CN104520630A - 气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法 - Google Patents

气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104520630A
CN104520630A CN201380042201.1A CN201380042201A CN104520630A CN 104520630 A CN104520630 A CN 104520630A CN 201380042201 A CN201380042201 A CN 201380042201A CN 104520630 A CN104520630 A CN 104520630A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerogel
particle
adhesive
tackiness agent
formed body
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
CN201380042201.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104520630B (zh
Inventor
细井健太
柴田哲司
日高康博
生驹善光
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.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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 Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN104520630A publication Critical patent/CN104520630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104520630B publication Critical patent/CN104520630B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J171/00—Adhesives based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J171/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/02—Moulding by agglomerating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/1018—Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1029—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10—Coating or impregnating
    • C04B20/12—Multiple coating or impregnating
    • C04B20/126—Multiple coatings, comprising a coating layer of the same material as a previous coating layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/06—Acrylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/14—Polyepoxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/30—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Other silicon-containing organic compounds; Boron-organic compounds
    • C04B26/32—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Other silicon-containing organic compounds; Boron-organic compounds containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/028—Composition or method of fixing a thermally insulating material
    • 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

Abstract

本发明提供气凝胶成型体B，所述气凝胶成型体B包含多个气凝胶颗粒1和粘结所述多个气凝胶颗粒的粘合剂2。所述粘合剂2包含覆盖所述多个气凝胶颗粒1的层状粘合剂2a的层，和粘附所述多个气凝胶颗粒1的颗粒状粘合剂2b的颗粒。所述层状粘合剂2a优选为水溶性粘合剂2。所述颗粒状粘合剂2b优选为粉状粘合剂2。可获得具有增加强度和优异绝热性的绝热体。

Description

气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法
技术领域
本发明涉及可用作绝热体的气凝胶成型体、用于制备所述气凝胶成型体的含有气凝胶的颗粒，以及制备所述气凝胶成型体的方法。
背景技术
作为绝热体，已知有泡沫材料例如聚氨酯泡沫和酚醛泡沫(基于泡沫的绝热体)。所述泡沫材料由通过发泡所产生的它们的气泡而发挥绝热性能。然而，该聚氨酯泡沫和酚醛泡沫通常具有比空气更高的热导率。因而有利的是使该绝热体的热导率比空气的热导率更低，用于进一步改进绝热性能。作为实现使该热导率比空气的热导率更低的方法，已知的方法是：用具有低热导率的气体(例如氯氟烃)填充发泡材料(例如聚氨酯泡沫和酚醛泡沫)的空气间隙等。然而，这种用气体填充空气间隙的方法的顾虑是填充的气体可能随着时间从空气间隙泄漏，这可能导致热导率的增加。
近年来，已经提出用于改进绝热性的基于真空的方法。在该方法中，例如使用硅酸钙和/或玻璃纤维的多孔材料并使它们保持在约10Pa的真空状态下。然而，这种基于真空的绝热方法需要维持真空状态，因此具有随时间劣化和生产成本的问题。此外，在基于真空的绝热体中，由于其需要保持真空状态而使绝热体的形状受到限制，并因此严重限制了其应用领域。因而，该基于真空的绝热体在实际使用中受到限制。
顺便提及的是，已知细孔二氧化硅(所谓的气凝胶)的聚集体作为绝热体的材料在常压下表现出比空气的热导率更低的热导率。该材料可通过例如在US4402927、US4432956和US4610863中所公开的方法而获得。根据这些方法，二氧化硅气凝胶可通过使用烷氧基硅烷(其还被称为“硅醇盐”和“硅酸烷酯”)作为原料来制备。具体是，二氧化硅气凝胶可通过以下方法获得：在溶剂的存在下将烷氧基硅烷水解，由于缩合聚合而制备具有二氧化硅骨架的湿润状态的凝胶状化合物；并将该湿润状态的凝胶状化合物在超临界条件下干燥，所述超临界条件不低于溶剂的临界点。作为溶剂，例如可以使用醇、液化二氧化碳等。气凝胶颗粒是具有比空气的热导率更低的热导率的气凝胶的颗粒材料，因此可用作绝热体的原料。
引用列表
专利文献
专利文献1：US4402927A
专利文献2：US4432956A
专利文献3：US4610863A
发明内容
技术问题
然而，由于气凝胶颗粒非常轻质、强度差且脆，处理该气凝胶颗粒很难。此外，由于该气凝胶颗粒本身是脆的，通过模制该气凝胶颗粒形成的绝热体具有较差强度且易于破裂和破损。为了提高该绝热体的强度，可能要加入增强材料等或者增加粘合剂的量，但是在该情况下，加入的增强材料或增加的粘合剂的量可能导致绝热体的绝热性能的降低。鉴于以上情形，需要通过增加气凝胶颗粒及其成型产品的强度同时防止绝热性的劣化来同时实现足够的强度和绝热性能的要求。
鉴于以上情形完成了本发明，本发明的目的是提出一种具有更高强度和优异绝热性能的气凝胶成型体，和用于制造该气凝胶成型体的含有气凝胶的颗粒，以及制备该气凝胶成型体的方法。
解决问题的技术方案
根据本发明的气凝胶成型体包含多个气凝胶颗粒，和粘结所述多个气凝胶颗粒的粘合剂。所述粘合剂包含覆盖所述多个气凝胶颗粒的层状粘合剂的层，和粘附所述多个气凝胶颗粒的颗粒状粘合剂的颗粒。
在所述气凝胶成型体中，优选所述层状粘合剂为水溶性粘合剂，并且所述颗粒状粘合剂为粉状粘合剂。
在所述气凝胶成型体中，优选所述层状粘合剂为水溶性酚醛树脂粘合剂，并且所述颗粒状粘合剂为酚醛树脂粘合剂。
在所述气凝胶成型体中，优选所述层状粘合剂的固含量与所述颗粒状粘合剂的固含量的质量比(层状粘合剂:颗粒状粘合剂)在4:1至3:2的范围内。
在所述气凝胶成型体中，优选所述层状粘合剂的层具有1-10μm的厚度，并且所述颗粒状粘合剂的颗粒具有10-500μm的平均粒径。
根据本发明的含有气凝胶的颗粒用于形成上述气凝胶成型体，其特征在于包含气凝胶颗粒，至少一层覆盖所述气凝胶颗粒的层状粘合剂和至少一个粘附所述气凝胶颗粒的颗粒状粘合剂的颗粒。
根据本发明的制备气凝胶成型体的方法的特征在于包括：含有气凝胶颗粒的制备步骤(通过用层状粘合剂涂覆所述多个气凝胶颗粒和使颗粒状粘合剂粘附所述多个气凝胶颗粒来制备多个含有气凝胶的颗粒)；和气凝胶颗粒的粘结步骤(通过将多个含有气凝胶的颗粒在不使颗粒状粘合剂发生扩展的温度下加热，用粘合剂粘结所述多个气凝胶颗粒)。
本发明的有益效果
根据本发明的气凝胶成型体，用包含层状粘合剂和颗粒状粘合剂的粘合剂来粘结气凝胶颗粒，从而可获得具有增加强度和优异绝热性能的绝热体。
根据本发明的含有气凝胶的颗粒，用层状粘合剂覆盖所述气凝胶颗粒和使颗粒状粘合剂粘附所述气凝胶颗粒，从而可获得具有增加强度和优异绝热性能的绝热体。
根据本发明的制备气凝胶成型体的方法，所述每个含有气凝胶的颗粒包括粘结在一起的层状粘合剂和颗粒状粘合剂，从而可获得具有增加强度和优异绝热性能的绝热体。
附图说明
图1A和1B示例说明了气凝胶成型体的实例，图1A为示例说明当切割成型体时所显示的面的示意图，图1B为示例说明当成型体破损时所显示的面的示意图。
图2为示例说明含有气凝胶的颗粒的实例的示意图。
图3A为示例说明制备含有气凝胶的颗粒的实例的示意图，图3B和3C为各自示例说明所制备的含有气凝胶的颗粒的实例的示意图。
图4为制备含有气凝胶的颗粒的实例的示意图。
图5A为制备含有气凝胶的颗粒的实例的示意图，图5B和5C为各自示例说明所制备的含有气凝胶的颗粒的实例的示意图。
图6A-6D为示例说明制备气凝胶成型体的实例的示意图。
图7A-7C为各自示例说明气凝胶颗粒的实例的示意图。
图8为气凝胶颗粒的电子显微镜照片。
图9为示出了根据在气凝胶成型体中所包含的粉状粘合剂和液体粘合剂的比例的气凝胶成型体的性能变化的视图。
图10A-10F为光学显微镜照片，图10A示例说明气凝胶成型体，图10B示例说明仅通过使用液体粘合剂形成的气凝胶成型体，图10C示例说明仅通过使用粉状粘合剂形成的气凝胶成型体，图10D示例说明气凝胶颗粒，图10E示例说明模制之前的粉状粘合剂，图10F示例说明模制之后的粉状粘合剂。
具体实施方式
通过用粘合剂2粘结多个气凝胶颗粒1形成气凝胶成型体B来示例说明根据本发明的气凝胶成型体。所述粘合剂2包含覆盖气凝胶颗粒1的层状粘合剂2a的层和粘附气凝胶颗粒1的颗粒状粘合剂2b的颗粒。图1A和1B为各自示例说明气凝胶成型体B的实例的视图。图1A示例说明当切割气凝胶成型体B时所显示的面，图1B示例说明当气凝胶成型体B破损时所显示的面。图1A示例说明已被切割的颗粒的内部结构。图1B示例说明未切割的颗粒的表面。
气凝胶为多孔材料(多孔体)并通过干燥凝胶以便使包含在凝胶中的溶剂取代为气体而获得。气凝胶的颗粒材料被称为气凝胶颗粒。已知的气凝胶的实例包括二氧化硅气凝胶，碳气凝胶和氧化铝气凝胶，并且其中二氧化硅气凝胶是优选的。所述二氧化硅气凝胶具有优异的绝热性，易于制备，并具有较低的生产成本，因而与其它类型的气凝胶相比更易于获得。应注意，将凝胶中的溶剂全部蒸发而制备具有空气间隙的网状结构的材料可被称为“干凝胶”，但是本申请说明书的气凝胶可包括该干凝胶。
图7A-7C示出了气凝胶颗粒的实例的示意图。如图7A和7B所示，气凝胶颗粒1为二氧化硅气凝胶颗粒，并且是具有约数十纳米大小(例如20-40纳米)的孔结构的二氧化硅(SiO2)。该气凝胶颗粒1可通过超临界干燥等获得。气凝胶颗粒1由彼此粘结以形成三维网状的细小颗粒P(二氧化硅微粒)构成。一个二氧化硅微粒的大小为例如约1-2纳米。如图7C所示，使气体G进入气凝胶颗粒1的约数十纳米大小的孔隙中。这些孔隙阻止空气的组分例如氮和氧的转移，并因此可将热导率降低至小于空气的热导率的程度。例如，具有空气的传统绝热体的热导率(WLF)λ为35-45mW/mK，但是通过气凝胶颗粒1，可将绝热体的热导率(WLF)λ降低至约9-12mW/mK。通常，气凝胶颗粒1具有疏水性。例如，在图7B所示的二氧化硅气凝胶颗粒中，大多数硅原子(Si)键合至一个或更多个烷基，少数硅原子(Si)键合至一个或更多个羟基(OH)。该二氧化硅气凝胶颗粒因此具有相对更低的表面极性。
图8为二氧化硅气凝胶颗粒的电子显微镜照片。该二氧化硅气凝胶颗粒通过超临界干燥法获得。从该照片还可理解二氧化硅气凝胶颗粒具有三维立体网状结构。气凝胶颗粒1的网状结构通常由具有小于10纳米大小的线性粘结的二氧化硅微粒形成。应注意，微粒之间的网状结构可能具有模糊边界，并且一部分网状结构可由线性延伸的二氧化硅结构(-O-Si-O-)形成。
用于气凝胶成型体的气凝胶颗粒没有特别限制，可使用通常所使用的制备方法获得气凝胶颗粒。气凝胶颗粒的典型实例包括：通过超临界干燥法获得的气凝胶颗粒；和基于液态玻璃获得的气凝胶颗粒。
通过超临界干燥法获得的气凝胶颗粒可通过以下方法获得：将原料通过溶胶-凝胶法(其为液相反应法)聚合来制备二氧化硅颗粒；并通过超临界干燥除去其中的溶剂。例如，将烷氧基硅烷(其还被称为“硅醇盐”或“烷基硅酸盐”)用作原料。将烷氧基硅烷在溶剂的存在下水解，由于缩合聚合而产生具有二氧化硅骨架的湿润状态的凝胶化合物，并随后将该湿润状态的凝胶化合物在超临界条件下干燥，其中所述超临界条件的温度和压力等于或大于溶剂的临界点的温度和压力。所述溶剂可以是醇、液化二氧化碳等。通过将凝胶化合物在超临界条件下干燥，除去其中的溶剂并同时保持凝胶的网状结构，结果是可获得气凝胶。所述气凝胶颗粒是气凝胶的颗粒材料，可通过将包含溶剂的凝胶粉碎成颗粒，然后通过超临界干燥将包含溶剂的凝胶的颗粒干燥而获得。或者，所述气凝胶颗粒可通过将由于超临界干燥而获得的大块气凝胶粉碎而获得。
作为气凝胶颗粒的原料的烷氧基硅烷没有特别限制，但是可以是双官能的烷氧基硅烷、三官能的烷氧基硅烷、四官能的烷氧基硅烷或它们的组合。双官能的烷氧基硅烷的实例包括二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷和二乙基二甲氧基硅烷。三官能的烷氧基硅烷的实例包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷。四官能的烷氧基硅烷的实例包括四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷。双(三甲基甲硅烷基)甲烷、双(三甲基甲硅烷基)乙烷、双(三甲基甲硅烷基)己烷或乙烯基三甲氧基硅烷可用作烷氧基硅烷。烷氧基硅烷的部分水解产物可用作原料。
烷氧基硅烷的水解和缩合聚合优选在水的存在下进行，并且更优选在水和有机溶剂(其中烷氧基硅烷可溶并与水相容)的混合液体的存在下进行。使用该混合液体作为溶剂使其可连续进行水解过程和缩合聚合过程，并因此可有效获得所述凝胶。在该过程中，所产生的聚合物以凝胶物(湿凝胶)形式存在于作为分散介质的溶剂中。所述烷氧基硅烷可溶于其中并且与水相容的溶剂没有特别限制。该溶剂的实例包括：醇类如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丁醇；丙酮；以及N,N-二甲基甲酰胺。这些材料可单独或组合使用。
还优选所述烷氧基硅烷的水解和缩合聚合在催化剂的存在下进行，所述催化剂导致烷氧基从烷氧基硅烷脱离以有利于缩合反应。该催化剂的实例包括酸性催化剂和碱性催化剂。具体地是，所述酸性催化剂的实例包括盐酸、柠檬酸、硝酸、硫酸和氟化铵。所述碱性催化剂的实例包括氨和哌啶。
可向烷氧基硅烷的反应溶液中加入适当组分。该组分的实例可包括表面活化剂和官能团诱导剂。该附加组分可在气凝胶颗粒上提供有利功能。
所述气凝胶可通过超临界干燥将所获得的湿凝胶干燥而获得。优选将所述湿凝胶首先切割或粉碎成颗粒以制备包含溶剂的凝胶的颗粒，并随后通过超临界干燥法干燥所述凝胶的颗粒。通过这样操作，可将气凝胶制成颗粒并干燥而没有破裂气凝胶结构，因而可容易地获得气凝胶颗粒。在该情况下，优选制得均匀尺寸的凝胶颗粒，这使得气凝胶颗粒大小相等。或者，所述气凝胶颗粒可通过制备块状气凝胶，随后通过粉碎设备将该块状气凝胶粉碎而获得。可将所获得的气凝胶颗粒过筛或分类以获得具有更均匀大小的气凝胶颗粒。当气凝胶颗粒的大小相等时，可提高可处理性并且可容易地获得稳定产品。
基于液态玻璃获得的气凝胶颗粒可通过常压干燥法来制备，所述常压干燥法依次包括以下过程：二氧化硅溶胶的制备过程、二氧化硅溶胶的凝胶过程、成熟过程、凝胶的粉碎过程、溶剂置换过程、疏水过程和干燥过程。所述液态玻璃通常可以是无机硅酸盐例如硅酸钠的高浓度含水溶液，并且例如可通过将所述无机硅酸盐溶于水中并加热它而获得。
二氧化硅溶胶的原料可以是硅酸醇盐、碱金属的硅酸盐等。硅酸醇盐的实例包括四甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷。在说明超临界干燥法中所描述的烷氧基硅烷可用作硅酸醇盐。碱金属的硅酸盐可以是硅酸钾、硅酸钠等。优选使用碱金属的硅酸盐，因为其廉价，并且更优选使用硅酸钠，因为其容易获得。
在使用碱金属的硅酸盐的情况中，二氧化硅溶胶可通过使用无机酸例如盐酸和硫酸的脱酸法制备，或者可通过使用具有H+的抗衡离子的阳离子交换树脂的方法制备。在这些方法中，优选使用阳离子交换树脂。
二氧化硅溶胶可通过使用酸型阳离子交换树脂通过以下方法来制备：使具有适当浓度的碱金属的硅酸盐的溶液通过填充有阳离子交换树脂的填充层。或者，所述二氧化硅溶胶可通过以下方法制备：将阳离子交换树脂引入碱金属的硅酸盐的溶液中；混合它们；除去碱金属；并然后通过例如过滤除去阳离子交换树脂。阳离子交换树脂的量优选不小于交换包含在溶剂中的碱金属所需要的量。将所述溶剂通过阳离子交换树脂进行脱碱(脱金属)。
所述酸型阳离子交换树脂可以是基于苯乙烯的阳离子交换树脂、基于丙烯酸的阳离子交换树脂，或者是基于甲基丙烯酰基的阳离子交换树脂，并且具有例如取代的磺酸基或羧基作为离子交换基团。其中，优选使用具有磺酸基的所谓强酸型阳离子交换树脂。所述用于碱金属交换的阳离子交换树脂在使硫酸或盐酸通过其中的再生过程后可被重复使用。
将所制备的二氧化硅溶胶然后进行胶凝，并然后使其成熟(ripened)。在凝胶过程和成熟过程中，优选控制其pH。通常，在通过阳离子交换树脂的离子交换过程之后的二氧化硅溶胶具有相对低的pH例如3或更低。当将该二氧化硅溶胶中和使其pH在微酸性至中性的pH范围时，该二氧化硅溶胶被胶凝。该二氧化硅溶胶可通过将其pH控制在5.0-5.8的范围，优选在5.3-5.7的范围被胶凝。其pH可通过加入碱和/或酸来控制。所述碱可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碱金属的硅酸盐等。所述酸可以是盐酸、柠檬酸、硝酸、硫酸等。将该pH被控制的凝胶在稳定状态中成熟。所述成熟过程可在40-80℃的温度下进行4-24小时。
成熟过程之后，优选将所述凝胶粉碎。所需要的气凝胶颗粒可通过将所述凝胶粉碎而容易获得。所述凝胶的粉碎过程可通过例如以下方法进行：将凝胶放入Henshall型混合机中或者在混合机内将所述溶胶胶凝；并将所述混合机在适当的转速下运行适当期间。
粉碎过程之后，优选进行所述溶剂置换过程。在该溶剂置换过程中，将用于制备凝胶的溶剂(例如水)用具有小表面张力的另一溶剂置换，以避免当干燥凝胶时发生干燥收缩。所述溶剂置换过程通常包括多个步骤，并且优选两步，因为难以用具有小表面张力的溶剂直接置换水。选择用于第一步的溶剂的标准可包括：与水和用于第二步的溶剂均具有良好的亲和力。用于第一步的溶剂可以是甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮等，并且乙醇是优选的。选择用于第二步的溶剂的标准可包括：与用于后面疏水过程的处理剂具有更小的反应性；并且具有小的表面张力以便发生更小的干燥收缩。用于第二步的溶剂可以是己烷、二氯甲烷、甲乙酮等，并且己烷是优选的。根据需要，可在第一溶剂置换步骤和第二溶剂置换步骤之间进行额外的溶剂置换步骤。
溶剂置换过程之后，优选进行疏水过程。烷基烷氧基硅烷、卤代烷基硅烷等可用作疏水过程中的处理剂。例如可优选使用二烷基二氯硅烷或单烷基三氯硅烷，并且考虑到反应性和材料成本，更优选使用二甲基二氯硅烷。所述疏水过程可在溶剂置换过程之前进行。
疏水过程之后，将所获得的凝胶通过过滤从溶剂中分离出，并然后清洗该凝胶以除去未反应的处理剂。然后干燥该凝胶。干燥过程可在常压下进行，并且可在加热和/或热空气下进行。所述干燥过程优选在惰性气体(例如氮气)气氛下进行。根据该过程，将凝胶中的溶剂从凝胶中除去，并因此可获得气凝胶颗粒。
通过超临界干燥法获得的气凝胶颗粒和基于液态玻璃获得的气凝胶颗粒具有基本上相同的结构。也就是说，它们每个具有其中二氧化硅微粒键合在一起以便形成三维网状的颗粒结构。
气凝胶颗粒的形状没有特别限制，并且可以是各种形状中的一种。通常，通过上述方法获得的气凝胶颗粒具有不确定的形状，因为该气凝胶颗粒经受粉碎过程等。它们可以说是具有不规则表面的岩石状。它们还可以是球形、橄榄球形、板状、片状、纤维状等。用于模制的气凝胶颗粒可以是具有不同粒径的颗粒的混合物。气凝胶颗粒的大小不必均匀，因为这些颗粒在成型体中彼此粘附以均一。关于气凝胶颗粒的大小，颗粒的最大长度可以是50nm-10mm。然而，考虑到可处理性和容易模制，优选不混入过大颗粒和过小颗粒。为此，可将气凝胶颗粒的大小设定为特定的合适的一种。例如，所述气凝胶颗粒可以是微米级颗粒使得该气凝胶颗粒的最大长度可等于或大于1μm且小于1mm。或者，所述气凝胶颗粒可具有约1mm的粒径使得该气凝胶颗粒的最大长度等于或大于100μm且小于5mm。或者，所述气凝胶颗粒可以是毫米级颗粒使得该气凝胶颗粒的最大长度等于或大于1mm且小于10mm。
优选所述气凝胶颗粒的平均粒径等于或大于50μm并且等于或小于10mm。所述气凝胶颗粒的平均粒径落入该范围可实现进一步改进粘合性和绝热性。更优选所述气凝胶颗粒的平均粒径等于或大于100μm并且等于或小于5mm。进一步优选所述气凝胶颗粒的平均粒径等于或大于300μm和等于或小于3mm。所述气凝胶颗粒的平均粒径的更进一步优选范围由500μm-1.5mm的范围示例说明。
在根据本发明的气凝胶成型体中，用粘合剂将上述的气凝胶颗粒彼此粘结。
图6D示出了气凝胶成型体B的具体实施方案的实例。该气凝胶成型体B由气凝胶颗粒1的模制产品(气凝胶层3)和表面片材4构成。关于这方面，气凝胶成型体B形成为板状绝热体(绝热板)。应注意，通过用合适的模制工具模制等，气凝胶成型体B可形成除了板状之外的形状。气凝胶成型体B具有其中将表面片材4分别置于由粘结气凝胶颗粒1而形成的气凝胶层3的相对表面上的结构。通过用表面片材4覆盖气凝胶层3，可提高气凝胶成型体B的强度。可将表面片材4仅置于气凝胶层3的一个相对表面上，但是优选将表面片材4置于气凝胶层3的各个相对表面上以提高强度。应注意，表面片材4是可选的，并且可以省略。气凝胶成型体B的形状优选为适合用作建筑材料的板状，但不限于此。绝热体B可根据预期用途形成为所需形状。绝热体B的厚度(在气凝胶层3和表面片材4堆叠的方向上的尺寸)可根据需要的绝热性能和预期用途适当确定，并且可以是例如在0.1-100mm的范围。在图6D中，粘合剂2被省略。
所述气凝胶层3是通过用粘合剂2将多个气凝胶颗粒1粘结在一起而形成的。从降低热传导的角度看，优选粘合剂2具有相对小的热导率。从提高增强效果的角度看，优选粘合剂2具有更大的粘合强度。
优选防止粘合剂2侵入气凝胶颗粒1的小孔隙中。当粘合剂2侵入气凝胶颗粒1的小孔隙中时，该侵入的粘合剂2可以提高气凝胶颗粒1的热导率，导致绝热性能劣化。进一步，粘合剂2可覆盖核颗粒以尽可能的不封闭气凝胶颗粒1的小孔隙。当防止封闭气凝胶颗粒1的小孔隙时，将气体加入气凝胶结构中变得容易并从而可提高绝热性能。例如，在其中所使用的粘合剂2为液态形式的情况下，当将气凝胶颗粒1和粘合剂2混合后即刻干燥该混合物时，防止粘合剂2侵入小孔隙中变得容易，并进行覆盖以便不封闭小孔隙。在其中所使用的粘合剂2为固体形式的情况下，当使用的每个固体颗粒具有比小孔隙更大的粒径时，该更大的颗粒不能侵入小孔隙中，从而容易进行粘合剂2的粘附，以便防止粘合剂2侵入小孔隙中并不封闭小孔隙。
如图1示例说明，用粘合剂2将相邻的气凝胶颗粒1彼此粘结。用层状粘合剂2a覆盖气凝胶颗粒1和使颗粒状粘合剂2b粘附至气凝胶颗粒1。层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b具有粘合性。也就是说，粘合剂的粘结是在层状粘合剂2a的层和层状粘合剂2a的其它层之间的接触点以及在层状粘合剂2a的层和颗粒状粘合剂2b的颗粒之间的接触点进行的。应注意，粘合剂的粘结可在颗粒状粘合剂2b的颗粒和颗粒状粘合剂2b的其它颗粒之间的接触点、在层状粘合剂2a的层和气凝胶颗粒1之间的接触点，以及在颗粒状粘合剂2b的颗粒和气凝胶颗粒1之间的接触点进行。
在图1中，示例说明气凝胶颗粒1为具有不确定形状的颗粒，但是该图仅仅是示意图。在实际的气凝胶成型体B中，气凝胶颗粒1可以只是各种形状中的一种。需要将颗粒状粘合剂2b分割为例如颗粒，但是不粘结以便在气凝胶颗粒1之间线性配置。例如，可将颗粒状粘合剂2b的颗粒布置为点状或岛状。
图1B示出了在气凝胶颗粒1的表面中形成的槽6。在其中气凝胶颗粒1为具有不确定形状的粉末的情况下，有形成槽6的可能性。槽6可通过割开气凝胶颗粒的部分表面而形成。槽6也可以由气凝胶颗粒表面的凹陷部分形成。槽6可以是气凝胶颗粒1表面中的空洞。通过观察气凝胶颗粒1，可看到槽6。
可将颗粒状粘合剂2b的颗粒分散在气凝胶成型体B中。将颗粒状粘合剂2b的颗粒置于彼此相邻的气凝胶颗粒1之间。气凝胶成型体B可通过将多个气凝胶颗粒1紧密填充而形成，并且在该结构中在多个气凝胶颗粒1之间形成间隙。可将颗粒状粘合剂2b的颗粒置于多个气凝胶颗粒1之间的间隙中。
层状粘合剂2a的层可覆盖气凝胶颗粒1的表面。层状粘合剂2a的层可覆盖全部每个气凝胶颗粒1。或者，层状粘合剂2a的层可部分覆盖每个气凝胶颗粒1。在其中层状粘合剂2a的层部分覆盖每个气凝胶颗粒1的情况下，例如可将覆盖面积设定为30％或更高，或者50％或更高，但不限于此。优选覆盖面积为60％或更高。覆盖面积的上限可以是100％。
优选层状粘合剂2a是水溶性粘合剂。通过使用水溶性粘合剂，可容易地在气凝胶颗粒1的表面上形成粘合剂的层。应注意，层状粘合剂2a的水溶性意指层状粘合剂2a在模制气凝胶颗粒之前具有水溶性。在模制之后，优选层状粘合剂2a不溶于水。因此，可提高气凝胶成型体B的耐水性。优选模制导致层状粘合剂2a的固化。
可使用具有粘合性的合适组分作为层状粘合剂2a的材料。可使用所谓的粘合剂(粘结剂)的组分。作为层状粘合剂2a，可使用包括热固性树脂或热塑性树脂的材料。层状粘合剂2a可仅由热固性树脂制成。或者，层状粘合剂2a可仅由热塑性树脂制成。应注意，层状粘合剂2a除了热固性树脂和热塑性树脂中的任一个之外可包括合适的添加剂。
优选层状粘合剂2a为热固性树脂。从而可提高气凝胶成型体B的强度。层状粘合剂2a的实例包括环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚乙烯、聚丙烯、它们的变性树脂等。优选这些材料是水溶性的。
优选层状粘合剂2a是水溶性的酚醛树脂粘合剂。通过使用水溶性酚醛树脂粘合剂，可容易地用它的层覆盖气凝胶颗粒1并提高气凝胶成型体B的强度。
优选层状粘合剂2a的分子量为100-500。从而可更容易地形成粘合剂的层。进一步可改善水溶性。该分子量可以是还未固化的层状粘合剂2a的单体的分子量。层状粘合剂2a的分子量可通过分子量分析测得。层状粘合剂2a的分子量可通过确定在成型体中的单体而测得。更优选层状粘合剂2a的分子量为150-200。
优选颗粒状粘合剂2b为粉状粘合剂。通过使用该粉状粘合剂，可容易地将粘合剂2的颗粒粘附至气凝胶颗粒1的表面。应注意，粉末形式的颗粒状粘合剂2b意指在模制气凝胶颗粒1之前，颗粒状粘合剂2b是粉状的。模制之后，颗粒状粘合剂2b不需要是粉末并且优选将相邻的气凝胶颗粒1彼此粘结。从而可提高气凝胶成型体B的强度。
可使用具有粘合性的合适组分作为颗粒状粘合剂2b的材料。可使用所谓的粘合剂(粘结剂)的组分。可使用包括热固性树脂或热塑性树脂的材料作为颗粒状粘合剂2b。颗粒状粘合剂2b可仅由热固性树脂制成。或者，颗粒状粘合剂2b可仅由热塑性树脂制成。应注意，颗粒状粘合剂2b除了热固性树脂和热塑性树脂中的任一种之外可包括合适的添加剂。
优选颗粒状粘合剂2b是热固性树脂。从而可提高气凝胶成型体B的强度。颗粒状粘合剂2b的实例包括环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、三聚氰胺树脂、硅树脂、聚乙烯、聚丙烯、它们的变性树脂等。这些材料可以是粉末。
优选颗粒状粘合剂2b为酚醛树脂粘合剂。通过使用酚醛树脂粘合剂，可将气凝胶颗粒1在点状接触处紧密粘结并从而可改进绝热性能和提高强度。
颗粒状粘合剂2b可由没有水溶性的树脂粘合剂制成。从而可保持在气凝胶颗粒1表面上的颗粒状粘合剂2b的颗粒的形状。该颗粒状粘合剂2b可以是非水溶性的。颗粒状粘合剂2b可具有疏水性。例如，颗粒状粘合剂2b可由非水溶性酚醛树脂粘合剂制成。考虑到在其中层状粘合剂2a为水溶性和颗粒状粘合剂2b为非水溶性或疏水性的情况中，当通过模制熔化时，粘附至层状粘合剂2a上的颗粒状粘合剂2b被层状粘合剂2a排斥，从而可以保持颗粒状粘合剂2b的颗粒的形状。
优选颗粒状粘合剂2b的分子量大于层状粘合剂2a的分子量。通过这样，可有利于用层状粘合剂2a的层覆盖和颗粒状粘合剂2b的颗粒的粘附。颗粒状粘合剂2b的分子量可以是层状粘合剂2a的分子量的两倍或更大。颗粒状粘合剂2b的分子量可以是层状粘合剂2a的分子量的十倍或更小。
优选颗粒状粘合剂2b的分子量为400-1000。从而可更容易地形成粘合剂的颗粒。进一步可改善粘合性。该分子量可以是还未固化的颗粒状粘合剂2b的单体的分子量。颗粒状粘合剂2b的分子量可通过分子量分析测得。颗粒状粘合剂2b的分子量可通过确定在已固化的成型体中的单体而测得。更优选颗粒状粘合剂2b的分子量为500-600。
优选层状粘合剂2a的固含量与颗粒状粘合剂2b的固含量的质量比(层状粘合剂:颗粒状粘合剂)在4:1至3:2的范围。当层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b的质量比落入该范围时，可改进绝热性能和强度。
层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b可发生固化反应。在该情况下，加强在层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b的接触点的粘结，从而可改善强度。例如，当层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b均由相同类型的树脂制成时，可发生相互固化反应。该相同类型的树脂的实例包括酚醛树脂。
可通过光学显微镜观察来区分在气凝胶成型体B中的层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b。层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b的区分是基于它们之间的色差。例如，颗粒状粘合剂2b显示比周围面积更亮的颜色。例如，设置在槽6上的层状粘合剂2a显示比周围面积更暗的颜色。具体地是，在其中使用产生黄光的灯的情况下，颗粒状粘合剂2b发光，槽6为褐色。
优选层状粘合剂2a的厚度为1-10μm。这有利于覆盖气凝胶颗粒的周围，结果是，可提高气凝胶成型体B的强度。应注意，层状粘合剂2a的厚度意指层状粘合剂2a的层的厚度。
优选颗粒状粘合剂2b的颗粒具有10-500μm的平均粒径。这有利于气凝胶颗粒1的颗粒的粘附，结果是，可提高气凝胶成型体B的强度和改善气凝胶成型体B的绝热性能。更优选颗粒状粘合剂2b的颗粒具有50-400μm的平均粒径。进一步优选颗粒状粘合剂2b的颗粒具有100-300μm的平均粒径。
优选颗粒状粘合剂2b的颗粒的平均粒径和气凝胶颗粒1的平均粒径的比例(颗粒状粘合剂/气凝胶颗粒)在1/200至1/10的范围。通过这样，可容易改善绝热性能和强度。
气凝胶颗粒1的平均粒径、颗粒状粘合剂2b的颗粒的平均粒径和层状粘合剂2a的层的厚度可通过例如X-射线CT法分析气凝胶成型体B来测定。将该平均粒径定义为对应于截面面积的真圆的直径。例如，气凝胶颗粒1的平均粒径和颗粒状粘合剂2b的颗粒的平均粒径可分别通过基于一百个气凝胶颗粒1和颗粒状粘合剂2b的颗粒的平均粒径获得。进一步，在模制之前的原料阶段，气凝胶颗粒1的平均粒径和颗粒状粘合剂2b的颗粒的平均粒径可使用激光衍射粒径分布测量装置获得。
上述的气凝胶成型体B可通过使用用于形成气凝胶成型体B的含有气凝胶的颗粒A形成。该含有气凝胶的颗粒A包括气凝胶颗粒1，至少一层覆盖气凝胶颗粒1的层状粘合剂2a，和至少一个粘附气凝胶颗粒1的颗粒状粘合剂2b的颗粒。通过将包括至少一层层状粘合剂2a和至少一个颗粒状粘合剂2b的颗粒的含有气凝胶的颗粒A用作粘合剂2，可将气凝胶颗粒1以颗粒状紧密地粘结并防止气凝胶颗粒1之间的空间被粘合剂2填充。因此可通过抑制粘合剂2形成热桥来提高气凝胶颗粒1的粘合强度和改善绝热性。
图2示例说明含有气凝胶的颗粒A的实例。将气凝胶颗粒1用作含有气凝胶的颗粒A的核颗粒。在本说明书中，将核颗粒定义为用作含有气凝胶的颗粒A的核的颗粒。应注意，含有气凝胶的颗粒A包括作为主要组分的气凝胶颗粒1，因此可以将含有气凝胶的颗粒A与气凝胶颗粒1同等处理。因此，含有气凝胶的颗粒A可被认为是气凝胶颗粒。
在图2中示例说明含有气凝胶的颗粒A中，用层状粘合剂2a的层覆盖气凝胶颗粒1，并将颗粒状粘合剂2b的颗粒粘附至气凝胶颗粒1上。层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b可被称为涂层材料。应注意，用层状粘合剂2a的层和颗粒状粘合剂2b的颗粒涂布气凝胶颗粒1。
层状粘合剂2a可具有提高气凝胶颗粒1的强度的作用。颗粒状粘合剂2b可具有改善气凝胶颗粒1的粘合性的作用。因此可获得具有优异的强度和粘合性的含有气凝胶的颗粒A。
在使用气凝胶颗粒的常规模制过程中，在模制成型之前仅将粘合剂和气凝胶颗粒(纳米多孔颗粒)混合并随后进行热压成型。在该过程中，为了用粘合剂粘结气凝胶颗粒，需要混入相对大量的粘合剂，该增加的粘合剂可导致绝热性的降低。进一步，当降低粘合剂的量时，可导致粘合失效且强度降低。相反，含有气凝胶的颗粒由粘附粘合剂的气凝胶颗粒(核颗粒)构成，因此即使当在模制期间未混入粘合剂时，可用在气凝胶颗粒的表面上的粘合剂粘结气凝胶颗粒。从而可使用具有相对小量的粘合剂粘结气凝胶颗粒并可抑制绝热性的降低。进一步，覆盖气凝胶颗粒的粘合剂组分可提高气凝胶颗粒的强度。结果是，可改善气凝胶颗粒的可处理性，并可获得具有提高强度的模制产品。
由于气凝胶颗粒通常是脆的，在处理期间、在通过热固化的模制期间和甚至模制之后，即使用很小的力都容易使该气凝胶颗粒破碎。因此，常规气凝胶颗粒具有较差的可处理性并且通过模制常规气凝胶颗粒形成的产品具有较差的强度。相反，通过以下方法形成含有气凝胶的颗粒：通过将主要用于增强气凝胶颗粒以保持气凝胶颗粒形状并然后形成粘合剂的颗粒的粘合剂的层形成颗粒状涂层的基本层。通过这样操作，可有效改善强度和粘合性。结果是，含有气凝胶的颗粒具有优异的成型性并可通过模制含有气凝胶的颗粒来提高所形成的产品的强度。所谓的多层涂布是在气凝胶颗粒上进行。
多层涂布的进行可包括多个步骤。在如图2所示的方面中，例如可进行两步涂布。该两步涂布可通过以下方法进行：为了通过搅拌法增强主要进行层状涂布，和在干燥之后，为了通过喷雾法粘结主要进行颗粒状涂布。通过这样操作，存在粘结方式彼此不同的两种类型的粘合剂2(涂层材料)，并可完成由层状涂布和颗粒状涂布构成的多层涂布。证实了通过使用包含粘结方式彼此不同的两种类型的粘合剂2的含有气凝胶的颗粒A形成模制产品。将通过使用层状粘合剂2a的涂布定义为层状涂布，和将颗粒状粘合剂2b的粘附定义为颗粒状涂布。
每个层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b可部分或全部覆盖作为核颗粒的气凝胶颗粒，并且气凝胶颗粒的覆盖面积没有特别限制。图2示例说明含有气凝胶的颗粒A，其中层状粘合剂2a的层覆盖整个气凝胶颗粒1并且颗粒状粘合剂2b的颗粒粘附在层状粘合剂2a的层上。图2还示例说明了含有气凝胶的颗粒A，其中层状粘合剂2a的层覆盖气凝胶颗粒1的部分，并且颗粒状粘合剂2b的颗粒直接粘附至未用层状粘合剂2a覆盖的气凝胶颗粒1的部分上。此外，图2还示例说明了含有气凝胶的颗粒A，其中层状粘合剂2a的层覆盖气凝胶颗粒1的部分，并且颗粒状粘合剂2b的颗粒粘附至部分覆盖气凝胶颗粒1的层状粘合剂2的层上。在图2所示的每个含有气凝胶的颗粒A中，颗粒状粘合剂2b的一个颗粒粘附至一个气凝胶颗粒1上。然而，颗粒状粘合剂2b的多个颗粒可粘附至一个气凝胶颗粒1上。在该情况下，含有气凝胶的颗粒A可包含分别粘附至气凝胶颗粒1和层状粘合剂2a的层上的颗粒状粘合剂2b的颗粒。也就是说，含有气凝胶的颗粒A可包括粘附至气凝胶颗粒1的表面的颗粒状粘合剂2b的颗粒和粘附至层状粘合剂2a的层的表面上的颗粒状粘合剂2b的颗粒。或者，含有气凝胶的颗粒A可包含粘附至气凝胶颗粒1和层状粘合剂2a的层中的任一个上的颗粒状粘合剂2b的多个颗粒。进一步，颗粒状粘合剂2b的多个颗粒可覆盖气凝胶颗粒1以便围绕气凝胶颗粒1。
在含有气凝胶的颗粒A的一个优选方面中，颗粒状粘合剂2b的颗粒粘附至层状粘合剂2a的层的表面上。在该情况下，当在模制时，用两种类型的粘合剂2(层状粘合剂2a和颗粒状粘合剂2b)粘结多个气凝胶颗粒1，结果是，可进一步提高粘合性和强度。
以下说明用于制备含有气凝胶的颗粒A的方法。
图3A示例说明气凝胶颗粒1的涂布的实例。在该实例中，搅拌气凝胶颗粒1，并将粘合剂2的溶液逐渐加入经搅拌的气凝胶颗粒1中使得粘合剂2粘附并覆盖气凝胶颗粒1，从而可制得用粘合剂2涂布的气凝胶颗粒1。该方式能够很容易地制得用层状粘合剂2a的层覆盖的气凝胶颗粒1。在可粘附粘合剂2的颗粒的情况下，可制得粘附有颗粒状粘合剂2b的颗粒的气凝胶颗粒1。
如图3A所示，在该实例中，使用液体添加型的粉体搅拌机10。粉体搅拌机10在搅拌箱11中包括沿水平面旋转的水平搅拌桨12和沿垂直面旋转的垂直搅拌桨13。垂直制粒机可用作粉体搅拌机10。同时旋转水平搅拌桨12和垂直搅拌桨13可实现桨旋转和十字型螺丝旋转。因此，可达到有效搅拌和稳定涂布。
为了进行涂布，首先将气凝胶颗粒1置于粉体搅拌机10的搅拌箱11中。接下来，通过启动水平搅拌桨12和垂直搅拌桨13来搅拌气凝胶颗粒1。然后，将粘合剂2的溶液通过位于上方的液体槽14放入搅拌箱11中并逐渐加入经搅拌的气凝胶颗粒1。按照这种方式，将粘合剂2在搅拌气凝胶颗粒1时粘附至气凝胶颗粒1的表面上。进一步，继续搅拌直至粘合剂2和气凝胶颗粒1几乎混合均匀。然后，通过将该混合物转移至流化床并干燥该混合物，可获得用层状粘合剂2a覆盖的气凝胶颗粒1。应注意，如图5A所示的流化粉体搅拌机20可用作用于干燥的流化床。
在这方面，当粘合剂2的溶液具有高浓度时，如图3B所示，可容易地获得每个用层状粘合剂2a的层覆盖的气凝胶颗粒1。相反，当粘合剂2的溶液具有低浓度时，如图3C所示，获得一组用层状粘合剂2a的层覆盖的多个气凝胶颗粒1，也即，粒状体。该气凝胶粒状体可用于模制。然而，从增强绝热性的角度看，优选每个气凝胶颗粒1仅用层状粘合剂2a的层覆盖，如图3B所示，而不是多个气凝胶颗粒1一起由层状粘合剂2a的层覆盖。应注意，如图3C所示的气凝胶颗粒1的气凝胶粒状体可与如图3B所示的气凝胶颗粒1混合。
在图3A所示的粉体搅拌机10中，可通过改变桨的转数、十字型螺丝的转数、涂层溶液的浓度等作为主要参数来控制涂布。
图4示出了气凝胶颗粒1的涂布的实例。在该实例中，通过将气凝胶颗粒1和粉末形式的粘合剂2混合，可制备粘附粘合剂2的气凝胶颗粒1。粉末形式的粘合剂2可以是固体。该方式能够涂布粘合剂2的颗粒并从而容易地制得粘附颗粒状粘合剂2b的颗粒的气凝胶颗粒1。当设定条件以便能够粘附粘合剂2的层时，还可以制得用层状粘合剂2a的层覆盖的气凝胶颗粒1。
首先，将气凝胶颗粒1和粉末形式的粘合剂2置于瓶5中。优选地，使用用层状粘合剂2a的层覆盖的气凝胶颗粒1。在图4中，未示出层状粘合剂2a的层，然而，气凝胶颗粒1可用层状粘合剂2a的层覆盖。优选粘合剂2的平均粒径(尺寸)小于气凝胶颗粒1的平均粒径(尺寸)。这可有利于使粘合剂2的颗粒粘附至气凝胶颗粒1上。接下来，例如通过关闭其盖子密封瓶5并摇动。通过这样操作，将气凝胶颗粒1和粉末形式的粘合剂2以粉末水平混合，并因此可获得颗粒状粘合剂2b所粘附至的气凝胶颗粒1。该粉末混合能够使粉末形式的粘合剂2粘附至气凝胶颗粒1上并从而能够使粘合剂2的颗粒粘附至气凝胶颗粒1上。进一步，在其中使用固体形式的粘合剂2的情况下，当将颗粒状粘合剂2b粘附至气凝胶颗粒1上时，很可能在颗粒状粘合剂2b的颗粒之间形成间隙，从而在不封闭气凝胶结构中的小孔的情况下变得容易涂布。在制造阶段，通过使用合适的粉末混合机例如研磨机和混合机可将它们在粉末水平混合。然而，由于所述颗粒可被强搅拌力破坏，优选将它们通过不导致颗粒破坏的搅拌力混合。
通过结合图3中所示的涂布和图4中所示的涂布，可获得含有气凝胶的颗粒A，其中气凝胶颗粒1用层状粘合剂2a的层覆盖并且颗粒状粘合剂2b的颗粒粘附至气凝胶颗粒1上。
是否首先进行层状粘合剂2a的涂布或颗粒状粘合剂2b的粘附是任选的。例如，可在用层状粘合剂2a覆盖后进行颗粒状粘合剂2b的粘附。或者，在颗粒状粘合剂2b的粘附后进行层状粘合剂2a的覆盖。然而，对于气凝胶颗粒1的以颗粒状粘结，优选在用层状粘合剂2a覆盖后进行颗粒状粘合剂2b的粘附。
图5A示例说明气凝胶颗粒1的涂布的另一实例。在该实例中，搅拌气凝胶颗粒1，并将粘合剂2的溶液逐渐加入经搅拌的气凝胶颗粒1中使粘合剂2粘附并覆盖气凝胶颗粒1，从而可制得气凝胶颗粒1。该方式与图3A所示方面的区别在于喷雾加入液体与干燥平行进行。该方式通过调整条件能够实现层状涂布和颗粒状涂布。
如图5A所示，在该实例中，使用空气压力流化粉末搅拌机20。该粉末搅拌机20包括在基本上是管状流化瓶21中的向下开口的喷嘴22。喷嘴22从流化瓶21的侧面伸入流化瓶21中并在流化瓶21的基本中心处沿基本垂直方向向下弯曲，使得喷嘴22的端部22a面朝下。喷嘴22连接由泵等构成的空气送出机构并将喷嘴22的端部22a用作出口。进一步，气体-液体混合机构布置在更接近空气送出机构的喷嘴22部分，以将空气和粘合剂2的溶液混合，可使通过将粘合剂2的溶液喷雾获得的空气通过端部22a喷出。含有粘合剂2的溶液的湿空气的送出和不含有粘合剂2的溶液的干空气的送出可切换。优选送出的空气是经加热的空气。过滤器23布置在流化瓶21的上部并配置使流化瓶21内部的空气通过过滤器23流出，使流体瓶21内部的压力变得合适。对于粉末搅拌机20，通过喷雾法加入粘合剂2的溶液和干燥可平行地进行，因此可将粘合剂2通过较小的接触面积粘附至核颗粒1上。因此，可容易地粘附粘合剂2的颗粒。进一步，对于粉末搅拌机20，通过喷雾法加入粘合剂20的溶液和干燥可平行地进行，因此还可容易地粘附粘合剂2的层。如上所述，对于粉末搅拌机20，可用层状粘合剂2a进行覆盖并粘附颗粒状粘合剂2b。结果是，可容易地制得含有气凝胶的颗粒A。
进行涂布时，首先将气凝胶颗粒1放入粉末搅拌机20的流化瓶21中。接下来，使来自喷嘴22的端部的空气向下流动，通过吹入空气来搅拌气凝胶颗粒1。在这方面，所述空气优选是经加热的空气。在其中搅拌气凝胶颗粒1的情形下，使含有粘合剂2的溶液的潮湿空气从喷嘴22流出。根据该方式，将粘合剂2逐渐加入至气凝胶颗粒1中并同时进行干燥。从而将粘合剂2粘附至气凝胶颗粒1的表面以便覆盖气凝胶颗粒1。进一步，继续通过喷射加入粘合剂2直至涂布的量达到所需量，从而可获得由粘合剂2的层覆盖或粘附至粘合剂2的颗粒的气凝胶颗粒1。
在进行颗粒状涂布时，也就是说，在粘附颗粒状粘合剂2b的颗粒时，可使用粉末形式的粘合剂2的分散液。优选粉末形式的粘合剂2不溶于溶剂。使用粉末形式的粘合剂2的分散液可有利于粘合剂2的颗粒的粘附。
关于这方面，在其中粘附粘合剂2的颗粒的情况下，当粘合剂2的溶液具有高浓度时，如图5B所示，可容易地获得在其每个表面粘附相对大粒径的粘合剂2的气凝胶颗粒1。相反，当粘合剂2的溶液具有低浓度时，如图5C所示，可容易地获得在其每个表面上粘附相对小粒径的粘合剂2的气凝胶颗粒1。应注意，在图5B和5C中，未示出层状粘合剂2a，然而气凝胶颗粒1可用层状粘合剂2a的层覆盖。
在图5A所示方面的粉末搅拌机20中，通过改变充气温度、空气体积、喷雾速率、潮湿液体浓度(涂布溶液的浓度)等作为主要参数来控制涂布。根据涂布的控制，形成粘合剂2的层或颗粒。优选在气凝胶颗粒1上形成粘合剂2的层之后，将粘合剂2的颗粒粘附至气凝胶颗粒1上。
上述的涂布方法可单独或组合使用，用于形成含有气凝胶的颗粒A。例如，通过使用垂直制粒机涂布并然后通过喷雾法涂布进行多重涂布。
接下来，解释制造气凝胶成型体B的方法。
制造气凝胶成型体B的方法A包括含有气凝胶的颗粒的制备步骤和气凝胶颗粒的粘结步骤。所述含有气凝胶的颗粒的制备步骤是用层状粘合剂2a涂布气凝胶颗粒1并使颗粒状粘合剂2b粘附至气凝胶颗粒1上。所述气凝胶颗粒的粘结步骤是通过将多个含有气凝胶的颗粒A在不使颗粒状粘合剂2b发生扩展的温度下加热，用粘合剂2粘结气凝胶颗粒1。通过使用该方法，可容易地获得气凝胶成型体B，其具有增加的强度和优异的绝热性。
含有气凝胶的颗粒的制备步骤可通过上述含有气凝胶的颗粒A的制备进行。气凝胶颗粒的粘结步骤可通过将含有气凝胶的颗粒A模制进行。
图6A-6D示例说明用于模制含有气凝胶的颗粒A的方法的实例。通过该方法，可通过用粘合剂2粘结气凝胶颗粒1模制而获得气凝胶成型体B。该气凝胶成型体B可用作绝热体。应注意，在图6A-6D中，粘合剂2被省略，然而可使用通过将粘合剂2粘附至气凝胶颗粒1的表面上而形成的含有气凝胶的颗粒A。压制机30用于模制。压制机30由下压模具31和上压模具32构成。
首先，如图6A所示，将侧壁模31b粘附至下压模具31上形成凹槽31a，然后将脱模片材34置于凹槽31a的底部，并将表面片材4置于脱模片材34上。接下来，将气凝胶颗粒1从瓶5转移至位于下压模具31上的凹槽31a中。优选将下压模具31通过加热预热等于或低于粘合剂2的固化温度。接下来，如图6B所示，将在凹槽31a中的气凝胶颗粒1的表面用压平工具33例如药勺和刮刀压平。接下来，将表面片材4置于经压平的含有气凝胶的颗粒A的表面上并进一步将脱模片材34置于表面片材4上。进一步，如图6C所示，将上压模具32从上部放入凹槽31a中并通过施加热和压力进行压制。优选所述压制是通过在不会发生气凝胶颗粒1的破碎和破损的压制压力下进行。通过压制，粘合剂2表现粘合性并将气凝胶颗粒1彼此均匀粘结。进一步，表面片材4和气凝胶颗粒1通过粘合剂2的粘合性被粘结，结果是表面片材4和气凝胶颗粒1的模制产品成一体。压制后，将模制产品取出并用干燥剂干燥。按照该方式，如图6D所示，形成的气凝胶成型体B(绝热体)由气凝胶颗粒1的模制产品(气凝胶层3)和表面片材4构成。应注意，为了增强表面片材4和气凝胶层3的粘合性，可将粘合剂粘附至未固化的气凝胶层3和表面片材4之间的界面。
通过施加热和压力进行压制使得颗粒状粘合剂2b的颗粒不扩展，而是保持其形状。当颗粒状粘合剂2b的颗粒扩展时，会有颗粒状粘合剂2b的颗粒线性结合并形成热桥的可能性。颗粒状粘合剂2b的颗粒可以扩展只要能维持颗粒的形状，并且颗粒状粘合剂2b可以膨胀。
在其中颗粒状粘合剂2b为含有热塑性树脂的粉末时，优选粉末形式的粘合剂2具有使处于熔化状态的粘合剂2被气凝胶颗粒A的表面排斥的特性。从而可抑制颗粒状粘合剂2b的颗粒的扩展。进一步，在通过加热熔化后将气凝胶颗粒1的表面上的粉末形式的颗粒状粘合剂2b固化。与此同时，还将层状粘合剂2a固化。从而可使用固化的颗粒状粘合剂2b的颗粒粘结多个气凝胶颗粒1。
在颗粒状粘合剂2b为含有热塑性树脂的粉末的情况下，优选将粉末形式的粘合剂2粘附至气凝胶颗粒1的表面上并将粉末形式的粘合剂2在比热塑性树脂的软化点更高且比热塑性树脂的熔点更低的温度下加热。从而可在气凝胶颗粒1的表面上软化粉末形式的粘合剂2并抑制颗粒状粘合剂2b的扩展。然后，将它们在比热塑性树脂的软化点更低的温度下冷却，从而用固化的粘合剂材料2的颗粒粘结多个气凝胶颗粒1。应注意，当层状粘合剂2a为热固性树脂时，优选比热塑性树脂的软化点温度更高且比热塑性树脂的熔点更低的温度为构成层状粘合剂2a的热固性树脂的固化温度。
在这方面，气凝胶成型体B形成为板状绝热体(绝热板)。应注意，通过用合适的模制工具模制等，可将气凝胶成型体B形成除了板状之外的形状。气凝胶成型体B具有其中将表面片材4分别置于由经粘结的气凝胶颗粒1所形成的气凝胶层3的相对表面上的结构。通过用表面片材4覆盖气凝胶，可提高气凝胶成型体B的强度。表面片材4的实例包括树脂片材、纤维片材、含有树脂的纤维片材等。在其中表面片材4含有树脂的情况下，当可将表面片材4和气凝胶层3彼此粘结成一体时，可改善气凝胶层3和表面片材4的粘合性。应注意，可将表面片材4仅置于气凝胶层3的一个表面上。或者，气凝胶成型体B可由上面未放置表面片材4的气凝胶层3构成。然而，为了提高强度，优选将表面片材4置于气凝胶层3的相对表面上。
按照这种方式形成的气凝胶成型体B可用作绝热体，具有优异的绝热性和强度，并可用作建筑材料等。
实施例
(含有气凝胶颗粒的制备)
将二氧化硅气凝胶颗粒(平均粒径D50：694μm)加入搅拌瓶中并搅拌，加入等于气凝胶颗粒总体积的约5％的水溶性酚醛树脂粘合剂(分子量为约180)溶液的液体粘合剂，搅拌五分钟并干燥。按照该方式，获得用层状粘合剂覆盖的二氧化硅气凝胶颗粒。进一步，通过将二氧化硅气凝胶颗粒和酚醛树脂粘合剂(分子量为约550)的粉末粘合剂以粉末水平混合，将颗粒状粘合剂粘附至气凝胶颗粒上。结果是获得含有二氧化硅气凝胶的颗粒，其中该二氧化硅气凝胶颗粒用层状粘合剂覆盖，并且颗粒状粘合剂粘附至二氧化硅气凝胶颗粒上。
在实施例和对比例中，液体粘合剂是水溶性酚醛树脂粘合剂，粉状粘合剂是粉末形式的酚醛树脂粘合剂，含有气凝胶的颗粒按照以下所示固含量的质量比制得。液体粘合剂用作层状粘合剂，粉状粘合剂用作颗粒状粘合剂。
实施例1：75质量％液体粘合剂和25质量％粉状粘合剂
实施例2：50质量％液体粘合剂和50质量％粉状粘合剂
实施例3：25质量％液体粘合剂和75质量％粉状粘合剂
对比例1：100质量％液体粘合剂和0质量％粉状粘合剂
对比例2：0质量％液体粘合剂和100质量％粉状粘合剂
应注意，实施例1-3和对比例1和2具有相同总量的粘合剂。
(制备气凝胶成型体)
在按照以上方式所获得的含有二氧化硅气凝胶的颗粒上进行压制成型。所述压制是在温度为180℃、压力为0.98MPa(10kgf/cm2)和时间为二十分钟的条件下进行。通过模制形成气凝胶颗粒的板。结果是获得作为板的气凝胶成型体。该气凝胶成型体长为120mm、宽为120mm和厚为10mm。
(评价)
测量气凝胶成型体的三点弯曲强度和热导率。
按照以下方式测量三点弯曲强度：将板置于底座上使板的相对末端与底座接触，用十字头在中心部分下方不存在任何东西时从上向下按压板的中心部分，持续按压直至板破损。然后测量强度、变形和弹性。
结果示于图9。应注意，在图9中的“％”意指“质量％”。绝热性随着热导率的降低而增加。
图9显示热导率随着粉状粘合剂的比例的增加而降低。推测理由是，随着粉状粘合剂的增加，气凝胶颗粒1以颗粒状的粘结比例的增加，抑制了热桥的形成。在使用粉状粘合剂和液体粘合剂的混合物的情况下，相对于其中仅使用粉状粘合剂和液体粘合剂中的一种的情况，三点弯曲强度变高。具体地是，当使用25质量％粉末粘合剂和75质量％液体粘合剂时，强度变为最大值，从而证明在粉末粘合剂和液体粘合剂的混合物中有优选的比例范围。
可分析层状粘合剂的厚度和气凝胶成型体的热导率之间的关系，以及颗粒状粘合剂的平均粒径大小和气凝胶成型体的热导率之间的关系。分析模式如下。将含有气凝胶的颗粒形成1mm边的立方体。假定层状粘合剂的层扩展为立方体的表面层并且具有均匀厚度。进一步，还假定将颗粒状粘合剂的八个立方体颗粒分别嵌入含有气凝胶的颗粒的立方体的八个角中。在该成型体中，在其中布置含有气凝胶的颗粒并且其中不存在空气间隙的条件下将立方体沿三维方向布置。在多堆叠的情况下，通过调整含有气凝胶颗粒的上段的堆叠方式，布置含有气凝胶的颗粒的立方体使该含有气凝胶的颗粒的上方的每个立方体的底部表面的中心位于含有气凝胶的颗粒的下方的立方体的角部上。性能值的设定如下。
气凝胶成型体的热导率：0.016W/mK
气凝胶成型体的密度：0.155g/cm3
气凝胶成型体的立方体体积：1089cm3
气凝胶颗粒的热导率：0.012W/mK
气凝胶颗粒的立方体体积：1070.8cm3
粘合剂的热导率：0.13W/mK
粘合剂的密度：1.39g/cm3
粘合剂的立方体体积：18.2cm3
应注意，气凝胶颗粒与粘合剂的体积比为0.9833:0.0167。
以上分析的结果是，在1mm边的立方体形式的气凝胶颗粒中层状粘合剂的厚度为2.8μm，并且在该情况下，气凝胶成型体的热导率为16.30W/mK。因此认为在实际的气凝胶成型体中，层状粘合剂形成的覆盖层具有接近以上数值的厚度。进一步，以上分析的结果是，在1mm边的立方体形式的气凝胶颗粒中颗粒状粘合剂的平均粒径(立方体的一边)为127.8μm，并且在该情况下，气凝胶成型体的热导率为15.33W/mK。因此认为在实际的气凝胶成型体中，颗粒状粘合剂形成的粘附颗粒具有接近以上数值的平均粒径。应注意，所述粘合剂比气凝胶颗粒更小，因此含有气凝胶的颗粒的大小接近于气凝胶颗粒的大小。
对于根据以上方式制得气凝胶成型体，其内部结构用数码显微镜观察显示有破损(光学显微镜，100倍放大率)。
图10A-10F为用光学显微镜观察所显示的图片。图10A示出了实施例1(75质量％液体粘合剂，25质量％粉状粘合剂)，图10B示出了对比例1(100质量％液体粘合剂)，图10C示出了对比例2(100质量％粉状粘合剂)。为了对比，图10D示出了模制之前的气凝胶颗粒。图10E和10F为在气凝胶颗粒的表面上的粉状粘合剂的颗粒的照片，图10E示出了模制之前的颗粒，图10F示出了模制之后的颗粒。
如图10D所示，气凝胶颗粒1具有不确定形状。如图10B所示，通过使用液体粘合剂(层状粘合剂2a)形成气凝胶成型体B。观察到在气凝胶颗粒1的表面上形成粘合剂2的层，并且大量液体粘合剂粘附至气凝胶颗粒1的槽6的内部。如图10C所示，对于通过使用粉状粘合剂形成的气凝胶成型体B，观察到粘合剂2(颗粒状粘合剂2b)的颗粒粘附至气凝胶颗粒1的表面上。如图10E和10F所示，在模制之前颗粒状粘合剂2b为粉末形式并且其表面是不均匀的。相反，熔化颗粒状粘合剂2b并然后在模制过程中固化，因此其表面在模制后变平。如图10A所示，对于通过使用液体粘合剂(层状粘合剂2a)和粉状粘合剂(颗粒状粘合剂2b)形成的气凝胶成型体，证明所形成的模制产品具有两种类型的粘合剂的特性。因此可获得具有优异的强度和绝热性的气凝胶成型体B(绝热体)。
引用标号清单
A：含有气凝胶的颗粒
B：气凝胶成型体
1：气凝胶颗粒
2：粘合剂
2a：层状粘合剂
2b：颗粒状粘合剂
3：气凝胶层
4：表面片材
5：瓶
6：槽

Claims (7)

1.气凝胶成型体，其包含：
多个气凝胶颗粒；和
粘结所述多个气凝胶颗粒的粘合剂，
所述粘合剂包含：
覆盖所述多个气凝胶颗粒的层状粘合剂的层，和
粘附所述多个气凝胶颗粒的颗粒状粘合剂的颗粒。
2.如权利要求1所述的气凝胶成型体，其中：
所述层状粘合剂为水溶性粘合剂；和
所述颗粒状粘合剂为粉状粘合剂。
3.如权利要求1或2所述的气凝胶成型体，其中：
所述层状粘合剂为水溶性酚醛树脂粘合剂；和
所述颗粒状粘合剂为酚醛树脂粘合剂。
4.如权利要求1-3中任一项所述的气凝胶成型体，其中：
所述层状粘合剂的固含量与所述颗粒状粘合剂的固含量的质量比(层状粘合剂:颗粒状粘合剂)在4:1至3:2的范围内。
5.如权利要求1-4中任一项所述的气凝胶成型体，其中：
所述层状粘合剂的层的厚度为1-10μm；和
所述颗粒状粘合剂的颗粒的平均粒径为10-500μm。
6.用于形成如权利要求1-5中任一项所述的气凝胶成型体的含有气凝胶的颗粒，其包含：
气凝胶颗粒；
至少一层覆盖所述气凝胶颗粒的层状粘合剂；和
至少一个粘附所述气凝胶颗粒的颗粒状粘合剂的颗粒。
7.制备如权利要求1-5中任一项所述的气凝胶成型体的方法，其包括：
含有气凝胶的颗粒的制备步骤：通过用所述层状粘合剂涂覆所述多个气凝胶颗粒和用所述颗粒状粘合剂粘附所述多个气凝胶颗粒来制备多个含有气凝胶的颗粒；和
气凝胶颗粒的粘结步骤：通过在不会使所述颗粒状粘合剂发生扩展的温度下加热所述多个含有气凝胶的颗粒，用所述粘合剂粘结所述多个气凝胶颗粒。
CN201380042201.1A 2012-08-09 2013-08-07 气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法 Active CN104520630B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-177520 2012-08-09
JP2012177520 2012-08-09
PCT/JP2013/004762 WO2014024482A1 (ja) 2012-08-09 2013-08-07 エアロゲル成形体、エアロゲル含有粒子、及び、エアロゲル成形体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104520630A true CN104520630A (zh) 2015-04-15
CN104520630B CN104520630B (zh) 2016-06-29

Family

ID=50067735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380042201.1A Active CN104520630B (zh) 2012-08-09 2013-08-07 气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150225630A1 (zh)
EP (1) EP2884149A4 (zh)
JP (2) JP2014051643A (zh)
CN (1) CN104520630B (zh)
WO (1) WO2014024482A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105051441A (zh) * 2013-03-01 2015-11-11 松下知识产权经营株式会社 绝热成形材料、绝热成形体及它们的制备方法
CN108390066A (zh) * 2017-02-03 2018-08-10 松下知识产权经营株式会社 全固体电池
CN108516818A (zh) * 2018-05-25 2018-09-11 江苏师范大学 一种基于改进的Isobam凝胶体系制备YAG透明陶瓷的方法
CN109301383A (zh) * 2018-09-21 2019-02-01 浙江清优材料科技有限公司 集成有隔热层和导热层的液冷板的集成工艺
CN112292558A (zh) * 2019-05-24 2021-01-29 松下知识产权经营株式会社 气体吸附解吸设备、对象物固定装置、无人机、压力控制方法及物体把持方法
CN114466820A (zh) * 2019-04-11 2022-05-10 天穆法可特利股份有限公司 气凝胶及气凝胶的制造方法

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014132656A1 (ja) * 2013-03-01 2017-02-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱成形体及びその製造方法
US10633915B2 (en) * 2013-12-19 2020-04-28 Cabot Corporation Self supporting areogel insulation
KR101789371B1 (ko) 2015-02-13 2017-10-23 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 함유 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 함유 블랑켓
EP3305725B1 (en) 2015-06-01 2020-01-08 LG Chem, Ltd. Method for preparing metal oxide-silica composite aerogel
WO2016195380A1 (ko) * 2015-06-01 2016-12-08 주식회사 엘지화학 금속산화물-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 금속산화물-실리카 복합 에어로겔
WO2016195381A1 (ko) * 2015-06-01 2016-12-08 주식회사 엘지화학 금속산화물-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 금속산화물-실리카 복합 에어로겔
KR101868682B1 (ko) * 2015-06-01 2018-06-19 주식회사 엘지화학 금속산화물-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 금속산화물-실리카 복합 에어로겔
KR101907737B1 (ko) 2015-06-01 2018-10-12 주식회사 엘지화학 금속산화물-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 금속산화물-실리카 복합 에어로겔
WO2017069516A1 (ko) * 2015-10-22 2017-04-27 주식회사 엘지화학 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 산화금속-실리카 복합 에어로겔
KR101938654B1 (ko) 2015-10-22 2019-01-16 주식회사 엘지화학 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 산화금속-실리카 복합 에어로겔
KR101931569B1 (ko) * 2015-11-03 2018-12-21 주식회사 엘지화학 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔
KR101941648B1 (ko) * 2015-11-03 2019-01-24 주식회사 엘지화학 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 소수성의 산화금속-실리카 복합 에어로겔
KR101938369B1 (ko) 2015-12-09 2019-01-14 주식회사 엘지화학 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 산화금속-실리카 복합 에어로겔
JP6817506B2 (ja) * 2015-12-11 2021-01-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱材の製造方法
KR102002050B1 (ko) * 2015-12-15 2019-10-21 주식회사 엘지화학 산화금속-실리카 복합 에어로겔의 제조방법 및 이로부터 제조된 산화금속-실리카 복합 에어로겔
KR20170110993A (ko) 2016-03-24 2017-10-12 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔 제조시스템
US11326055B2 (en) 2016-03-29 2022-05-10 Showa Denko Materials Co., Ltd. Aerogel composite powder
WO2018048289A1 (ko) 2016-09-12 2018-03-15 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔의 제조방법 및 이에 의해 제조된 실리카 에어로겔
KR102092769B1 (ko) 2016-09-12 2020-03-24 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔의 제조방법 및 이에 의해 제조된 실리카 에어로겔
KR102092770B1 (ko) 2016-09-12 2020-03-24 주식회사 엘지화학 실리카 에어로겔의 제조방법 및 이에 의해 제조된 실리카 에어로겔
US10450935B2 (en) * 2016-11-09 2019-10-22 Hyundai Motor Company Exhaust manifold and method of coating the same
EP3615873B1 (en) * 2017-05-12 2021-11-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Refrigerator
KR102137634B1 (ko) * 2019-07-02 2020-07-24 (주)대협테크 에어로겔 함유 분무용 단열 조성물과 그 제조방법
KR102123393B1 (ko) * 2019-11-07 2020-06-16 하상선 에어로겔 과립을 포함하는 단열재 및 이의 제조방법
CN112724451A (zh) * 2021-03-18 2021-04-30 先端微纳(北京)科技有限公司 通过榫卯组装技术制备的气凝胶隔热薄膜及其方法
WO2022221687A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Patel Dishank Systems and methods for manufacturing an aerogel
CN115093241B (zh) * 2022-06-07 2023-10-13 航天特种材料及工艺技术研究所 一种疏水型耐高温气凝胶材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402927A (en) * 1980-04-22 1983-09-06 Dardel Guy Von Silica aerogel
US4432956A (en) * 1981-06-04 1984-02-21 Corning France Preparation of monolithic silica aerogels, the aerogels thus obtained and their use for the preparation of silica glass articles and of heat-insulating materials
CN1171094A (zh) * 1994-11-23 1998-01-21 赫彻斯特股份公司 一种含有气凝胶的复合材料、其制备方法和应用
JP2003042387A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 断熱材とその固形化方法およびそれを用いた機器
CN1622852A (zh) * 2002-01-29 2005-06-01 卡伯特公司 耐热气凝胶绝缘复合材料及其制备方法,气凝胶粘合剂组合物及其制备方法
CN1875060A (zh) * 2003-11-10 2006-12-06 戈尔企业控股股份有限公司 气凝胶/聚四氟乙烯复合绝缘材料

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3929695A (en) * 1973-01-29 1975-12-30 Sumitomo Durez Co Phenolic resin adhesives containing resorcinol, formaldehyde and an alkali metal carbonate
US4610863A (en) 1985-09-04 1986-09-09 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for forming transparent aerogel insulating arrays
JP2004010423A (ja) * 2002-06-06 2004-01-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固形断熱材およびその製造方法
CN101346420B (zh) * 2005-10-21 2012-06-13 卡伯特公司 基于气凝胶的复合材料
KR101105436B1 (ko) * 2006-10-25 2012-01-17 한국생산기술연구원 에어로겔 시트 및 그 제조방법
US8235577B2 (en) * 2006-11-14 2012-08-07 Rensselaer Polytechnic Institute Methods and apparatus for coating particulate material
KR101376426B1 (ko) * 2007-09-20 2014-03-20 삼성전자주식회사 고분자 코팅된 에어로겔의 제조방법, 그에 의해 제조되는에어로겔 및 그를 포함하는 단열재

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4402927A (en) * 1980-04-22 1983-09-06 Dardel Guy Von Silica aerogel
US4432956A (en) * 1981-06-04 1984-02-21 Corning France Preparation of monolithic silica aerogels, the aerogels thus obtained and their use for the preparation of silica glass articles and of heat-insulating materials
CN1171094A (zh) * 1994-11-23 1998-01-21 赫彻斯特股份公司 一种含有气凝胶的复合材料、其制备方法和应用
JP2003042387A (ja) * 2001-08-01 2003-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 断熱材とその固形化方法およびそれを用いた機器
CN1622852A (zh) * 2002-01-29 2005-06-01 卡伯特公司 耐热气凝胶绝缘复合材料及其制备方法,气凝胶粘合剂组合物及其制备方法
CN1875060A (zh) * 2003-11-10 2006-12-06 戈尔企业控股股份有限公司 气凝胶/聚四氟乙烯复合绝缘材料

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105051441A (zh) * 2013-03-01 2015-11-11 松下知识产权经营株式会社 绝热成形材料、绝热成形体及它们的制备方法
CN108390066A (zh) * 2017-02-03 2018-08-10 松下知识产权经营株式会社 全固体电池
CN108390066B (zh) * 2017-02-03 2022-03-15 松下知识产权经营株式会社 全固体电池
CN108516818A (zh) * 2018-05-25 2018-09-11 江苏师范大学 一种基于改进的Isobam凝胶体系制备YAG透明陶瓷的方法
CN108516818B (zh) * 2018-05-25 2021-03-26 江苏师范大学 一种基于改进的Isobam凝胶体系制备YAG透明陶瓷的方法
CN109301383A (zh) * 2018-09-21 2019-02-01 浙江清优材料科技有限公司 集成有隔热层和导热层的液冷板的集成工艺
CN114466820A (zh) * 2019-04-11 2022-05-10 天穆法可特利股份有限公司 气凝胶及气凝胶的制造方法
CN114466820B (zh) * 2019-04-11 2023-12-26 天穆法可特利股份有限公司 气凝胶及气凝胶的制造方法
CN112292558A (zh) * 2019-05-24 2021-01-29 松下知识产权经营株式会社 气体吸附解吸设备、对象物固定装置、无人机、压力控制方法及物体把持方法
CN112292558B (zh) * 2019-05-24 2023-09-22 松下知识产权经营株式会社 气体吸附解吸设备、对象物固定装置、无人机、压力控制方法及物体把持方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014024482A1 (ja) 2014-02-13
CN104520630B (zh) 2016-06-29
JPWO2014024482A1 (ja) 2016-07-25
EP2884149A4 (en) 2015-12-02
JP5906425B2 (ja) 2016-04-20
EP2884149A1 (en) 2015-06-17
JP2014051643A (ja) 2014-03-20
US20150225630A1 (en) 2015-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104520630B (zh) 气凝胶成型体、含有气凝胶的颗粒和制备气凝胶成型体的方法
CN105102873A (zh) 绝热成形体及其制备方法
CN104956139A (zh) 热绝缘体及其制备方法
KR101790553B1 (ko) 중공실리카 입자의 제조방법, 중공실리카 입자 및 그를 포함하는 조성물 및 단열 시트
CN108368275B (zh) 聚芳撑硫醚树脂粉粒体及其制造方法
US8999052B2 (en) Method for producing fine mesoporous silica particles, fine mesoporous silica particles, liquid dispersion of fine mesoporous silica particles, composition containing fine mesoporous silica particles and molded article containing fine mesoporous silica particles
CN105008786A (zh) 使用气凝胶的绝热结构体
CN104412024A (zh) 绝热体及其制造方法
JP7055753B2 (ja) コーテッドサンド及びその製造方法並びにこれを用いた鋳型の製造方法
CN107000322A (zh) 利用含水玻璃的粘合剂逐层地构建模具和型芯的方法和含水玻璃的粘合剂
JP2014035042A (ja) 断熱材
CN105051441A (zh) 绝热成形材料、绝热成形体及它们的制备方法
JP2014035041A (ja) エアロゲル粒子を用いた断熱材
JP2014167078A (ja) 断熱材成形用組成物、成形体及び成形体の製造方法
CN108602211A (zh) 模具、其制造方法和用途
CN106083070B (zh) 一种具有包覆层的陶瓷粉料颗粒的制造方法
US20100240514A1 (en) Granulate, Process for the Production and Use Thereof
JP2014035045A (ja) 断熱材
CN108753158A (zh) 一种倍半硅氧烷超疏水涂层、其制备方法及其在防冰领域的应用
JP2014173626A (ja) 断熱材の製造方法及び断熱材
CN100571857C (zh) 一种粉料成球工艺
CN214925376U (zh) 一种磷石膏合成新型建材的自带锚锁侧板可取模具
CN116199489A (zh) 一种抗菌多孔陶瓷微珠及其制备方法
CN114633471A (zh) 一种3d打印方法及3d打印装置
CN114535500A (zh) 铸造用改性微硅粉悬浊液及改性水玻璃和使用方法

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