能够彼此反应和/或与其它材料反应，并且可以用于形成例如非常多孔的气凝胶薄膜。在另一方面中，可以例如使用在没有甲硅烷基化剂的情况下进行超声处理的方法或者在甲硅烷基化剂的存在下进行超声处理的方法，对气凝胶颗粒的溶液进行超声处理，其中，在制备溶液时使用干燥的气凝胶作为起始材料。在使用超声处理的方法中使用干燥的气凝胶作为起始材料的能力提高了制造灵活性，除了其它优势以外，仍然获得了具有所需特性和性能的制品。由使用超声处理的这些各种方法得到的所得溶液能够以其原样被用作成膜涂覆溶液或者用作以粘度调节剂、膜厚调节剂、催化剂等改性的成膜涂覆溶液。
此外，本发明涉及含有本发明的疏水性气凝胶颗粒的制品。这些制品可以是，但不限于，油墨和涂料、喷墨介质涂料、绝缘物、食品、吸附剂、个人护理产品、填料或增稠剂、非常多孔的膜、以及其它制品。
本发明的其它特征和优势将在以下的说明书中部分说明并将从本说明书中明显得出，或者可通过本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优势将通过说明书和所附权利要求中特别指出的各种要素及组合而实现和获得。
应该理解，以上总体描述和以下具体描述均仅仅是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
本申请中提及的所有专利、申请和出版物的全部内容引入本文作为参考并形成本申请的一部分。
结合到本申请中并构成本申请一部分的附图说明了本发明的一些实施方式并且与说明书一起起到解释本发明原理的作用。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式之一的气凝胶颗粒的粒径分布图。
具体实施方式
本发明部分涉及气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。在一个或多个实施方式中，本发明涉及平均粒径小于1微米的气凝胶颗粒，例如疏水性气凝胶颗粒。所述气凝胶颗粒可具有从0.1微米至小于1微米的平均粒径、或从0.25微米至小于1微米的平均粒径、或从0.4微米至小于1微米的平均粒径、或从0.2微米至0.8微米的平均粒径。本发明的气凝胶颗粒可以克服许多上述的缺陷。本发明的气凝胶颗粒可以是硅胶颗粒、或二氧化硅水溶胶颗粒、或其它类型的气凝胶颗粒。在一个或多个实施方式中，所述气凝胶颗粒可具有窄的颗粒分布范围。例如，所述颗粒分布范围可以是这样的分布，其中总粒径分布的至少80％小于1微米、或者其中总粒径分布的至少90％小于1微米。其它颗粒分布范围也是可能的。该任选的粒径分布可以是与本发明的平均粒径有关的特征。本发明的气凝胶颗粒(例如疏水性气凝胶颗粒)可用于许多应用，例如油墨、涂料、喷墨介质涂料、用于水基体系的无机增稠剂、增强填料、用于牙膏的增稠剂、食品、个人护理产品、绝缘材料、或可含有气凝胶颗粒的任意制品。
起始气凝胶颗粒可通过磨机或均化器进行湿磨(湿磨也称作湿法研磨)。在优选的制造本发明气凝胶颗粒的方法中，对起始气凝胶颗粒进行研磨，并优选进行湿磨，这意味着，所述颗粒在液体中进行研磨或者所述颗粒在浆料中进行研磨。可使用任意类型的湿磨设备，例如超微磨碎型磨机或球磨机。可使用用于分散在流体介质或任选的研磨介质中的粉末(或颗粒)的高能磨机。通常，任何湿磨手段均可与合适的均化器一起使用。湿磨流体可以是有机或含水液体。当对疏水性气凝胶颗粒进行研磨时，优选有机液体或非水液体。所述流体介质(含水或非水)可以是表面活性剂或表面活化有机试剂。例如，所述流体可以是润滑剂。所用液体还可以是水、醇等。可例如使用研磨介质(如不锈钢球)。
将流体介质(如果存在的话)、起始气凝胶颗粒、和任选的研磨介质以预定比例组合。所述起始气凝胶颗粒和其它试剂的量可以是任意量，例如约1体积％～约99体积％、优选约10体积％～约70体积％。
所述高能磨机可以是任意的高能磨机，例如离心磨机，且优选市售的行星式球磨机，如得自Glen Mills，Inc.或Retsch的行星式球磨机(例如PM 400)。其它实例包括喷射磨(如旋转式气流喷射磨)或流能磨(如对冲式喷射流能磨(例如得自CCE Technologies，Inc.的对冲式喷射流能磨))。磨机的实例还描述于美国专利No.5,522,558、5,232,169、6,126,097、和6,145,765中，这些专利的全部内容引入本文作为参考。优选地，以足够的速度旋转高能磨机从而将约0.3G～约25G的高冲击力赋予研磨介质和/或粉末。更优选地，所述高能磨机赋予研磨介质和/或粉末至少0.5G的力。例如，高能磨机可以约100～约400rpm或更高的转速旋转，并且优选以至少约300rpm的转速旋转。
可例如通过使用具有研磨室的行星式球磨机实现研磨，其中所述研磨室包括用于旋转研磨介质的转轴。高能磨机还描述于G.Le Caer，S.Begin-Colin和P.Delcroix的″Mechanical Alloying and High-Energy Ball-Milling：TechnicalSimplicity and Physical Complexity for the Synthesis of New Materials″(其可在www.ademe.fr/recherche/manifestations/materiaux_2002/Site/file/pdf％5CCM01109.PDF中找到)以及H.Zoz和H.Ren的″Processing of Ceramic Powder UsingHigh Energy Milling″(其可在www.zoz.de/de/veroeff/19.htm中找到)，这两篇文献的全部内容引入本文作为参考。研磨球可通过旋转转子加速，并且以最高达14m/s或更高的相对速度彼此撞击。
对于任意高能磨机的研磨可进行任意预定量的时间，并且优选进行约10小时或更少的时间，例如约30分钟～约10小时(如约2小时～约3小时)。所制造的颗粒的粒径和/或BET表面积通常可与研磨时间有关。
研磨还可以在以约350rpm运行的超微磨碎机(例如1S磨机)中进行。当完成研磨时，所述混合物然后可经历上述热处理。对于本发明而言，可以在加热下进行本申请中所述的任意研磨步骤，例如国际公开PCT专利申请WO00/56486中所述，该专利申请的全部内容引入本文作为参考。而且，可以在任意研磨步骤期间加入其它添加剂，所述其它添加剂例如如上所述的润滑剂、表面活性剂、分散剂、溶剂等。
可使用的其它均化器是得自Microfluidics International Corporation的微流化器。该技术利用恒压增压泵，所述增压泵可以重复地将悬浮液或分散体增压至例如25,000psi。加压之后，所述悬浮液进入相互作用腔，所述相互作用腔使悬浮液可以通过微小的微通道以最高达每秒几百米的速度进料。然后，该加工物流分成两股、改变方向、并与其自身撞击成一个物流。所述悬浮液中的颗粒(例如硅胶颗粒)受到三种主要的力(剪切力、冲击力和汽蚀(cavitation))的作用，导致产生本发明的亚微米颗粒。
简单地说，微流化器，更具体地说，得自Microfluidics InternationalCorporation的M-110EH微流化器的操作原理如下。该微流化器的动力通过机载液压动力系统产生，该系统向单动增压泵提供加压的液压油。该增压泵将液压增强并将其传递到加工物流的液体压力中。可达到高达25,000psi的工作压力水平。在吸入冲程期间，所述增压泵将产物从入口贮器经由入口止回阀吸入到压力室中，所述增压泵在作功冲程期间关闭。在作功冲程期间，将产物物流升高至恒定压力水平。然后，该加压的产物物流进入相互作用腔并通过几何形状固定的微通道，使其加速至非常高的速度。在该位置，三种主要的力产生产物的期望结果。第一种是剪切力，其是产物物流在高速下与通道壁接触时发生的变形。第二种是冲击力，其是基于当高冲击速度产物物流自身撞击时产生的碰撞。第三种是汽蚀，其是产物物流内空腔的形成和坍塌。在离开相互作用腔时，产物在其通过辅助加工模块(module)时进行进一步加工。换热器将该产物物流回复至环境温度。
提供粉碎(研磨)能量的另一方法是使气凝胶溶液经历超声处理。超声能量使气凝胶颗粒破碎成较小的碎屑。超声处理可用于由较大的气凝胶颗粒形成细小的气凝胶颗粒，例如具有小于1微米的平均粒径或者本文所述其它尺寸的那些。超声探针(例如可得自Cole-Parmer Instrument Company的MisoNix
Figure G200880015808XD00061
3000型)可用于进行超声处理，所述超声处理在例如20kHz的最高频率和550W的最高功率下进行操作。例如，所用超声处理的时间、频率和功率影响最终的粒径分布。使用超声处理的根据本发明实施方式的典型方法可包括将气凝胶颗粒置于试剂(reactant)(如果使用的话)和溶剂的溶液中。在一个方面中，使用试剂(例如甲硅烷基化剂且特别是有机官能化的硅烷)对在起始气凝胶颗粒的超声处理期间形成的新产生的气凝胶颗粒表面提供处理。这产生独特的非反应性气凝胶颗粒。或者，在其它方面中，如果需要或期望反应性的研磨颗粒，则在超声处理期间不加入硅烷处理剂和醇类。可以用非极性溶剂(例如甲苯或己烷)进行干燥的起始气凝胶颗粒的超声处理。由于反应性研磨颗粒尤其可用于形成薄膜，因而它们得到关注。
经历超声处理的溶液可例如包含：硅氧烷，例如六甲基二硅氧烷(HMDS)；一种或多种酸，例如HCl；IDA；硅烷，例如三甲基烷氧基硅烷；氨；醇，例如乙醇；硅氮烷，例如六甲基二硅氮烷(HMDZ)；氯硅烷；烷氧基硅烷；或者其组合。所述溶液可包含：HCl、IDA和HMDS的混合物；或者三甲基烷氧基硅烷、氨和水的混合物；或者HMDZ和水的混合物；或者乙醇、HMDS、氨和水的混合物；或者氯硅烷和水的混合物。所述溶液可对起始气凝胶颗粒表面和/或在研磨期间形成的新产生的表面的至少一部分进行处理，从而防止或减少在研磨期间由于起始气凝胶颗粒的尺寸同时下降而引起的凝聚或聚集。
从成本和灵活性的角度看，能够使用已经制备的(干的)气凝胶颗粒来制造类似的薄膜也是有利的。即，可以例如使用在没有甲硅烷基化剂的情况下进行超声处理的方法或者在甲硅烷基化剂的存在下进行超声处理的方法，对气凝胶颗粒的溶液进行超声处理，其中，在制备溶液时使用干燥的气凝胶作为起始材料。在使用超声处理的方法中使用干燥的气凝胶作为起始材料的能力提高了制造灵活性，除了其它优势以外，仍然获得了具有所需特性和性能的制品。干燥气凝胶的非限制性实例为气凝胶，例如TLD201。使用干燥气凝胶作为起始材料的非限制性示例性方法可为如下方法：(1)将醇类溶剂例如乙醇/异丙醇加入到干燥的疏水性气凝胶颗粒(例如)中；(2)任选地加入第二溶剂，例如甲苯或己烷；(3)对所得的粘性凝胶状材料持续进行超声处理，持续时间使得形成低粘度的溶液(例如，使用MisoNix
Figure G200880015808XD00071
3000对1g干燥气凝胶/15cc乙醇在20kHz下进行1小时超声处理)；(4)任选地加入第三溶剂(例如甲苯、醇)来调节粘度和涂料稠度(coating thickness)；(5)任选地加入少量(催化量)的酸或碱(例如NH4OH)；和(6)用本领域已知的方法(例如浸涂、旋涂、淋涂(drain coating)等)，使用所得溶液来涂覆基底。由使用超声处理的这些各种方法得到的所得溶液能够以其原样被用作成膜涂覆溶液或者用作以粘度调节剂、膜厚调节剂、催化剂等改性的成膜涂覆溶液。
对用于制造本发明气凝胶颗粒的方法的均化器装置没有限制。可以使用本领域技术人员已知的用于该目的的任意均化器或磨机。
起始气凝胶颗粒可以在包含一种或多种防止或减少在研磨期间再凝聚的试剂的溶液中进行处理。通常，所述处理包括至少部分包覆所述颗粒或者形成存在有试剂和颗粒的浆料或溶液。用于湿磨的液体可以具有双重目的，即，作为湿磨介质并且作为用于减少或防止预研磨的颗粒和经研磨的颗粒在研磨期间再凝聚的试剂。所述溶液可包含：硅氧烷，例如六甲基二硅氧烷(HMDS)；一种或多种酸；亚氨基二乙酸(IDA)；硅烷，例如三甲基烷氧基硅烷；氨；醇，例如乙醇；硅氮烷，例如六甲基二硅氮烷(HMDZ)；氯硅烷；或者其组合。所述溶液可包含：HCl、IDA和HMDS的混合物；或者三甲基烷氧基硅烷、氨和水的混合物；或者HMDZ和水的混合物；或者乙醇、HMDS、氨和水的混合物；或者氯硅烷和水的混合物。所述溶液可对起始气凝胶颗粒表面和/或在研磨期间形成的新产生的表面的至少一部分进行处理，从而防止或减少在研磨期间由于起始气凝胶颗粒的尺寸同时下降而引起的凝聚或聚集。此外，在研磨过程期间，可将至少一种官能团附着或覆着到所述起始气凝胶颗粒上。优选地，所述至少一种官能团为乙烯基。
在本发明中，术语“气凝胶颗粒”和“气凝胶”可互换使用。本发明中可以使用任何气凝胶颗粒。用于本发明的优选气凝胶颗粒为基于适用于溶胶-凝胶技术的金属氧化物(例如Si或Al化合物)的那些气凝胶颗粒(C.J.Brinker，G.W.Scherer，Sol-Gel Science.1990，第二章和第三章)，或基于适用于溶胶-凝胶技术的有机物质(例如三聚氰胺-甲醛缩合物(美国专利5,086,085)或间苯二酚-甲醛缩合物(美国专利4,873,218))的那些气凝胶颗粒。它们还可以基于上述材料的混合物。优选地，使用含有硅(Si)化合物的气凝胶，且更优选使用含有SiO2的气凝胶。因此，本发明的优选起始气凝胶颗粒为硅胶颗粒或二氧化硅水溶胶颗粒。为了降低辐射对导热率的影响，气凝胶可以包含IR遮光剂，例如炭黑、二氧化钛、氧化铁、或二氧化锆、或者它们的混合物。
所述起始气凝胶颗粒可具有各种粒径和/或粒径分布。通常，所述起始气凝胶颗粒具有1微米或更大(例如，3微米或更大、或者3微米～3毫米)的平均粒径。所述起始气凝胶颗粒可为粉碎的粉末形式或较大块的形式。虽然气凝胶块可具有任意形状，但这些颗粒可为球形。
基本上，本发明可以使用任何可商购的气凝胶作为起始气凝胶颗粒。这些气凝胶可以是疏水的。实例包括但不限于可商购自Cabot Corporation的气凝胶。具体的可商购类型包括但不限于
Figure G200880015808XD00081
气凝胶。
用于本发明的起始气凝胶颗粒可具有疏水表面基团。为了避免气凝胶由于湿气在孔隙内冷凝而发生任何随后的坍塌，优选的是疏水性基团共价地键接在气凝胶的至少内表面上。用于永久疏水性的优选基团为下式的一、二或三取代的甲硅烷基：
Figure G200880015808XD00082
其中R1为氢或非反应性的线型、支化、环状、芳族或杂芳族有机基团，优选线型、支化或环状的C1-C18-烷基或C6-C14-芳基。R2和R3可以相同或不同，且它们可以为氢或非反应性的线型、支化、环状、芳族或杂芳族有机基团，优选线型、支化或环状的C1-C18-烷基、C6-C14-芳基、OH或OR′基团，其中R′为线型或支化的C1-C6-烷基；优选三烷基和/或三芳基甲硅烷基。R1、R2和R3可以相同或不同，且它们可以是C1-C6-烷基、环己基、或苯基。
可使用用于气凝胶永久疏水性的三甲基甲硅烷基和二甲基甲硅烷基。这些基团可以如WO94/25149(其全部内容引入本文作为参考)中所述引入，或者通过气凝胶和例如活化的三烷基硅烷衍生物(例如氯代三烷基硅烷或六烷基二硅氮烷)之间的气相反应引入(参见R.Iler，The Chemistry of Silica，Wiley& Sons，1979)。
此外，在一定的限度内，气凝胶的导热率可以随着孔隙率的升高以及密度的降低而降低。由于这个原因，孔隙率大于约60％以及密度小于约0.4g/cc的气凝胶是优选的。更优选地，本发明的气凝胶的密度为约0.05到约0.15g/cc。气凝胶颗粒的导热率可以低于约40mW/m°K、优选低于约25mW/m°K，且更优选地，气凝胶颗粒的导热率为约12到约18mW/m°K、或更低。
如上所述，本发明的起始气凝胶颗粒可为疏水性的和/或具有疏水性表面基团。疏水性气凝胶颗粒不能仅被单独的水润湿，因此，疏水颗粒难以在含水溶液中进行湿磨。通常，当将疏水性气凝胶颗粒加入水中时，它们仅浮在表面上，即使在剧烈搅拌下也是如此。为了获得疏水性气凝胶颗粒在含水浆料中的均匀分布，可使用至少一种润湿剂例如至少一种表面活化剂(例如表面活性剂)和/或至少一种分散剂以更容易地容许用含水溶液(例如水)润湿疏水性气凝胶颗粒。分散剂可例如选自离子(阴离子和阳离子)型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂、高分子表面活性剂和高分子化合物。阴离子表面活性剂例如包括烷基硫酸盐和高级烷基醚硫酸盐，更具体地为月桂基硫酸铵和聚氧乙烯月桂基醚硫酸钠。阳离子表面活性剂例如包括脂族铵盐和胺盐，更具体地为烷基三甲基铵和聚氧乙烯烷基胺。两性表面活性剂可以例如为甜菜碱型(例如烷基二甲基甜菜碱)或者为氧化(oxido)型(例如烷基二甲基氧化胺)。
非离子型表面活性剂包括丙三醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、四油酸聚氧乙烯山梨糖醇、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚、聚乙二醇脂肪酸酯、高级脂肪酸醇酯、多元醇脂肪酸酯等。
可以使用的典型润湿剂包括例如AEROSOL OT(二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠)、BARLOX 12i(支化的烷基二甲基氧化胺)、TRITON 100(辛基苯氧基聚乙氧基(9-10)乙醇)、TWEEN表面活性剂例如TWEEN 100表面活性剂、以及BASF聚氧丙烯(pluronic)表面活性剂。通常的种类为二醇、烷氧基化聚氧化烯脂肪醚(例如聚氧乙烯脂肪醚)、脱水山梨糖醇酯、甘油单酯和甘油二酯、聚氧乙烯山梨糖醇酯、聚合物型表面活性剂(例如Hypermen聚合物型表面活性剂、椰油基-PG-二氯化鎓(dimonium)磷酸钠和椰油酰胺(coamido)丙基PG-二氯化鎓(dimonium)磷酸钠)、磷酸酯、聚氧乙烯(POE)脂肪酸酯、Renex非离子型表面活性剂(由环氧乙烷与不饱和脂肪酸和杂环树脂酸的反应形成的非离子型酯)、醇乙氧基化物、醇烷氧基化物、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物、脱水山梨糖醇酯的聚氧乙烯衍生物、或其组合。优选的润湿剂能够在干燥和/或热压延过程中挥发，从而可以适当恢复疏水性气凝胶颗粒的疏水性。如果润湿剂残留在气凝胶颗粒表面上，残留的润湿剂可有助于复合材料的整体导热率。因此，优选的润湿剂是一种这样的物质，其可以例如通过挥发(使用或不使用分解方式或其它方式)而去除。通常，可以使用与气凝胶相容的任何润湿剂。
通常，疏水性气凝胶颗粒可包括大表面积，例如约700m2/g。因此，容许气凝胶完全润湿的表面活性剂或分散剂的量可以大。通常，当已经添加足够量的润湿剂，使得水可以渗透气凝胶颗粒内部，使它们沉入含水介质中时，认为发生了完全润湿。通常，向约1重量份的气凝胶中添加大于约0.6到0.8重量份的润湿剂可以导致疏水性气凝胶颗粒充分润湿。但是，当含水浆料基本被干燥时，充分润湿的颗粒可呈现出显著提高的颗粒堆积密度。因此，用充分润湿的气凝胶颗粒制造的复合材料的导热率倾向于具有更高的导热率。
为了令人满意地恢复疏水性气凝胶颗粒的疏水性和低密度，优选的是使用仅润湿疏水性气凝胶颗粒的外表面层的润湿剂量。因此，在气凝胶颗粒外表面上可以存在要吸附的足够量的润湿剂。当仅气凝胶颗粒的外表面层被润湿时，在进行干燥时的气凝胶颗粒堆积密度的提高可以忽略。因此，疏水性气凝胶颗粒的疏水性相对不受影响，并且复合材料倾向于具有低导热率。因此，对于约1重量份的气凝胶，优选使用约0.6重量份或更少的润湿剂。例如，对于约1重量份的气凝胶，可以使用0.05重量份到约0.5重量份的润湿剂。润湿剂可以预先施加于气凝胶上，或者，可以优选在添加气凝胶之前、同时或之后将润湿剂引入到浆料中。
仅使气凝胶颗粒的外表面层润湿所需的润湿剂量可以取决于疏水性气凝胶颗粒的尺寸。通常，较小尺寸的颗粒需要更多的润湿剂。优选地，润湿剂的量足以使干燥之后的疏水性气凝胶的疏水性和低密度基本恢复。更优选地，润湿剂的量足以使气凝胶具有低于约40mW/m°K的导热率，且最优选具有约10到约30mW/m°K(例如约12到约25mW/m°K)的导热率。
因此，用于制造本发明颗粒的气凝胶具有期望的属于气凝胶的性质，例如低密度、低导热率、低电导率、低介电常数和/或减震性、和/或透光性。
取决于所需的颗粒性质，上述涂覆方法或表面处理可以在所述起始气凝胶经历研磨过程之前、经历研磨过程期间、和/或经历研磨过程之后进行。然而，如下所述，在研磨过程期间优选进行一些表面处理以防止颗粒的再凝聚或聚集。
例如，在有机溶剂中进行微粉化的过程中发生的效应是悬浮液粘度的显著提高，而这是不希望的。一种优选的溶剂是HMDS。HMDS可以是疏水化剂。据信，这是由于在气凝胶颗粒上产生了未处理的氧化表面，这导致颗粒的聚集或再凝聚。
本发明方法可通过在基本上一个加工步骤中进行两个操作来解决该问题。在悬浮液具有反应性物质的同时进行气凝胶悬浮液的研磨以生成亚微米颗粒，以使在生成新的二氧化硅表面时对所述新的二氧化硅表面进行处理。这使悬浮液的粘度保持为低，允许磨机内的所有颗粒均具有窄的停留时间分布，确保所述颗粒的表面完全处理，和/或确保所产生的亚微米颗粒与未研磨的气凝胶进料相比具有相似的性质。
根据本发明的气凝胶或颗粒的其它所需性质可基于所述颗粒的表面积和/或孔隙体积。
此外，可用于制造本发明颗粒的方法的示例性气凝胶具有三甲硅烷基表面官能团、具有700m2/g的表面积、40kg/m3的振实密度、540cm3/100g的在DBP中的吸油值、8μm的中值粒径、在5％m/m悬浮液中的pH为5、且为白色粉末的形式。具有这些性质的气凝胶是得自Cabot Corporation的气凝胶。
如前所述，所述起始气凝胶颗粒可为硅胶颗粒或二氧化硅水溶胶颗粒。如本文所述，所述起始气凝胶颗粒可以在稳定(aged)的硅胶悬浮液中。
二氧化硅水溶胶可通过将稀释的硅酸钠悬浮液快速添加到包含酸(例如HCl)的快速搅拌的溶液中而制备。所述快速搅拌溶液优选具有约5～约5.4的pH，在该pH范围内形成水凝胶。所述水凝胶在反应混合物中进一步分裂并且可加热所述反应混合物。加热步骤优选在搅动下进行。可使反应混合物回流约2.25小时，随后冷却至约40℃。该冷却步骤产生稳定的硅胶悬浮液。
该稳定的硅胶悬浮液可具有约350m2/g的近似(approximate)表面积(例如100m2/g～500m2/g)且二氧化硅含量为约8％(例如1％～15％)。然后可将所述悬浮液均化。还可对所述悬浮液进行加压，例如在20,000psi的压力下进行加压。在均化过程期间，所述悬浮液中的颗粒可经受力(例如剪切力、冲击力、汽蚀、或其组合)的作用。在该均化步骤之后，可将所得疏水性气凝胶颗粒干燥。
除了如上所述制备硅胶悬浮液以外，还可以其他方法获得起始气凝胶颗粒。例如，可将干燥的气凝胶分散在有机溶剂中以产生有机凝胶悬浮液或得到有机凝胶颗粒的未预先干燥的悬浮液，然后对该有机凝胶悬浮液或者该未预先干燥的悬浮液进行湿磨。
在研磨之后，可通过例如空气干燥、加热、过滤、蒸发、或其组合的任意方法将流体与所述颗粒分离或从所述颗粒中除去流体。所述流体优选通过在通常足以防止凝聚和/或将所述颗粒干燥的任意温度下加热而除去。
除了本文所述的研磨步骤之外，还可以使用任意预先的或中间的或最终的研磨步骤。
本发明将通过如下实施例进一步说明，这些实施例仅用于对本发明进行示例。
实施例
实施例1
从Cabot Corporation得到硅胶悬浮液的样品。通过将稀释的硅酸钠悬浮液快速加入到包含酸(例如HCl)的快速搅拌的溶液中来制备二氧化硅水溶胶。所述快速搅拌的溶液具有约5～约5.4的pH值，在该pH范围内形成水凝胶。所述水凝胶在反应混合物中进一步破裂，加热所述反应混合物。该加热步骤在搅动下进行。使所述反应混合物回流约2.25小时，随后冷却至约40℃。该冷却步骤产生稳定的硅胶悬浮液。所述稳定的硅胶悬浮液具有约350m2/g的近似表面积且二氧化硅含量为约8％。所述稳定的二氧化硅悬浮液的平均粒径为31微米。
然后，如上所述，使用得自Microfluidics International Corporation的M-110EH微流化器对所述样品进行均化过程(湿磨)。对该样品，在微流化器中所达到的压力为10,000psi并单程(one pass)通过所述微流化器。
图1显示了该样品在进行均化之后由激光散射粒径分布分析仪得到的数据。所得颗粒的尺寸为0.115微米～3.409微米。一些粒径的频率百分数示于下表1中。
表1
    频率(％)   尺寸(微米)
    0.14   3.409
    0.25   2.976
    0.40   2.599
    0.62   2.269
    0.91   1.981
    1.27   1.729
    1.66   1.510
    2.03   1.318
    2.28   1.151
    2.23   1.005
    2.08   0.877
    2.03   0.766
    2.05   0.669
    2.25   0.584
    2.84   0.510
    4.47   0.445
    7.19   0.389
    10.63   0.339
    13.20   0.296
    14.50   0.2559
    12.52   0.226
    8.40   0.197
    3.67   0.172
    1.55   0.150
    0.67   0.131
    0.14   0.115
中值粒径确定为0.282微米且平均粒径确定为0.437微米。此外，约90％的颗粒的粒径小于1微米。
实施例2
通过将三甲基烷氧基硅烷、氨和水进行组合而制备处理剂体系。然后，将所述试剂体系混合到得自Cabot Corporation的
Figure G200880015808XD00131
气凝胶在HMDS中的悬浮液中。然后将所述悬浮液进料到搅拌型介质磨机(stirred-media mill)中。
随着粘度的升高，将额外的处理剂加入到所述悬浮液中。这为所述气凝胶颗粒提供了几乎即时的化学表面处理，从而，由于所述悬浮液的粘度下降，减小了颗粒表面之间的粘着力，有利于正在进行的研磨过程。所述研磨产生具有在亚微米范围内的粒径分布、具有很少或者没有大于1微米的颗粒的最终制品。
实施例3
通过将六甲基二硅氮烷(HMDZ)和水进行组合而制备处理剂体系。然后，将所述试剂体系混合到得自Cabot Corporation的气凝胶在HMDS中的悬浮液中。然后将所述悬浮液进料到搅拌型介质磨机中。
随着粘度的升高，将额外的处理剂加入到所述悬浮液中。这为所述气凝胶颗粒提供了几乎即时的化学表面处理，从而，由于所述悬浮液的粘度下降，减小了颗粒表面之间的粘着力，有利于正在进行的研磨过程。所述研磨产生具有在亚微米范围内的粒径分布、具有很少或者没有大于1微米的颗粒的最终制品。
实施例4
通过将乙醇、HMDS、氨和水进行组合而制备处理剂体系。然后，将所述试剂体系混合到得自Cabot Corporation的
Figure G200880015808XD00142
气凝胶在HMDS中的悬浮液中。然后将所述悬浮液进料到搅拌型介质磨机中。
随着粘度的升高，将额外的处理剂加入到所述悬浮液中。这为所述气凝胶颗粒提供了几乎即时的化学表面处理，从而，由于所述悬浮液的粘度下降，减小了颗粒表面之间的粘着力，有利于正在进行的研磨过程。所述研磨产生具有在亚微米范围内的粒径分布、具有很少或者没有大于1微米的颗粒的最终制品。
实施例5
得到硅胶颗粒的样品。将所述硅胶与HCl、IDA和HMDS混合并在均化器中进行湿磨。通过在处理所述硅胶的同时进行研磨，发现所述气凝胶颗粒的尺寸下降并同时避免了再凝聚。
申请人将所有引用的参考文献的全部内容具体引入本公开内容中。此外，当量、浓度或者其它值或参数以范围、优选范围、或者优选上限值和优选下限值的列举而给出时，这应理解为具体公开了由任意上限或优选值与任意下限或优选值的任意配对形成的所有范围，不论这些范围是否单独公开。对于本文所列举的数值范围，除非另有说明，所述范围意图包括其端点、以及在所述范围内的所有整数和分数。当限定范围时，本发明的范围不限于所列举的具体值。
本领域技术人员将通过考虑本说明书和本文中所公开的本发明的实践而明白本发明的其它实施方式。本说明书和实施例应视为仅为示例性的，并且本发明的真实范围和精神应由所附权利要求及其等价物所表明。

Claims (31)

1.气凝胶颗粒，其具有小于1微米的平均粒径。
2.权利要求1的气凝胶颗粒，其中所述气凝胶颗粒为硅胶颗粒。
3.权利要求1的气凝胶颗粒，其中至少80％的所述气凝胶颗粒具有小于1微米的粒径。
4.权利要求1的气凝胶颗粒，其中所述平均粒径为0.1微米至小于1微米。
5.权利要求1的气凝胶颗粒，其中所述气凝胶颗粒为疏水性气凝胶颗粒。
6.制造权利要求1的气凝胶颗粒的方法，该方法包括对起始气凝胶颗粒进行研磨。
7.权利要求6的方法，其中所述起始气凝胶颗粒通过均化器进行研磨。
8.权利要求6的方法，其中所述研磨为湿磨。
9.权利要求8的方法，其中所述湿磨在有机液体中进行。
10.权利要求8的方法，其中所述湿磨在含水液体中进行。
11.权利要求6的方法，还包括在包含一种或多种防止在研磨期间凝聚的试剂的溶液中处理所述起始气凝胶颗粒。
12.权利要求11的方法，其中所述溶液包含六甲基二硅氧烷(HMDS)。
13.权利要求9的方法，其中减小所述起始气凝胶颗粒的粒径并同时防止凝聚。
14.权利要求12的方法，还包括IDA和至少一种酸。
15.权利要求6的方法，其中所述起始气凝胶颗粒为二氧化硅水溶胶。
16.权利要求11的制造气凝胶颗粒的方法，其中所述溶液包含三甲基烷氧基硅烷、六甲基二硅氮烷(HMDZ)、氯硅烷，并任选地含有醇、氨、或者含有醇和氨两者。
17.权利要求11的方法，其中至少一种有机官能团附着到所述起始气凝胶颗粒上。
18.权利要求17的制造气凝胶颗粒的方法，其中所述至少一种有机官能团为乙烯基。
19.权利要求6的方法，其中所述气凝胶颗粒为疏水性气凝胶颗粒。
20.制造权利要求1的气凝胶颗粒的方法，该方法包括在甲硅烷基化剂的存在下对包含起始气凝胶颗粒的溶液进行超声处理。
21.制造权利要求1的气凝胶颗粒的方法，该方法包括在没有甲硅烷基化剂的存在下对包含干燥起始气凝胶颗粒和溶剂的溶液进行超声处理。
22.形成薄的多孔气凝胶膜的方法，该方法包括涂覆含有权利要求21的气凝胶颗粒的溶液。
23.包含权利要求1的气凝胶颗粒的油墨或调色剂介质涂料。
24.包含权利要求5的疏水性气凝胶颗粒的油墨或调色剂介质涂料。
25.包含权利要求1的气凝胶颗粒的用于水基体系的无机增稠剂。
26.包含权利要求5的疏水性气凝胶颗粒的用于水基体系的无机增稠剂。
27.包含权利要求1的气凝胶颗粒的增强填料。
28.包含权利要求5的疏水性气凝胶颗粒的增强填料。
29.包含权利要求1的气凝胶颗粒的牙膏用增稠剂。
30.包含权利要求5的疏水性气凝胶颗粒的牙膏用增稠剂。
31.含有权利要求21的方法的气凝胶制品的气凝胶薄膜涂覆溶液。
CN200880015808XA 2007-03-16 2008-03-14 气凝胶颗粒及其制造方法 Active CN101679657B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US91834307P 2007-03-16 2007-03-16
US60/918,343 2007-03-16
PCT/US2008/057062 WO2008115812A2 (en) 2007-03-16 2008-03-14 Aerogel particles and methods of making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101679657A true CN101679657A (zh) 2010-03-24
CN101679657B CN101679657B (zh) 2012-11-14

Family

ID=39539738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880015808XA Active CN101679657B (zh) 2007-03-16 2008-03-14 气凝胶颗粒及其制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8142843B2 (zh)
EP (1) EP2137247B1 (zh)
JP (1) JP5635267B2 (zh)
KR (1) KR20090129473A (zh)
CN (1) CN101679657B (zh)
BR (1) BRPI0808993B1 (zh)
WO (1) WO2008115812A2 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104745073A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 现代自动车株式会社 绝热涂覆组合物和绝热涂层
CN108137815A (zh) * 2015-09-29 2018-06-08 日东电工株式会社 含多孔体凝胶的液体及其制造方法、高空隙层和高空隙率多孔体及层叠膜卷材的制造方法
CN108147401A (zh) * 2018-01-12 2018-06-12 昂星新型碳材料常州有限公司 石墨烯气凝胶粉末的制备方法和石墨烯气凝胶粉末
CN113292884A (zh) * 2021-07-08 2021-08-24 杭州和韵科技有限公司 一种气凝胶水性油墨及其制备方法和应用
US20210332586A1 (en) * 2020-04-28 2021-10-28 Taiwan Aerogel Technology Material Co., Ltd. Method for producing a heat insulating material composed of a hydrophobic aerogel and the application thereof

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL169678A (en) 2005-07-14 2010-11-30 Innova Sa Sweetener compositions
DE102008005005A1 (de) * 2008-01-17 2009-07-23 Evonik Degussa Gmbh Kohlenstoff-Aerogele, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2011526958A (ja) * 2008-06-30 2011-10-20 エスティーシー． ユーエヌエム 耐久性のある、ポリマー−エアロゲルベースの超疎水性コーティング：複合材料
JP2011526835A (ja) 2008-06-30 2011-10-20 エスティーシー． ユーエヌエム パーフルオロ化合物を必要としない、またはフッ素を含まない、超疎水性エアロゲル
EP2277799B8 (en) 2009-07-23 2012-04-11 Airsec S.A.S. Hydrated humidity control substance and process for its preparation
KR20110018532A (ko) * 2009-08-18 2011-02-24 김영일 기름제거제 및 이의 제조 방법과 제조장치
WO2011039952A1 (ja) 2009-09-30 2011-04-07 株式会社サンギ 難溶性物質の水溶解性改善方法
EP2471376A1 (en) 2011-01-04 2012-07-04 ETH Zurich Food product
WO2012099185A1 (ja) * 2011-01-21 2012-07-26 Dic株式会社 多孔質シリカ粒子の製造方法、反射防止膜用樹脂組成物、反射防止膜を有する物品及び反射防止フィルム
US8509669B2 (en) 2011-03-22 2013-08-13 Xerox Corporation Surface coating and fuser member
US20120244469A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Xerox Corporation Tunable gloss using aerogel ceramic fillers added to viton coatings for fusing applications
US8615188B2 (en) * 2011-03-22 2013-12-24 Xerox Corporation Method of controlling gloss
US20130084426A1 (en) * 2011-10-03 2013-04-04 Xerox Corporation Surface coating and fuser member
EP2581216A1 (en) 2011-10-12 2013-04-17 Dow Global Technologies LLC Panel with fire barrier
US8623954B2 (en) 2011-11-03 2014-01-07 Xerox Corporation Fuser coating composition and method of manufacture
EP2644566A1 (de) * 2012-03-30 2013-10-02 Construction Research & Technology GmbH Verfahren zur Herstellung von Aerogelen
US8877846B2 (en) 2012-04-17 2014-11-04 Xerox Corporation Surface coating and fuser member
US8647712B2 (en) 2012-04-17 2014-02-11 Xerox Corporation Method for manufacturing fuser members
FR2989887B1 (fr) * 2012-04-26 2016-12-09 Oreal Composition cosmetique comprenant des charges matifiantes et un silane
BR112014026795B1 (pt) 2012-04-26 2020-03-10 L'oreal Processo cosmético para tratar a pele
FR2989888A1 (fr) * 2012-04-26 2013-11-01 Oreal Composition cosmetique comprenant des particules d'aerogel de silice et un silane
WO2013179218A1 (en) 2012-05-28 2013-12-05 L-M-J Nation Security Llc Fire resistant paint for application to an outdoor or indoor surface, articles of manufacture, an apparatus for manufacture and a process for manufacture thereof
US20150174048A1 (en) * 2012-06-21 2015-06-25 L'oreal Pore hiding cosmetic composition comprising a plate type filler, a silicon elastomer and an oil absorbing filler
US9587142B2 (en) 2013-07-23 2017-03-07 Lotus Leaf Coatings, Inc. Process for preparing an optically clear superhydrophobic coating solution
WO2015034515A1 (en) * 2013-09-06 2015-03-12 The Massachusetts Institute Of Technology In-situ aerogels and methods of making same
US10450400B1 (en) 2014-01-15 2019-10-22 Arclin Usa, Llc Extruded resorcinol-formaldehyde, phenol-formaldehyde and phenol-resorcinol-formaldehyde gel resins
KR101789860B1 (ko) * 2014-02-06 2017-10-25 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔의 제조방법
US10231476B2 (en) 2014-04-04 2019-03-19 Douxmatok Ltd Sweetener compositions and foods, beverages, and consumable products made thereof
US10207004B2 (en) 2014-04-04 2019-02-19 Douxmatok Ltd Method for producing sweetener compositions and sweetener compositions
US20160242439A1 (en) 2014-04-04 2016-08-25 Douxmatok Ltd Method for producing sweetener compositions and sweetener compositions
JP6599699B2 (ja) 2014-12-26 2019-10-30 日東電工株式会社 触媒作用を介して結合した空隙構造フィルムおよびその製造方法
JP6604781B2 (ja) 2014-12-26 2019-11-13 日東電工株式会社 積層フィルムロールおよびその製造方法
CN107810241A (zh) * 2015-01-20 2018-03-16 科慕帝梯有限公司 具有表面疏水性无机颗粒的含水耐腐蚀性涂料
KR101789371B1 (ko) 2015-02-13 2017-10-23 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 함유 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 함유 블랑켓
EP3072860B1 (en) 2015-03-27 2022-07-20 Fritz Egger GmbH & Co. OG Phosphate-based ceramic coatings comprising porous particles
JP6713872B2 (ja) * 2015-07-31 2020-06-24 日東電工株式会社 積層フィルム、積層フィルムの製造方法、光学部材、画像表示装置、光学部材の製造方法および画像表示装置の製造方法
KR101826545B1 (ko) 2015-07-31 2018-02-07 현대자동차 주식회사 차량용 배기 시스템
JP6713871B2 (ja) 2015-07-31 2020-06-24 日東電工株式会社 光学積層体、光学積層体の製造方法、光学部材、画像表示装置、光学部材の製造方法および画像表示装置の製造方法
JP6892744B2 (ja) 2015-08-24 2021-06-23 日東電工株式会社 積層光学フィルム、積層光学フィルムの製造方法、光学部材、および画像表示装置
JP7152130B2 (ja) 2015-09-07 2022-10-12 日東電工株式会社 低屈折率層、積層フィルム、低屈折率層の製造方法、積層フィルムの製造方法、光学部材および画像表示装置
KR101913467B1 (ko) * 2016-09-05 2018-10-30 한양대학교 산학협력단 친수성 및 소수성 표면을 구비하는 에어로겔을 함유하는 피부 외용제 또는 페이스트
WO2017075554A1 (en) 2015-10-29 2017-05-04 Golfetto Michael Methods freeze drying and composite materials
KR101931569B1 (ko) 2015-11-03 2018-12-21 주식회사 엘지화학 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔
FR3043909B1 (fr) 2015-11-23 2017-12-22 Chanel Parfums Beaute Composition cosmetique comprenant au moins une poudre presentant une faible conductivite thermique.
KR101724487B1 (ko) * 2015-12-15 2017-04-07 현대자동차 주식회사 다공성 단열 코팅층 및 그 제조방법
JP2017132674A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 日東電工株式会社 ゲル粉砕物含有液、およびゲル粉砕物含有液の製造方法
JP2017132968A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 日東電工株式会社 ゲル粉砕物含有液の製造方法
KR101962207B1 (ko) 2016-02-17 2019-03-27 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트를 포함하는 복합시트 제조방법 및 제조장치
KR101962206B1 (ko) 2016-02-19 2019-03-27 주식회사 엘지화학 에어로겔 시트를 포함하는 복합시트 제조방법 및 제조장치
KR20170110993A (ko) * 2016-03-24 2017-10-12 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 제조시스템
US11279622B2 (en) 2016-09-12 2022-03-22 Lg Chem, Ltd. Method for producing silica aerogel and silica aerogel produced thereby
EP3428045A1 (de) 2017-07-13 2019-01-16 Sika Technology Ag Einkomponentiger hitzehärtender epoxidklebstoff hoher auswaschbeständigkeit
WO2019025465A1 (de) 2017-08-04 2019-02-07 Sika Technology Ag Thermisch expandierbare einkomponentige hitzehärtende epoxidharzzusammensetzung mit hoher standfestigkeit und guter granulierbarkeit
KR102086474B1 (ko) * 2018-04-19 2020-03-09 주식회사 빅스 에어로겔이 적용된 반응성 폴리우레탄 핫멜트 접착제 및 이를 이용한 코팅 원단의 제조방법
KR101974313B1 (ko) * 2018-09-04 2019-04-30 한양대학교 산학협력단 친수성 및 소수성 표면을 구비하는 에어로겔을 함유하는 피부 외용제 또는 페이스트
US10612717B2 (en) * 2018-09-12 2020-04-07 Johns Manville System and method for fiber reinforced aerogel insulation
WO2020101270A1 (ko) * 2018-11-15 2020-05-22 주식회사 익스톨 에어로겔을 이용한 단열 소재 및 그 제조방법
JP7090294B2 (ja) * 2020-04-28 2022-06-24 台湾気凝膠科技材料開発股▲分▼有限公司 耐寒性と断熱性を有する疎水性エアロゲル複合ゲル状物質を製造する方法及びその関連製品
JP7070863B2 (ja) * 2020-04-28 2022-05-18 台湾気凝膠科技材料開発股▲分▼有限公司 高温耐性、断熱性、耐火性を備えたエアロゲル及び無機繊維複合ゲル材料の製造方法、並びにその製品の使用
JP2023055573A (ja) * 2021-10-06 2023-04-18 Ａｇｃ株式会社 シリカエアロゲルの製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538008A (en) * 1968-09-13 1970-11-03 Madison Chem Corp Cleaning of sewers and drains
US4873218A (en) 1988-05-26 1989-10-10 The United States Department Of Energy Low density, resorcinol-formaldehyde aerogels
JPH06104206B2 (ja) 1990-11-27 1994-12-21 株式会社栗本鐵工所 連続式エアスエプト型遊星ボールミル
US5086085A (en) 1991-04-11 1992-02-04 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Melamine-formaldehyde aerogels
US5565142A (en) 1992-04-01 1996-10-15 Deshpande; Ravindra Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification.
JP2904392B2 (ja) 1993-12-17 1999-06-14 株式会社栗本鐵工所 竪型連続遊星ボールミル
US5948482A (en) 1995-09-19 1999-09-07 University Of New Mexico Ambient pressure process for preparing aerogel thin films reliquified sols useful in preparing aerogel thin films
US5827363A (en) * 1995-12-19 1998-10-27 Degussa Corporation Structure precipitated silicates and silicas, production and use in ink jet printing
EP0885065B1 (en) 1996-03-08 2001-02-21 E.I. Du Pont De Nemours And Company Improved fluid energy mill
WO1999009349A1 (en) * 1997-08-12 1999-02-25 Decoma International Inc. Bireflective lens element
US6841609B2 (en) * 1998-07-09 2005-01-11 W. R. Grace & Co.-Conn. Formulation suitable for ink receptive coatings
EP1171254A1 (en) 1999-03-19 2002-01-16 Cabot Corporation Making niobium and other metal powders by milling
US6126097A (en) 1999-08-21 2000-10-03 Nanotek Instruments, Inc. High-energy planetary ball milling apparatus and method for the preparation of nanometer-sized powders
US6598283B2 (en) * 2001-12-21 2003-07-29 Cabot Corporation Method of preparing aerogel-containing insulation article
JP4153370B2 (ja) * 2002-07-04 2008-09-24 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP4162935B2 (ja) * 2002-07-04 2008-10-08 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US7635411B2 (en) * 2004-12-15 2009-12-22 Cabot Corporation Aerogel containing blanket
US7534821B2 (en) * 2005-08-11 2009-05-19 Xerox Corporation Polymeric aerogel nanocomposites

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104745073A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 现代自动车株式会社 绝热涂覆组合物和绝热涂层
US9988981B2 (en) 2013-12-31 2018-06-05 Hyundai Motor Company Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating layer
CN104745073B (zh) * 2013-12-31 2018-10-26 现代自动车株式会社 绝热涂覆组合物和绝热涂层
CN108137815A (zh) * 2015-09-29 2018-06-08 日东电工株式会社 含多孔体凝胶的液体及其制造方法、高空隙层和高空隙率多孔体及层叠膜卷材的制造方法
TWI724030B (zh) * 2015-09-29 2021-04-11 日商日東電工股份有限公司 含多孔體凝膠液之製造方法、含多孔體凝膠液、高空隙層之製造方法、高空隙率多孔體之製造方法及積層薄膜捲材之製造方法
US11072691B2 (en) 2015-09-29 2021-07-27 Nitto Denko Corporation Method for producing porous gel-containing liquid, porous gel-containing liquid, method for producing high-void layer, method for producing high-void porous body, and method for producing laminated film roll
CN108137815B (zh) * 2015-09-29 2022-04-08 日东电工株式会社 含多孔体凝胶的液体及其制造方法、高空隙层和高空隙率多孔体及层叠膜卷材的制造方法
CN108147401A (zh) * 2018-01-12 2018-06-12 昂星新型碳材料常州有限公司 石墨烯气凝胶粉末的制备方法和石墨烯气凝胶粉末
US20210332586A1 (en) * 2020-04-28 2021-10-28 Taiwan Aerogel Technology Material Co., Ltd. Method for producing a heat insulating material composed of a hydrophobic aerogel and the application thereof
US11767670B2 (en) * 2020-04-28 2023-09-26 Taiwan Aerogel Technology Material Co., Ltd. Method for producing a heat insulating material composed of a hydrophobic aerogel and the application thereof
CN113292884A (zh) * 2021-07-08 2021-08-24 杭州和韵科技有限公司 一种气凝胶水性油墨及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0808993A2 (pt) 2014-09-09
EP2137247A2 (en) 2009-12-30
WO2008115812A3 (en) 2008-11-13
JP5635267B2 (ja) 2014-12-03
JP2010521399A (ja) 2010-06-24
KR20090129473A (ko) 2009-12-16
BRPI0808993B1 (pt) 2018-12-04
CN101679657B (zh) 2012-11-14
WO2008115812A2 (en) 2008-09-25
EP2137247B1 (en) 2017-10-18
US8142843B2 (en) 2012-03-27
US20080311398A1 (en) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101679657B (zh) 气凝胶颗粒及其制造方法
US9216909B2 (en) Aerogel and method for manufacture thereof
US11124419B2 (en) Method for producing a micron-size spherical silica aerogel
CN100366533C (zh) 介孔二氧化硅颗粒及其生产方法
CN106782986B (zh) 一种介孔双壳层核壳结构的磁性复合材料及其制备方法
EP2411450B1 (en) A particle containing a hydrophobic region and a hydrophilic region and methods to make same
JP5253124B2 (ja) 多孔質シリカ粒子及びその製造方法
CN101796144A (zh) 经环状物处理的金属氧化物
EP2571808B1 (en) Porous silica particles and methods of making and using the same
JP5193139B2 (ja) ダイヤモンドを含有する光散乱板、並びにダイヤモンド含有粒子及びその製造方法
JP6258131B2 (ja) 疎水性エアロゲル粉体、その製造方法、および、それを用いた充填剤
JP2010138022A (ja) 多孔質シリカ粒子、その製造方法及び該多孔質シリカ粒子からなるコンポジット材料
JP4883967B2 (ja) 多孔質シリカ系粒子の製造方法および該方法から得られる多孔質シリカ系粒子
JP6032591B2 (ja) シリカナノ中空粒子の製造方法
KR20110130450A (ko) 실리카 겔 기반의 촉매 담체
JP2009190909A (ja) メソポーラスシリカの表面処理方法、樹脂添加用スラリー組成物、樹脂用充填剤及び樹脂組成物の製造方法
US20140127113A1 (en) Process for producing scaly silica particles
JP4241939B2 (ja) 実質的に球状のリオゲルおよびエーロゲルの製造法
CN100572456C (zh) 纳米内核夹心式结构二氧化硅消光剂及其制备方法
JP4241938B2 (ja) 実質的に球状のリオゲルおよびエーロゲルの製造法
Zhang et al. Preparation of functionalized SiO2 microspheres by one step method
Marteaux et al. Silica and Silsesquioxane Dispersions Obtained from Alkoxysilanes
CN114539838A (zh) 一种氯醚防腐涂料及其制备方法
CN111363200A (zh) 一种微球化钛白粉颗粒、制备装置及制备方法与应用
MXPA99011049A (es) Metodo para producir liogeles y aerogelessubstancialmente globulares

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant