EP3253818A1 - Method for producing an aerogel material - Google Patents

Method for producing an aerogel material

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EP3253818A1
EP3253818A1 EP16703515.3A EP16703515A EP3253818A1 EP 3253818 A1 EP3253818 A1 EP 3253818A1 EP 16703515 A EP16703515 A EP 16703515A EP 3253818 A1 EP3253818 A1 EP 3253818A1
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EP
European Patent Office
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gel
sol
solvent
airgel
mold
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16703515.3A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Koebel
Lukas Huber
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Eidgenoessische Materialprufungs und Forschungsanstalt EMPA
Original Assignee
Eidgenoessische Materialprufungs und Forschungsanstalt EMPA
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Filing date
Publication date
Application filed by Eidgenoessische Materialprufungs und Forschungsanstalt EMPA filed Critical Eidgenoessische Materialprufungs und Forschungsanstalt EMPA
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    • C08J2361/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08J2361/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C08J2361/12Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols with polyhydric phenols
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    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes

Definitions

  • the invention relates to a method for the simplified production of an airgel material according to the preamble of claim 1, depending on a precursor product according to the preamble of claim 13 or 14, and an airgel plate according to the preamble of claim 15th
  • Aerogels are increasingly being used in highly specialized niche markets, such as in building technology as high-insulation materials or in the aerospace and marine industries, as well as in high-tech applications. Aerogels are available in various designs and materials. The industrialization of aerogels and xerogels has been experiencing a significant boom since the turn of the millennium.
  • silicate-based aerosols Si0 2
  • the best-known forms include granules and monolithic plates.
  • airgel based on at least partially crosslinked polymers are well known, such as the resin-based resorcinol-Formalhedyd [Pekala et. al, J. Mater.
  • a critical step in the production of airgel materials is the drying of a wet gel.
  • previously used for silicate-based gels only supercritical drying, ie drying from a supercritical fluid (typically lower alcohols or later C0 2 ).
  • a supercritical fluid typically lower alcohols or later C0 2
  • solvent drying subcritical drying of hydrophobic gels materials with quasi-identical properties as the supercritically dried aerogels can be produced.
  • WO 1998/005591 A1 relates to a production process for organically modified, permanently hydrophobic aerogels.
  • the SiO 2 gel is formed starting from a waterglass solution by means of neutralization by acid or after the formation of a silica sol by ion exchange and subsequent base additions.
  • the pH during gelation is typically in the range between 4 and 8.
  • the wet gel is washed in an organic solvent until the water content is below 5% and then hydrophobed. Drying under atmospheric pressure by evaporation of the solvent leaves the airgel material as granules back.
  • the dimension or shape of the gel bodies are not further described in this publication. Also not further described are the washing and hydrophobing times wherein the grinding of the solidified gel is mentioned by name.
  • aerogels are prepared either as granules or thin mats or plates having a shortest dimension or thickness of less than 2 cm and then glued in one or more refining steps.
  • thicker insulation boards or other, partly functional composite materials can be produced.
  • US 2014/0004290 A1 and US 2014/0287641 A1 describe such production methods of composite materials starting from airgel as a base material by means of adhesive technology, the main focus being on improved mechanical properties and processability.
  • WO 2012/062370 A1 describes a similar process, wherein the adhesive component used is a resorcinol-formaldehyde resin system in xerogel form.
  • the dimensionality of the gel is caused by fragmentation before the solvent exchange by mechanical processes or by gelling in drop form in the drop tower.
  • the first method has become established in the industry, as it allows a significantly better space utilization in the system.
  • the state of the art is the gelation of a gel carpet on a moving belt and dismemberment of the aged gel carpet over a rather.
  • the shearing forces occurring there have the consequence that in addition to the desired granules in the size range of 1 to 5 mm, a considerable amount of the gel remains as fine fraction ⁇ 1 mm. This fine fraction can amount to up to 30% of the total yield and is produced in the production as an inferior product.
  • the object of the invention is to provide an improved process for the production of airgel materials. Further objects are to provide precursor products for the production of an airgel plate as well as a new airgel plate.
  • the process according to the invention for producing an airgel material having a porosity of at least 0.55 and an average pore size of 10 nm to 500 nm comprises the following steps:
  • the mold used in step b) is provided with a plurality of channel-forming elements, which are designed so that the sol filled in the mold over a predetermined, defined in channel direction of the elements minimum length L everywhere a maximum of a distance X of one Channel-forming element is removed, with the proviso that X ⁇ 15 mm and L / X> 3.
  • the sol filled in the mold is - over a predetermined, defined in channel direction of the elements minimum length L - anywhere a maximum of a distance X from a channel-forming Element removed. Considering a cross-section perpendicular to the channel direction, this means that no point in the sol is further than X from the nearest channel-forming element.
  • maximum distance should not be misunderstood as absolute maximum distance. Rather, it is the maximum of all shortest distances. Stated another way, the “maximum distance” in the sense of the present invention is the shortest distance between the innermost point of a cross-sectional area and the interface defined by the channel-forming element.
  • the maximum distance X depends on the shape and in certain cases also on the mutual spacing of the channel-forming elements.
  • the corresponding relations result from known relationships of planar geometry. For complicated and / or irregular shapes, the maximum distance must be determined numerically, if necessary.
  • the formation of an airgel starting from a sol is basically known and includes in particular a step of solvent exchange and / or a step of chemical modification.
  • the inventive arrangement a much better accessibility of the gel is ensured for supplied solvent and / or reagent. This results in a shortening of the process duration and, consequently, an improvement of the process economy.
  • the diffusion-limited solvent exchange processes can be greatly accelerated.
  • a silicate-based gel slab of 50 nm average pore size and 5 mm thickness can be mixed in one Alcohol-based solvent mixture at room temperature within a few hours completely (ie to the depth of the plate) replace.
  • the inventive method allows a much simpler and faster production of airgel materials compared to the previously known methods by controlled structuring of the gel body, whereby process efficiency and throughput can be significantly increased.
  • various materials come into question for the production of the casting mold, ie for the outer housing as well as for any pipe or rod elements that may be used. These include, for example, polyolefins, in particular polypropylene or polyethylene, but also glass or ceramic and metals such as stainless steel. In any case, the choice of materials will require compatibility with the media used (acids, bases, solvents).
  • the channel-forming elements are configured as a bundle of mutually parallel tubes, wherein the mold for the sol is formed by the interiors of the tubes, and wherein the solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) by a gap formed between the gel and the channel-forming element as a result of shrinkage during the aging of the gel c) is carried out directly in the casting mold, preferably by forced convection of supplied solvent or reaction agent.
  • the maximum distance X is to be determined by considering the distance of a point located inside the tube from the inner surface of the respective tube element.
  • different shapes of the pipe cross-section can be used.
  • these are tubes with a circular or quadrangular, in particular square inner profile.
  • all tubes have an identical cross section, which is preferably hexagonal. This makes it possible to build compact tube bundles with little dead volume between the individual tubes.
  • the optionally solvent-exchanged and optionally chemically modified gel is removed in the form of gel bars from the mold and then the drying f) is carried out by means of subcritical drying.
  • the individual tie rods disintegrate into smaller fragments, advantageously an airgel or xerogel granules with minimal fines.
  • the channel-forming elements are configured as a bundle of mutually parallel rod elements, wherein the mold for the sol is formed by a space located between the rod elements, and wherein the rod elements after gelation and aging in the channel direction from the The mold can be pulled out in such a way that a plate-shaped gel body with continuous channels is formed.
  • the solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) is carried out by applying solvent or reagent. It is understood that in this type of arrangement, the rod elements act as placeholders for subsequently formed channels in the aged gel. Accordingly, the maximum distance X is to be determined by considering the distance of a point lying between the rod elements from the outer surface of the nearest rod element.
  • rod elements In principle, different cross-sectional shapes can be used for the rod elements.
  • these are rods with a circular or quadrangular, in particular square or hexagonal outer profile.
  • the application of solvent or reagent to a previously formed plate-shaped gel body after removal of the same is carried out of the mold.
  • the rod elements are attached to one end of a removable bottom surface or top surface of the mold and can be easily pulled out of the gel body after aging of the gel.
  • a chemical modification of the aged gel is performed, wherein the chemical modification is a hydrophobing initiated by the release or addition of at least one hydrophobizing catalyst co-operating with the hydrophobizing agent;
  • the drying of the gel is carried out by subcritical drying.
  • Activation of the hydrophobing agent in this case can be triggered by the addition of a small amount, typically of the order of 10-20% of the gel volume, of an acidic hydrophobing catalyst dissolved in a compatible solvent mixture.
  • a small amount typically of the order of 10-20% of the gel volume
  • the hydrophobizing agent must also diffuse into the depth of the gel material, wherein the shape and shape of the gel body affect the time required for the hydrophobing step sensitively.
  • the introduction of small amounts of hydrophobing catalyst, measured on the gel volume is significantly easier and more economical to implement by targeted structuring of the gel.
  • the hydrophobicization is an acid-catalyzed process, ie by H + and H 3 0 + ions is catalyzed
  • the process running under slightly basic conditions gelling process and the process running under acidic conditions hydrophobicity can approximately process clean time in one and the same organogel be carried out separately from each other.
  • the process is characterized by a significantly reduced solvent consumption.
  • the prior art typically requires more than 2 times the gel volume of solvents.
  • Alcoholic solvent mixture is understood in the present context to mean a mixture which consists essentially of one or optionally several their alcohols (especially ethanol, methanol, n-propanol, isopropanol, butanols) and a suitable proportion of water repellents. It is understood that the mixture may also contain a small amount of water, unavoidable impurities, and optionally, as explained elsewhere, certain additives.
  • a hydrophobizing agent is understood in a manner known per se to mean a component which makes a surface hydrophobic, ie. gives water-repellent properties.
  • the hydrophobing agent or the hydrophobing process refers primarily to the silicate gel and the modifications of its properties.
  • the advantageous embodiment comprises the gelling of an alkoxide-based silicate sol in an alcoholic solvent mixture which contains at least one catalytically activatable hydrophobizing agent.
  • the gelation process is initiated by adding a dilute base such as ammonia.
  • a dilute base such as ammonia.
  • the gel thus formed which may also be referred to as "organogel” is subjected to an aging process.
  • the optionally aged gel now contains all the components required for hydrophobicization and subcritical drying according to WO 2013/053951 A1 or, more precisely, a pore liquid with the main components alcohol and activatable hydrophobizing agent, with the exception of the hydrophobizing catalyst.
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • the volume fraction of the hydrophobizing agent in the sol is from 20 to 50%, in particular from 25% to 40% and in particular from 34% to 38%.
  • the hydrophobing catalyst trimethylchlorosilane (TMCS) and / or HCl in alcoholic solution or a mixture of these two components, which is dissolved in a dilute solvent mixture consisting of a similar or identical composition as the pore liquid and in the Liquid phase is brought into contact with the gel.
  • TMCS trimethylchlorosilane
  • HCl alcoholic solution or a mixture of these two components, which is dissolved in a dilute solvent mixture consisting of a similar or identical composition as the pore liquid and in the Liquid phase is brought into contact with the gel.
  • the amount of catalyst-loaded solution measured in terms of gel volume should be kept as small as possible in order to maintain the advantage of the lowest possible solvent balance.
  • the catalyst-containing solution in a batch process or continuous process makes up a volume fraction or volume flow rate fraction of not more than 30%, in particular not more than 10%.
  • HCl nitric acid
  • the gel is a polymer-based gel, preferably a polyisocyanate-based gel.
  • a first precursor product for producing an airgel plate which consists of an airgel plate provided with slots according to the invention.
  • the elongated holes can as perpendicular through the plane of the plate extending through channels or as corresponding blind holes with only one-sided opening.
  • the elongated holes can in particular be produced by a method described above (claim 5), wherein the hole dimension is essentially defined by the external dimensions of the rod elements used. However, the shrinkage during aging of the gel should be taken into account.
  • a second precursor product for producing an airgel plate which consists of a plurality of airgel rods.
  • These rods can be produced in particular by a method described above (claim 2), wherein the outer mass of the airgel rods in the way is significantly defined by the internal dimensions of the pipe elements used.
  • the shrinkage during aging of the gel must also be taken into account here.
  • an airgel plate which comprises a first precursor product in the form of an airgel plate, in the slots of which appropriately shaped airgel rods of a second precursor product are inserted or pressed.
  • the same material can be used for the airgel plate and for the airgel rods.
  • the plate element with the advantages of the method according to the invention can first be produced.
  • the ultimately undesirable in the produced airgel plate slots, which would result in a significant reduction in heat insulation capacity, can be eliminated by the airgel rods used.
  • the airgel rods used are made of a different material, which in particular allows an improvement of the mechanical and thermal properties of the final product.
  • formed from a silicate-based gel, provided with continuous slots airgel plate with airgel rods are made of a Polyurethanangel.
  • Fig. 1 is a schematic representation of distance relations in different
  • Fig. 1 illustrates some basic geometric shapes and relations.
  • the innermost point furthest from the next channel-forming element is represented by a cross.
  • the maximum distance X defined in the sense explained above, ie the shortest distance of the innermost point from the next channel-forming element, is also shown.
  • FIGS. 1 a to 1 e show a situation in which the tube components 2 used as channel-forming elements as well as a sol or a gel 4 formed therefrom, still unaged, can be seen.
  • these figures also show a solvent or a reaction agent 5 for the steps d) or e) described at the outset, which after penetration of the pipe components is to penetrate into the previously aged gel.
  • Figures 1f and 1g show another situation in which channeling in an aged gel material 6 has already been accomplished by rod members; the rod elements were removed and circular channels 7 were formed into which the reagent 5 was filled.
  • FIGS. 2a to 2d initially shows in FIG. 2a a bundle of circular cylindrical tubes 2, which initially is still empty and in particular stands on the bottom of a boundary shell (not shown).
  • the tube bundle is filled with a sol or an unaged gel 4 formed therefrom.
  • aging of the gel has occurred with concomitant shrinkage, whereby between the cylindrical rods 6 of aged gel and the tubes 2 a filled with Synereseorganizkeit gap-like gap 8 has arisen.
  • the tie rods 6 are shown with partially pulled up tubes 2. These are now ready for further processing.
  • FIGS. 3 a to 3 e initially shows in FIG. 3 a a cuboid boundary shell 10 with a bottom plate 12 which is provided with a nail rod arrangement with an arrangement of cylindrical rods 14.
  • the boundary shell contains a filled sol or a gel 4 which is still unaged, and whose level is just below the rod tips.
  • Fig. 3c an aging of the gel with concomitant shrinkage has occurred, whereby between the cylindrical rods 14 and the plate-shaped body 16 of aged gel each have a gap 8 is formed.
  • FIG. 3 a cuboid boundary shell 10 with a bottom plate 12 which is provided with a nail rod arrangement with an arrangement of cylindrical rods 14.
  • all rods are about the same length.
  • the boundary shell contains a filled sol or a gel 4 which is still unaged, and whose level is just below the rod tips.
  • Fig. 3c an aging of the gel with concomitant shrinkage has occurred, whereby between the cylindrical rods 14 and the plate-shaped body 16 of aged
  • a cover part 18 of the boundary shell has been lifted up, whereby a bottom part 20 of the boundary shell with the gelatinous gel body 16 located therein is exposed.
  • the aged gel body 16 provided with through-holes 22 has been lifted out of the bottom part 20 provided with the rods 14 and is ready for further processing.
  • a silica sol in alcohol is activated by adding dilute ethanolic ammonia solution at room temperature.
  • the sol contains as secondary component 2% aminopropyltnethoxysilane (APTES) which is added together with the ammonia.
  • APTES aminopropyltnethoxysilane
  • APTES aminopropyltnethoxysilane
  • a silica sol is produced in a continuous process and diluted with HMDSO from a 10% Si0 2 content to 6.6%.
  • this sol is activated at a temperature of 35 ° C. by admixing dilute ammonia solution.
  • 200 I container already which are provided with a cavity fully filling, honeycomb-like insert.
  • the honeycomb shape has a wall thickness of 0.5 mm and a cell diameter of 8mm.
  • the containers are now filled individually and hermetically sealed by means of a lid, after which they are stored for 18 h at 70 ° C. During this time, the mixture gels and gel bodies formed in the honeycomb channels age, shrinking slightly.
  • the density of the aerogranular granules thus obtained is 0.096 g / cm 3 and the heat conductivity of the bed 17.8 mW / m K.
  • the inserts are used in a large-scale process not in individual containers but in an elongated process tunnel, and thus pass through the entire production process on a conveyor belt drive with the gel, whereby the syneresis liquid is removed from the bottom in a certain area and shortly thereafter the hydrophobizing catalyst is metered from the ceiling through an injection system.
  • the gel body is then removed from the mold and transferred to an autoclave.
  • the pore liquid contained in the gel body is then extracted in this autoclave by means of supercritical C0 2 and the gel is then dried supercritically.
  • a polyurethane orogel perforated plate of 273 mm thickness remains.
  • mixtures 1 and 2 consist of a solution of resorcinol with a small addition of acid catalyst and a dilute, aqueous formaldehyde solution.
  • a suitable solvent medium such as acetone or ethanol
  • an airgel plate A prepared in a continuous flow reactor silica sol is adjusted to a silicate content of 5.7% (measured as Si0 2 ).
  • the sol is provided with ammonia as a gelation catalyst and placed in a dish form containing a nail-board-like insert.
  • the filling height H of the mixed solution is also 70 mm so that the tips of the bars are barely covered.
  • the sol is covered with a second plate (cover plate, not shown).
  • cover plate After gelation and aging of the gel, the cover plate is removed, the gel plate removed from the mold and the insert carefully dissolved out.
  • the through holeed gel plate is transferred to a slow speed (7.3 m / h) conveyor belt.
  • This gel body is sprayed from above with a mixture of fresh hydrophobing agent mixture consisting of 85% HMDSO and 15% hydrochloric acid dilute ethanol, wherein the build-up on the plate excess liquid sucked continuously through the gas and liquid permeable conveyor belt membrane material by means of pump at low vacuum becomes.
  • the plate After 6 hours of exchange and hydrophobization time at 75 ° C., the plate is dried by means of solvent drying at 150 ° C.
  • the replacement and hydrophobicization time to be expected under otherwise identical conditions is approximately 25 times longer, ie. 150 h, which is unsustainable for an industrial process.
  • the airgel plate produced in the above example and produced according to the method according to the invention is filled with aerosol cylinders suitable for the holes.
  • the gel cylinders required for this purpose were previously prepared specifically from a suitably selected polyurethane gel formulation and then dried overcored from C0 2 .

Abstract

The invention relates to a method for producing an aerogel material with a porosity of at least 0.55 and an average pore size of 10 nm to 500 nm, having the following steps: • a) preparing and optionally activating a sol; • b) filling the sol into a casting mold (10); • c) gelling the sol, whereby a gel is produced, and subsequently aging the gel; at least one of the following steps d) and e), • d) substituting the pore liquid with a solvent; • e) chemically modifying the aged and optionally solvent-substituted gel (6) using a reaction agent; followed by • f) drying the gel, whereby the aerogel material is formed. The casting mold used in step b) is provided with a plurality of channel-forming elements (2) which are designed such that the sol filled into the casting mold lies overall at a maximum distance X from a channel-forming element over a specified minimum length L defined in the channel direction of the elements, with the proviso that X < 15 mm and L/X > 3.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials Technisches Gebiet  Process for producing an airgel material Technical field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung eines Aerogelmaterials gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 , je ein Vorstufen produkt gemäss Oberbegriff des Anspruchs 13 beziehungsweise 14, sowie eine Aerogelplatte gemäss Oberbegriff des Anspruchs 15.  The invention relates to a method for the simplified production of an airgel material according to the preamble of claim 1, depending on a precursor product according to the preamble of claim 13 or 14, and an airgel plate according to the preamble of claim 15th
Stand der Technik State of the art
Aerogele finden vermehrt Anwendungen in hochspezialisierten Nischenmärkten wie beispielsweise in der Gebäudetechnik als hochdämmende Isolationsmaterialien oder in der Luft- und Schifffahrtsindustrie sowie in High-Tech Anwendungen. Aerogele gibt es in diversen Ausführungsformen und Materialien. Die Industrialisierung von Aerogelen und Xerogelen erlebt seit der Jahrtausendwende einen bedeutenden Aufschwung. Heute sind insbesondere Aerogele auf Silikat-Basis (Si02) erhältlich. Zu den bekanntesten Formen gehören Granulat und monolithische Platten. Zudem sind auch Aerogel auf Basis von zumindest teilweise quervernetzten Polymeren wohl bekannt, wie etwa die harzbasierten Resorcinol-Formalhedyd [Pekala et. al, J. Mater. Sei, 1989, 24, 3221 -3227] und verwandten Systeme, welche bis heute keine industrielle Bedeutung erlangt haben. Die industrielle Prozessskalierung von alternativen Polymer basierten Aerogelen, insbesondere poly-lsocyanat basierten Aerogelen wie PU und PUR, ist derzeit in vollem Gange, wobei in den kommenden Jahren diverse neue Markteinführungen zu erwarten sind. In Zukunft werden wohl Silikat- als auch polymerbasierte Aerogele sowie aus letzteren durch Pyrolyse erhaltene Kohlenstoff-Aerogele in der Gebäude- und Energietechnik sowie auch in den Bereichen Mobilität und High-Tech Anwendungen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Aerogels are increasingly being used in highly specialized niche markets, such as in building technology as high-insulation materials or in the aerospace and marine industries, as well as in high-tech applications. Aerogels are available in various designs and materials. The industrialization of aerogels and xerogels has been experiencing a significant boom since the turn of the millennium. Today, silicate-based aerosols (Si0 2 ) are available in particular. The best-known forms include granules and monolithic plates. In addition, airgel based on at least partially crosslinked polymers are well known, such as the resin-based resorcinol-Formalhedyd [Pekala et. al, J. Mater. Sei, 1989, 24, 3221-3227] and related systems which have not attained industrial significance until today. The industrial process scaling of alternative polymer-based aerogels, in particular polyisocyanate-based aerogels such as PU and PUR, is currently in full swing, with several new launches expected in the coming years. In the future, silicate and polymer-based aerogels as well as carbon aerogels obtained from pyrolysis in building and energy technology as well as in the areas of mobility and high-tech applications will become increasingly important.
Ein kritischer Schritt bei der Herstellung von Aerogelmaterialien ist das Trocknen eines nassen Gels. Hierfür verwendete man früher für silikatbasierte Gele ausschliesslich die superkritische Trocknung, d.h. die Trocknung aus einem superkritischen Fluid (typischerweise niedere Alkohole oder später auch C02). Im Fall der Silikat-Aerogele lassen sich durch Lösemittel-Trocknung (unterkritische Trocknung) von hydrophobierten Gelen Materialien mit quasi identischen Eigenschaften wie die superkritisch getrockneten Aerogele herstellen. Diese wurden in den Anfängen gemäss klassischer Definition Xeroge- le genannt, ein Begriff der auch heute noch für aus Lösemitteln getrocknete Aerogele verwendet wird. In der Folge wird jedoch die auf Materialeigenschaften (Dichte < 0.15 g/cm3, Porosität >85%, Porengrösse 20 bis 80 nm) basierte Definition auch für unterkritisch getrocknete Materialien verwendet, welche somit ebenfalls als Aerogele bezeich- net werden. Die Entwicklung von Lösemitteltrocknungsverfahren für organische Gele (z.B. Polyurethan und Polyurea) ist zurzeit in vollem Gange. A critical step in the production of airgel materials is the drying of a wet gel. For this purpose, previously used for silicate-based gels only supercritical drying, ie drying from a supercritical fluid (typically lower alcohols or later C0 2 ). In the case of silicate aerogels, by solvent drying (subcritical drying) of hydrophobic gels materials with quasi-identical properties as the supercritically dried aerogels can be produced. These were in the beginning according to the classical definition Xeroge- called le, a term that is still used today for solvent-dried aerogels. In the following, however, the definition based on material properties (density <0.15 g / cm 3 , porosity> 85%, pore size 20 to 80 nm) is also used for subcritically dried materials, which are thus also referred to as aerogels. The development of solvent-drying processes for organic gels (eg polyurethane and polyurea) is currently in full swing.
Hauptkostenpunkte der heute noch vergleichsweise teuren Aerogele sind sowohl die aufwändige Prozessführung, Lösemittel, Lösemittelverluste und damit verbundene VOC Abgaben sowie Rohstoffe und Hydrophobierungsmittel. Die Entwicklung der Produktionsprozesse zielt auf Einsparungen bei allen erwähnten Punkten ab, wobei bis dato folgende Entwicklungsgeschichte durchlaufen wurde. Zunehmend an Bedeutung gewinnt heute die vereinfachte Trocknung bei Normaldruck aus lösemittelhaltigen Gelen, welche für Si02 Aerogele erstmals durch Anderson, Scherer und deren Mitarbeiter [J. Non. Cryst. Solids, 1995, 186, 104-1 12] beschrieben wurde. Das Verfahren wurde rasch bekannt und beflügelte neue Herstellungsprozesse für Silikat-Aerogele. Das Patent US 5,565,142 beschreibt ein solches Verfahren zur Herstellung. Die Lösemittelaustauschzeiten und Hydrophobierungszeiten betragen insgesamt um die 120 Stunden, wobei die Dimension bzw. die Form des Gelkörpers nicht weiter beschrieben ist. The main costs of today's comparatively expensive aerogels are the complex process control, solvents, solvent losses and associated VOC charges as well as raw materials and water repellents. The development of the production processes aims at savings at all mentioned points, whereby to date the following history of development was passed. Increasingly important today is the simplified drying at atmospheric pressure from solvent-containing gels, which for Si0 2 aerogels for the first time by Anderson, Scherer and their collaborators [J. Non. Cryst. Solids, 1995, 186, 104-1 12]. The process quickly became known and inspired new manufacturing processes for silicate aerogels. The patent US 5,565,142 describes such a method for the production. The solvent exchange times and hydrophobing times total about 120 hours, with the dimension or the shape of the gel body not being further described.
Die WO 1998/005591 A1 betrifft ein Herstellungsverfahren für organisch modifizierte, permanent hydrophobe Aerogele. Gleich wie im Fall der WO 1995/006617 A1 wird das Si02-Gel ausgehend von einer Wasserglaslösung mittels Neutralisation durch Säure oder nach der Bildung eines Kieselsols durch lonentausch und anschliessender Basen- zugäbe gebildet. Der pH Wert während der Gelierung ist typischerweise im Bereich zwischen 4 und 8. Das nasse Gel wird in einem organischen Lösemittel gewaschen, bis der Wassergehalt unter 5% liegt und anschliessend hydrophobiert. Trocknung unter Normaldruck durch Verdampfen des Lösemittels lässt das Aerogelmaterial als Granulat zurück. Die Dimension bzw. die Form der Gelkörper sind auch in dieser Veröffentlichung nicht weiter beschrieben. Ebenfalls nicht weiter beschrieben sind die Wasch- und Hydrophobierungszeiten wobei das Mahlen des erstarrten Gels namentlich erwähnt ist. WO 1998/005591 A1 relates to a production process for organically modified, permanently hydrophobic aerogels. As in the case of WO 1995/006617 A1, the SiO 2 gel is formed starting from a waterglass solution by means of neutralization by acid or after the formation of a silica sol by ion exchange and subsequent base additions. The pH during gelation is typically in the range between 4 and 8. The wet gel is washed in an organic solvent until the water content is below 5% and then hydrophobed. Drying under atmospheric pressure by evaporation of the solvent leaves the airgel material as granules back. The dimension or shape of the gel bodies are not further described in this publication. Also not further described are the washing and hydrophobing times wherein the grinding of the solidified gel is mentioned by name.
Als Beispiele von organischen Aerogelen beschreiben US 5,484,818 A und US 2006/021 1840 A1 die Herstellung von Polyisocyanat basierten Aerogelen. Isocyanat- Vorläuferverbindungen werden in einem organischen Lösemittelgemisch gelöst und mit Polyolen, Polyaminen oder Wasser reagiert, geliert und nach erfolgtem Lösemittelaustausch nach C02 superkritisch getrocknet. Die beiden erwähnten Patentschriften sind insofern typisch für die Mehrzahl der technischen Dokumente zu Polymer Aerogelen, als dass sie die Chemie nicht aber verarbeitungsspezifische Prozessschritte beschrieben: Über die Art der Gelkörper und deren Form oder genaue Topologie ist im allgemeinen wenig dokumentiert. US 5,962,539 A beschreibt ein Verfahren zur überkritischem Trocknung von organischen Gelen. Auch hier sind keine Angaben zur Gelform oder Gestalt zu finden. As examples of organic aerogels, US 5,484,818 A and US 2006/021 1840 A1 describe the preparation of polyisocyanate-based aerogels. isocyanate Precursor compounds are dissolved in an organic solvent mixture and reacted with polyols, polyamines or water, gelled and dried supercritically after the solvent has been exchanged for C0 2 . The two patents mentioned are typical of the majority of the technical documents on polymer aerogels in that they do not describe the chemistry but process-specific process steps: The type of gel bodies and their shape or exact topology is generally poorly documented. No. 5,962,539 A describes a process for the supercritical drying of organic gels. Again, no information about the gel form or shape can be found.
Es ist bekannt, dass Lösemittelaustauschprozesse in nanoporösen Systemen diffusions- limitiert sind, was in manchen Situationen zu unerwünscht langen Austauschzeiten führt. Als einfache Massnahme können Diffusionsprozesse durch Temperaturerhöhung beschleunigt werden. Dies wird heute in der Aerogelherstellung bereits ausgenutzt, indem man Austauschprozesse in organischen Lösemitteln oft möglichst nahe an deren Siedepunkt durchführt. It is known that solvent-exchange processes are diffusion-limited in nanoporous systems, which in some situations leads to undesirably long exchange times. As a simple measure, diffusion processes can be accelerated by raising the temperature. This is already exploited today in airgel production by frequently carrying out exchange processes in organic solvents as close as possible to their boiling point.
Alternativ werden Aerogele entweder als Granulat oder dünne Matten oder Platten mit einer kürzesten Dimension beziehungsweise Dicke von weniger als 2 cm hergestellt und danach in einem oder mehreren Veredelungsschritten verklebt. Somit lassen sich dickere Dämmplatten oder andere, teils auch funktionelle Kompositmaterialien herstellen. Die US 2014/0004290 A1 und US 2014/0287641 A1 beschreiben solche Herstellverfahren von Kompositmaterialien ausgehend von Aerogel als Grundstoff durch Klebetechnik, wobei das Hauptaugenmerk auf verbesserte mechanische Eigenschaften und Verar- beitbarkeit gelegt wurde. Die WO 2012/062370 A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren, wobei als Klebstoffkomponente ein Resorcinol-Formalhedyd Harzsystem in Xerogelform verwendet wird. Alternatively, aerogels are prepared either as granules or thin mats or plates having a shortest dimension or thickness of less than 2 cm and then glued in one or more refining steps. Thus, thicker insulation boards or other, partly functional composite materials can be produced. US 2014/0004290 A1 and US 2014/0287641 A1 describe such production methods of composite materials starting from airgel as a base material by means of adhesive technology, the main focus being on improved mechanical properties and processability. WO 2012/062370 A1 describes a similar process, wherein the adhesive component used is a resorcinol-formaldehyde resin system in xerogel form.
Bei der technischen Herstellung von Aerogelgranulat wird die Dimensionalität des Gels durch Zerstückelung vor dem Lösemittelaustausch durch mechanische Prozesse oder durch Gelierung in Tropfenform im Fallturm bewirkt. Ersteres Verfahren hat sich industriell durchgesetzt, da sich auf diese Weise eine deutlich bessere Platzausnutzung in der Anlage erreichen lässt. Als Stand der Technik gilt die Gelierung eines Gelteppichs auf einem laufenden Band und Zerstückelung der gealterten Gelteppichs über einem Bre- eher. Die dort auftretenden Scherkräfte haben jedoch zur Folge dass nebst den gewünschten Granulatteilchen im Grössenbereich von 1 bis 5 mm auch eine beachtliche Menge des Gels als Feinanteil < 1 mm übrig bleibt. Dieser Feinanteil kann bis zu 30% der Gesamtausbeute betragen und fällt in der Produktion als minderwertiges Produkt an. In the industrial production of airgel granules, the dimensionality of the gel is caused by fragmentation before the solvent exchange by mechanical processes or by gelling in drop form in the drop tower. The first method has become established in the industry, as it allows a significantly better space utilization in the system. The state of the art is the gelation of a gel carpet on a moving belt and dismemberment of the aged gel carpet over a rather. However, the shearing forces occurring there have the consequence that in addition to the desired granules in the size range of 1 to 5 mm, a considerable amount of the gel remains as fine fraction <1 mm. This fine fraction can amount to up to 30% of the total yield and is produced in the production as an inferior product.
Bei all diesen oben genannten Beispielen wäre es wünschenswert, die Herstellverfahren dahingehend zu verbessern, dass unter anderem ein erhöhter Durchsatz erreicht wird. Eine mögliche Verbesserung des Verfahrens kann an der Prozesseffizienz gegenüber dem Stand der Technik, d.h. am maximalen Durchsatz des gewünschten Endprodukts, welcher in einer gegebenen Anlage technisch machbar ist, gemessen werden. In all of the above examples, it would be desirable to improve the manufacturing processes to achieve, inter alia, increased throughput. A possible improvement of the process may be due to the process efficiency over the prior art, i. at the maximum throughput of the desired end product which is technically feasible in a given plant.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Aerogel- materialien anzugeben. Weitere Aufgaben bestehen darin, Vorstufenprodukte zur Herstellung einer Aerogelplatte sowie eine neue Aerogelplatte bereit zu stellen.  The object of the invention is to provide an improved process for the production of airgel materials. Further objects are to provide precursor products for the production of an airgel plate as well as a new airgel plate.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss gelöst durch das Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Vorstufenprodukte nach Anspruch 13 beziehungswei- se 14 sowie durch die Aerogelplatte nach Anspruch 15. These objects are achieved according to the invention by the production method according to claim 1 and by the precursor products according to claim 13 or 14 and by the airgel plate according to claim 15.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials mit einer Porosität von mindestens 0.55 und einer mittleren Porengrösse von 10 nm bis 500 nm umfasst folgende Schritte: The process according to the invention for producing an airgel material having a porosity of at least 0.55 and an average pore size of 10 nm to 500 nm comprises the following steps:
a) Präparation und gegebenenfalls Aktivierung eines Sols; a) preparation and optionally activation of a sol;
b) Einfüllen des Sols in eine Gussform; b) filling the sol into a mold;
c) Gelierung des Sols, wobei ein Gel entsteht, und anschliessende Alterung des Gels; c) gelation of the sol to form a gel, followed by aging of the gel;
mindestens einen der folgenden Schritte d) und e) at least one of the following steps d) and e)
d) Austausch von Porenflüssigkeit durch ein Lösemittel; d) replacement of pore fluid by a solvent;
e) chemische Modifizierung des gealterten und gegebenenfalls lösemittelgetauschten Gels durch ein Reaktionsmittel; gefolgt von e) chemical modification of the aged and optionally solvent-exchanged gel by a reactant; followed by
f) Trocknung des Gels, wobei das Aerogelmaterial gebildet wird. f) drying the gel, wherein the airgel material is formed.
Erfindungsgemäss ist die im Schritt b) verwendete Gussform mit einer Vielzahl von ka- nalbildenden Elementen versehen, welche derart gestaltet sind, dass das in die Gussform eingefüllte Sol über eine vorgegebene, in Kanalrichtung der Elemente definierte Mindestlänge L überall maximal um einen Abstand X von einem kanalbildenden Element entfernt ist, mit der Massgabe, dass X < 15 mm und L/X > 3. Das in die Gussform eingefüllte Sol ist - über eine vorgegebene, in Kanalrichtung der Elemente definierte Mindestlänge L - überall maximal um einen Abstand X von einem kanalbildenden Element entfernt. Bei Betrachtung eines Querschnitts senkrecht zur Kanalrichtung bedeutet dies, dass keine Stelle im Sol weiter als X vom nächstliegenden kanalbildenden Element entfernt ist. Damit wird gewährleistet, dass auch die innersten Regionen im Sol nicht allzu weit, nämlich höchstens um einen Maximalabstand X, von der durch das kanalbildende Element definierten Grenzfläche entfernt ist. Dadurch, dass X höchstens 15 mm beträgt, ist jede Stelle im Gel für ein durch die besagte Grenzfläche zugeführtes Lösemittel oder Reaktionsmittel effizient zugänglich. Allerdings darf diese vorteilhafte geometrische Situation nicht lediglich an einzelnen Einschnürungen in Ka- nalrichtung gegeben sein, sondern muss über eine Strecke L ausgebildet sein, die mindestens das 3-fache des Maximalabstandes X beträgt. According to the invention, the mold used in step b) is provided with a plurality of channel-forming elements, which are designed so that the sol filled in the mold over a predetermined, defined in channel direction of the elements minimum length L everywhere a maximum of a distance X of one Channel-forming element is removed, with the proviso that X <15 mm and L / X> 3. The sol filled in the mold is - over a predetermined, defined in channel direction of the elements minimum length L - anywhere a maximum of a distance X from a channel-forming Element removed. Considering a cross-section perpendicular to the channel direction, this means that no point in the sol is further than X from the nearest channel-forming element. This ensures that even the innermost regions in the sol are not too far away, namely at most by a maximum distance X, from the interface defined by the channel-forming element. By having X at most 15 mm, any location in the gel is efficiently accessible to a solvent or reagent supplied through said interface. However, this advantageous geometric situation must not be given only to individual constrictions in the channel direction, but must be formed over a distance L which is at least 3 times the maximum distance X.
Es ist zu beachten, dass die Bezeichnung "Maximalabstand" nicht als absolut maximaler Abstand missverstanden werden darf. Vielmehr handelt es sich um den maximalen aller kürzesten Abstände. Noch anders ausgedrückt ist der "Maximalabstand" im Sinn der vorliegenden Erfindung der kürzeste Abstand zwischen dem innersten Punkt einer Querschnittsfläche und der durch das kanalbildende Element definierten Grenzfläche. It should be noted that the term "maximum distance" should not be misunderstood as absolute maximum distance. Rather, it is the maximum of all shortest distances. Stated another way, the "maximum distance" in the sense of the present invention is the shortest distance between the innermost point of a cross-sectional area and the interface defined by the channel-forming element.
Es versteht sich, dass der Maximalabstand X von der Form und in gewissen Fällen auch von der gegenseitigen Beabstandung der kanalbildenden Elemente abhängt. Die entsprechenden Relationen ergeben sich aus an sich bekannten Beziehungen der planaren Geometrie. Bei komplizierten und/oder unregelmässigen Formen ist der Maximalabstand erforderlichenfalls numerisch zu bestimmen. Die Bildung eines Aerogels ausgehend von einem Sol ist grundsätzlich bekannt und beinhaltet insbesondere einen Schritte des Lösemittelaustausches und/oder einen Schritt der chemischen Modifizierung. Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird eine wesentlich bessere Zugänglichkeit des Gels für zugeführtes Lösemittel und/oder Reaktionsmittel gewährleistet. Dadurch ergibt sich eine Verkürzung der Prozessdauer und damit einhergehend eine Verbesserung der Prozessökonomie. Diese Vorteile ergeben sich nicht nur für bereits bekannte Aerogel-Herstellverfahren, sondern auch für spätere, noch zu entwickelnde Verfahren, sofern diese ebenfalls auf der Zuführung einer flüssigen oder allenfalls gasförmigen Spezies in das Gel beruhen. It is understood that the maximum distance X depends on the shape and in certain cases also on the mutual spacing of the channel-forming elements. The corresponding relations result from known relationships of planar geometry. For complicated and / or irregular shapes, the maximum distance must be determined numerically, if necessary. The formation of an airgel starting from a sol is basically known and includes in particular a step of solvent exchange and / or a step of chemical modification. The inventive arrangement a much better accessibility of the gel is ensured for supplied solvent and / or reagent. This results in a shortening of the process duration and, consequently, an improvement of the process economy. These advantages arise not only for already known airgel production processes, but also for later processes still to be developed, provided that these likewise rely on the introduction of a liquid or possibly gaseous species into the gel.
Durch gezielte Wahl der Geometrie d.h. durch Einschränkung der Dimension in mindestens einer Raumrichtung die diffusionslimitierten Lösemittelaustauschprozesse stark beschleunigen. In dieser Art kann man beispielsweise grossflächige, monolithische Gelplatten mit einer Dicke von einigen Millimetern innert aus Sicht eines industriellen Ferti- gungsprozesses vernünftiger Zeit vom einen in ein anderes Lösemittelgemisch tauschen: Eine silikatbasierte Gelplatte von 50 nm mittlerer Porengrösse und 5 mm Dicke lässt sich in einem Alkohol-basierten Lösemittelgemisch bei Raumtemperatur innert weniger Stunden komplett (d.h. bis in die Tiefe der Platte) austauschen. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist durch die Lösung des 2. Fick'schen Gesetzes gegeben: Im Falle einer Gelplatte geht der für den Lösemittelautausch (Konzentrationen aller Lösemittelkomponenten im Gleichgewicht) benötigte Zeitbedarf in erster Näherung mit dem Quadrat der Plattendicke das heisst der kürzesten Dimension einher. Dies bedeutet, dass eine Verdoppelung der Plattendicke eine Vervierfachung der Austauschzeit zur Folge hat. Dies hat tiefgreifende Folgen auf industrielle Fertigungsprozesse von Aerogel- und Xerogel- materialien: Je nach System sind in der Praxis sind Aerogelplatten von 2 bis 3 cm noch mit vertretbarem Zeitaufwand herstellbar. Eine beispielsweise in der Dämmtechnik wünschenswerte Plattendicke von 10 cm ist als Vollmaterial gemäss heutiger Technik auf wirtschaftliche Art und Weise nicht herstellbar. Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt eine im Vergleich zu den bisher bekannten Verfahren wesentlich einfachere und schnellere Herstellung von Aerogelmaterialien durch kontrollierte Strukturierung des Gelkörpers, wodurch Prozesseffizienz und Durchsatz merklich gesteigert werden können. Grundsätzlich kommen für die Fertigung der Gussform, d.h. für das Aussengehäuse wie auch für etwaig verwendete Rohr- oder Stangenelemente verschiedene Materialien in Frage. Dazu gehören beispielsweise Polyolefine, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen, aber auch Glas oder Keramik sowie Metalle wie beispielsweise nichtrostender Stahl. Auf jeden Fall wird bei der Materialwahl für eine Kompatibilität mit den verwendeten Medien (Säuren, Basen, Lösemittel) zu sorgen sein. By deliberately selecting the geometry, ie by limiting the dimension in at least one spatial direction, the diffusion-limited solvent exchange processes can be greatly accelerated. In this way, for example, it is possible to exchange large-area, monolithic gel slabs with a thickness of a few millimeters within one solvent mixture in a reasonable time from the point of view of an industrial production process. A silicate-based gel slab of 50 nm average pore size and 5 mm thickness can be mixed in one Alcohol-based solvent mixture at room temperature within a few hours completely (ie to the depth of the plate) replace. The diffusion rate is given by the solution of the 2nd Fick's Law: In the case of a gel plate, the time required for solvent replacement (concentrations of all solvent components in equilibrium) approximates the square of the plate thickness, that is, the shortest dimension. This means that a doubling of the plate thickness results in a quadrupling of the exchange time. This has profound consequences for industrial production processes of airgel and xerogel materials: depending on the system, in practice airgel plates of 2 to 3 cm can still be produced with reasonable expenditure of time. A plate thickness of 10 cm, which is desirable, for example, in insulation technology, can not be economically produced as a solid material according to current technology. The inventive method allows a much simpler and faster production of airgel materials compared to the previously known methods by controlled structuring of the gel body, whereby process efficiency and throughput can be significantly increased. In principle, various materials come into question for the production of the casting mold, ie for the outer housing as well as for any pipe or rod elements that may be used. These include, for example, polyolefins, in particular polypropylene or polyethylene, but also glass or ceramic and metals such as stainless steel. In any case, the choice of materials will require compatibility with the media used (acids, bases, solvents).
Gemäss einer Ausgestaltung (Anspruch 2) sind die kanalbildenden Elemente als Bündel parallel zueinander angeordneter Rohre ausgestaltet, wobei die Gussform für das Sol durch die Innenräume der Rohre gebildet wird, und wobei der Lösemittelaustausch d) und/oder die chemische Modifizierung des Gels e) durch einen infolge Schrumpfung während der Alterung des Gels c) ausgebildeten Zwischenraum zwischen Gel und kanalbildendem Element direkt in der Gussform, vorzugsweise durch erzwungene Konvek- tion von zugeführtem Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel ausgeführt wird. Es versteht sich, dass bei dieser Art von Anordnung der Maximalabstand X durch Betrachtung der Entfernung eines im Rohrinneren liegenden Punktes von der Innenfläche des betreffenden Rohrelementes zu bestimmen ist. According to one embodiment (claim 2), the channel-forming elements are configured as a bundle of mutually parallel tubes, wherein the mold for the sol is formed by the interiors of the tubes, and wherein the solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) by a gap formed between the gel and the channel-forming element as a result of shrinkage during the aging of the gel c) is carried out directly in the casting mold, preferably by forced convection of supplied solvent or reaction agent. It is understood that in this type of arrangement, the maximum distance X is to be determined by considering the distance of a point located inside the tube from the inner surface of the respective tube element.
Prinzipiell können verschiedene Formen des Rohrquerschnitts verwendet werden. Vor- teilhafterweise handelt es sich um Rohre mit kreisrundem oder viereckigem, insbesondere quadratischem Innenprofil. Weiterhin ist es zur Handhabung von Vorteil, wenn jeweils eine gewisse Anzahl von Rohren zu einem Rohrbündel zusammengehalten ist. In principle, different shapes of the pipe cross-section can be used. Advantageously, these are tubes with a circular or quadrangular, in particular square inner profile. Furthermore, it is advantageous to handle, if in each case a certain number of tubes is held together to form a tube bundle.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung (Anspruch 3) haben sämtliche Rohre einen identi- sehen Querschnitt, welcher vorzugsweise sechseckförmig ist. Damit lassen sich kompakte Rohrbündel mit wenig Totvolumen zwischen den einzelnen Rohren bauen. In an advantageous embodiment (claim 3), all tubes have an identical cross section, which is preferably hexagonal. This makes it possible to build compact tube bundles with little dead volume between the individual tubes.
Bei einer weiteren Ausführungsform (Anspruch 4) wird das gegebenenfalls lösemittelgetauschte und gegebenenfalls chemisch modifizierte Gel in Form von Gelstangen aus der Gussform entfernt und danach die Trocknung f) mittels unterkritischer Trocknung ausgeführt wird. Bei diesem Vorgang zerfallen die einzelnen Gelstangen in kleinere Bruchstücke, wobei in vorteilhafter Weise ein Aerogel- bzw. Xerogelgranulat mit minimalem Feinanteil entsteht. Gemäss einer weiteren Ausführungsform (Anspruch 5) sind die kanalbildenden Elemente als Bündel parallel zueinander angeordneter Stangenelemente ausgestaltet, wobei die Gussform für das Sol durch einen sich zwischen den Stangenelementen befindlichen Raum gebildet wird, und wobei die Stangenelemente nach erfolgter Gelierung und Alterung in Kanalrichtung aus der Gussform herausziehbar sind derart, dass ein platten- förmiger Gelkörper mit durchgehenden Kanälen entsteht. Der Lösemittelaustausch d) und/oder die chemische Modifizierung des Gels e) wird durch Beaufschlagen mit Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel ausgeführt wird. Es versteht sich, dass bei dieser Art von Anordnung die Stangenelemente als Platzhalter für nachträglich im gealtere- ten Gel gebildete Kanäle wirken. Dementsprechend ist der Maximalabstand X durch Betrachtung der Entfernung eines zwischen den Stangenelementen liegenden Punktes von der Aussenfläche des nächstliegenden Stangenelementes zu bestimmen. In a further embodiment (claim 4), the optionally solvent-exchanged and optionally chemically modified gel is removed in the form of gel bars from the mold and then the drying f) is carried out by means of subcritical drying. In this process, the individual tie rods disintegrate into smaller fragments, advantageously an airgel or xerogel granules with minimal fines. According to a further embodiment (claim 5), the channel-forming elements are configured as a bundle of mutually parallel rod elements, wherein the mold for the sol is formed by a space located between the rod elements, and wherein the rod elements after gelation and aging in the channel direction from the The mold can be pulled out in such a way that a plate-shaped gel body with continuous channels is formed. The solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) is carried out by applying solvent or reagent. It is understood that in this type of arrangement, the rod elements act as placeholders for subsequently formed channels in the aged gel. Accordingly, the maximum distance X is to be determined by considering the distance of a point lying between the rod elements from the outer surface of the nearest rod element.
Prinzipiell können für die Stangenelemente verschiedene Querschnittsformen verwendet werden. Vorteilhafterweise handelt es sich um Stangen mit kreisrundem oder viereckigem, insbesondere quadratischem oder sechseckförmigem Aussenprofil. In principle, different cross-sectional shapes can be used for the rod elements. Advantageously, these are rods with a circular or quadrangular, in particular square or hexagonal outer profile.
Bei einer Ausführungsform wird das Beaufschlagen mit Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel an einem zuvor gebildeten plattenförmigen Gelkörper nach Herausnah- me desselben aus der Gussform ausgeführt. In one embodiment, the application of solvent or reagent to a previously formed plate-shaped gel body after removal of the same is carried out of the mold.
Vorteilhafterweise sind die Stangenelemente einendig an einer abnehmbaren Bodenfläche oder Deckelfläche der Gussform befestigt und können dadurch nach erfolgter Alterung des Gels leicht aus dem Gelkörper herausgezogen werden. Advantageously, the rod elements are attached to one end of a removable bottom surface or top surface of the mold and can be easily pulled out of the gel body after aging of the gel.
Besonders vorteilhafte ist es (Anspruch 6), wenn das Beaufschlagen mit Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel durch erzwungene Konvektion erfolgt, indem der Gelkörper auf eine mindestens teilweise permeablen Saugplatte gestellt wird, an deren Unterseite ein Unterdruck zum Abziehen des Lösemittels beziehungsweise Reaktionsmit- tels angelegt wird und wobei von oberhalb des Gelkörpers neues Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel zugeführt wird. Derartige Verfahren sind grundsätzlich vor allem aus der Papierherstellung bekannt. It is particularly advantageous (claim 6), if the application of solvent or reagent by forced convection by the gel body is placed on an at least partially permeable suction plate, on the underside of a negative pressure for removing the solvent or reagent is applied means and wherein from above the gel body new solvent or reagent is supplied. Such methods are basically known in particular from papermaking.
Als vorteilhaft hat sich ein Verfahren herausgestellt (Anspruch 7), bei dem als Sol ein Siliziumoxid-Sol in einem alkoholischen Lösemittelgemisch präpariert wird, welches mindestens ein säurekatalytisch aktivierbares Hydrophobierungsmittel enthält, wobei der Volumenanteil des Hydrophobierungsmittels im Sol 5 bis 60% beträgt, As advantageous, a method has been found (claim 7), in which as Sol a silica sol is prepared in an alcoholic solvent mixture containing at least one acid-catalytically activatable hydrophobing agent, wherein the volume fraction of the hydrophobing agent in the sol is 5 to 60%,
- die Gelierung des Sols durch Basenzugabe ausgelöst wird; - The gelation of the sol is triggered by base addition;
eine chemische Modifizierung des gealterten Gels durchgeführt wird, wobei die chemische Modifizierung eine Hydrophobierung ist, welche durch Freisetzung oder Zugabe mindestens eines mit dem Hydrophobierungsmittel zusammenwirkenden Hydrophobierungskatalysators eingeleitet wird; und  a chemical modification of the aged gel is performed, wherein the chemical modification is a hydrophobing initiated by the release or addition of at least one hydrophobizing catalyst co-operating with the hydrophobizing agent; and
- die Trocknung des Gels durch unterkritisches Trocknen ausgeführt wird. - The drying of the gel is carried out by subcritical drying.
Die Aktivierung des Hydophobierungsmittels kann in diesem Fall durch Zugabe einer geringen Menge, typischerweise in der Grössenordnung von 10-20% des Gelvolumens, eines in einem kompatiblen Lösemittelgemisch gelösten, sauren Hydrophobierungskata- lysators ausgelöst werden. Um eine homogene Hydrophobierung im Gelmaterial zu gewährleisten muss das Hydrophobierungsmittel jedoch ebenfalls in die Tiefe des Gelmaterials eindiffundieren wobei Form und Ausprägung des Gelkörpers den Zeitbedarf des Hydrophobierungsschritts empfindlich beeinflussen. Erfindungsgemäss ist das Eintragen geringer Mengen an Hydrophobierungskatalysator, am Gelvolumen gemessen, durch eine gezielte Strukturierung des Gels nochmals deutlich einfacher und wirtschaftlicher umsetzbar. Activation of the hydrophobing agent in this case can be triggered by the addition of a small amount, typically of the order of 10-20% of the gel volume, of an acidic hydrophobing catalyst dissolved in a compatible solvent mixture. In order to ensure a homogeneous hydrophobization in the gel material, however, the hydrophobizing agent must also diffuse into the depth of the gel material, wherein the shape and shape of the gel body affect the time required for the hydrophobing step sensitively. According to the invention, the introduction of small amounts of hydrophobing catalyst, measured on the gel volume, is significantly easier and more economical to implement by targeted structuring of the gel.
Dadurch, dass die Hydrophobierung ein säurekatalysierter Vorgang ist, d.h. durch H+ bzw. H30+ Ionen katalysiert wird, können der unter leicht basischen Bedingungen ablau- fende Gelierungsprozess und der unter sauren Bedingungen ablaufende Hydrophobie- rungsprozess in ein und demselben Organogel zeitlich sauber voneinander getrennt durchgeführt werden. Als weiterer Vorteil zeichnet sich das Verfahren durch einen deutlich reduzierten Lösemittelaufwand aus. Insbesondere gelingt es, die zur Herstellung eines Aerogels verwendete Lösemittelmenge auf das 1.1 - bis 1.2-fache des Gelvolu- mens zu beschränken. Aus dem Stand der Technik ist typischerweise mehr als das 2- fache des Gelvolumens an Lösemitteln nötig. Characterized in that the hydrophobicization is an acid-catalyzed process, ie by H + and H 3 0 + ions is catalyzed, the process running under slightly basic conditions gelling process and the process running under acidic conditions hydrophobicity can approximately process clean time in one and the same organogel be carried out separately from each other. As a further advantage, the process is characterized by a significantly reduced solvent consumption. In particular, it is possible to limit the amount of solvent used to produce an airgel to 1.1 to 1.2 times the volume of the gel. The prior art typically requires more than 2 times the gel volume of solvents.
Unter alkoholischem Lösemittelgemisch wird im vorliegenden Zusammenhang ein Gemisch verstanden, das im Wesentlichen aus einem oder gegebenenfalls mehreren nie- deren Alkoholen (insbesondere Ethanol, Methanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanole) und einem geeigneten Anteil an Hydrophobierungsmittel besteht. Es versteht sich, dass das Gemisch zudem einen geringen Anteil an Wasser, unvermeidbare Verunreinigungen und gegebenenfalls - wie anderswo erläutert - gewisse Zusatzstoffe enthalten kann. Alcoholic solvent mixture is understood in the present context to mean a mixture which consists essentially of one or optionally several their alcohols (especially ethanol, methanol, n-propanol, isopropanol, butanols) and a suitable proportion of water repellents. It is understood that the mixture may also contain a small amount of water, unavoidable impurities, and optionally, as explained elsewhere, certain additives.
Unter einem Hydrophobierungsmittel wird in an sich bekannter Weise eine Komponente verstanden, welche einer Oberfläche hydrophobe d.h. wasserabstossende Eigenschaften verleiht. Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich das Hydrophobierungsmittel bzw. der Hydrophobierungsprozess primär auf das Silikatgel und die Modifikationen von dessen Eigenschaften. A hydrophobizing agent is understood in a manner known per se to mean a component which makes a surface hydrophobic, ie. gives water-repellent properties. In the present context, the hydrophobing agent or the hydrophobing process refers primarily to the silicate gel and the modifications of its properties.
Die vorteilhafte Ausführungsform umfasst das Gelieren eines Alkoxid basierten Silikat- Sols in einem alkoholischen Lösemittelgemisch, das mindestens ein katalytisch aktivier- bares Hydrophobierungsmittel enthält. The advantageous embodiment comprises the gelling of an alkoxide-based silicate sol in an alcoholic solvent mixture which contains at least one catalytically activatable hydrophobizing agent.
Der Gelierungsprozess wird durch Zugabe einer verdünnten Base wie etwa Ammoniak ausgelöst. Optional wird das so gebildete Gel, welches auch als "Organogel" bezeichnet werden kann, noch einem Alterungsprozess unterworfen. Das gegebenenfalls gealterte Gel enthält nun alle zur Hydrophobierung und unterkritischen Trocknung gemäss WO 2013/053951 A1 benötigten Komponenten oder genauer gesagt eine Porenflüssigkeit mit den Hauptkomponenten Alkohol und aktivierbares Hydrophobierungsmittel unter Ausnahme des Hydrophobierungskatalysators. In der Folge gilt es, den Hydrophobierungskatalysator in kontrollierter Weise gänzlich ohne zusätzlichen Lösemitteleintrag oder mit minimalem Lösemitteleintrag in das Gel einzubringen. Gemäss einer bevorzugen Ausführungsform (Anspruch 8) wird als säure- katalytisch aktivierbares Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan (HMDSO) eingesetzt. The gelation process is initiated by adding a dilute base such as ammonia. Optionally, the gel thus formed, which may also be referred to as "organogel", is subjected to an aging process. The optionally aged gel now contains all the components required for hydrophobicization and subcritical drying according to WO 2013/053951 A1 or, more precisely, a pore liquid with the main components alcohol and activatable hydrophobizing agent, with the exception of the hydrophobizing catalyst. As a consequence, it is necessary to introduce the hydrophobization catalyst into the gel in a controlled manner entirely without additional solvent input or with minimal solvent input. According to a preferred embodiment (claim 8), hexamethyldisiloxane (HMDSO) is used as acid-catalytically activatable hydrophobizing agent.
Besonders vorteilhaft ist es (Anspruch 9), wenn der Volumenanteil des Hydrophobierungsmittels im Sol 20 bis 50%, insbesondere 25% bis 40% und insbesondere 34% bis 38% beträgt. Gemäss einer weiteren Ausführungsform (Anspruch 10) wird als Hydrophobierungskatalysator Trimethylchlorsilan (TMCS) und/oder HCl in alkoholischer Lösung oder eine Mischung dieser beiden Komponenten verwendet, welche in einer verdünnten Lösemittelmischung bestehend aus einer ähnlichen oder identischen Zusammensetzung wie der Porenflüssigkeit gelöst ist und in der Flüssigphase mit dem Gel in Kontakt gebracht wird. Die Menge an mit Katalysator beladener Lösung gemessen am Gelvolumen sollte so klein als möglich gehalten werden, um den Vorteil einer möglichst geringen Lösemittelbilanz aufrecht zu erhalten. Vorzugsweise macht die katalysatorhaltige Lösung in einem Batchprozess bzw. kontinuierlichen Prozess einen Volumenanteil bzw. Volumenstro- manteil von maximal 30% insbesondere maximal 10% aus. Anstelle von HCl können auch andere Mineralsäuren verwendet werden, wobei sich Salpetersäure (HN03) als besonders vorteilhaft erwiesen hat. It is particularly advantageous (claim 9) if the volume fraction of the hydrophobizing agent in the sol is from 20 to 50%, in particular from 25% to 40% and in particular from 34% to 38%. According to a further embodiment (claim 10) is used as the hydrophobing catalyst trimethylchlorosilane (TMCS) and / or HCl in alcoholic solution or a mixture of these two components, which is dissolved in a dilute solvent mixture consisting of a similar or identical composition as the pore liquid and in the Liquid phase is brought into contact with the gel. The amount of catalyst-loaded solution measured in terms of gel volume should be kept as small as possible in order to maintain the advantage of the lowest possible solvent balance. Preferably, the catalyst-containing solution in a batch process or continuous process makes up a volume fraction or volume flow rate fraction of not more than 30%, in particular not more than 10%. Instead of HCl, other mineral acids can be used, with nitric acid (HN0 3 ) has proved to be particularly advantageous.
Gemäss einer anderen Ausführungsform des Verfahrens (Anspruch 1 1 ) ist das Gel ein polymerbasiertes Gel, vorzugsweise ein polyisocyanat-basiertes Gel. According to another embodiment of the method (claim 1 1), the gel is a polymer-based gel, preferably a polyisocyanate-based gel.
Für gewisse Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an die strukturelle Stabilität hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das gegebenenfalls aktivierte Sol vor der Gelierung in eine faserbasierte Matrix zuzugeben. Damit lassen sich faserverstärkte Aerogelplatten herstellen. For certain applications with increased structural stability requirements, it has proven advantageous to add the optionally activated sol prior to gelation into a fiber-based matrix. This makes it possible to produce fiber-reinforced airgel plates.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein erstes Vorstufenprodukt zur Herstellung einer Aerogelplatte bereitgestellt, welches aus einer mit Langlöchern versehenen erfindungsgemässen Aerogelplatte besteht. Die Langlöcher können als senkrecht durch die Plattenebene verlaufende Durchgangskanäle oder als entsprechende Sacklöcher mit nur einseitiger Öffnung. Die Langlöcher lassen sich insbesondere durch ein oben beschriebenes Verfahren (Anspruch 5) fertigen, wobei die Lochdimension im Wesentlichen durch die Aussenabmessungen der verwendeten Stangenelemente definiert ist. Allerdings ist dabei die Schrumpfung beim Altern des Gels zu berücksichtigen. According to a further aspect of the invention, a first precursor product for producing an airgel plate is provided which consists of an airgel plate provided with slots according to the invention. The elongated holes can as perpendicular through the plane of the plate extending through channels or as corresponding blind holes with only one-sided opening. The elongated holes can in particular be produced by a method described above (claim 5), wherein the hole dimension is essentially defined by the external dimensions of the rod elements used. However, the shrinkage during aging of the gel should be taken into account.
Gemäss einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein zweites Vorstufenprodukt zur Herstellung einer Aerogelplatte bereitgestellt, das aus einer Vielzahl von Aerogelstan- gen besteht. Diese Stangen lassen sich insbesondere durch ein oben beschriebenes Verfahren (Anspruch 2) herstellen, wobei die Aussenmasse der Aerogelstangen im We- sentlichen durch die Innenabmessungen der verwendeten Rohrelemente definiert ist. Allerdings ist auch hier die Schrumpfung beim Altern des Gels zu berücksichtigen. According to another aspect of the invention, a second precursor product is provided for producing an airgel plate which consists of a plurality of airgel rods. These rods can be produced in particular by a method described above (claim 2), wherein the outer mass of the airgel rods in the way is significantly defined by the internal dimensions of the pipe elements used. However, the shrinkage during aging of the gel must also be taken into account here.
Gemäss noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Aerogelplatte bereitge- stellt, welche eine erstes Vorstufenprodukt in Form einer Aerogelplatte umfasst, in dessen Langlöcher entsprechend geformte Aerogelstangen eines zweiten Vorstufenproduktes eingesetzt bzw. eingepresst sind. Dabei kann für die Aerogelplatte und für die Aerogelstangen grundsätzlich dasselbe Material verwendet. Auf diese Weise lässt sich zunächst das Plattenelement mit den Vorteilen des erfindungsgemässen Verfahrens her- stellen. Die in der herzustellenden Aerogelplatte letztlich unerwünschten Langlöcher, welche eine erhebliche Minderung der Wärmeisolationsfähigkeit zur Folge hätten, lassen sich durch die eingesetzten Aerogelstangen beheben. Es sind aber auch Anwendungsfälle denkbar, bei denen die eingesetzten Aerogelstangen aus einem anderen Material sind, das insbesondere eine Verbesserung der mechanischen und thermischen Eigenschaften des Enderzeugnisses ermöglicht. Beispielsweise kann eine aus einem silikatbasierten Gel gebildete, mit durchgängigen Langlöchern versehene Aerogelplatte mit Aerogelstangen aus einem Polyurethangel ausgestattet werden. According to yet a further aspect of the invention, an airgel plate is provided, which comprises a first precursor product in the form of an airgel plate, in the slots of which appropriately shaped airgel rods of a second precursor product are inserted or pressed. In principle, the same material can be used for the airgel plate and for the airgel rods. In this way, the plate element with the advantages of the method according to the invention can first be produced. The ultimately undesirable in the produced airgel plate slots, which would result in a significant reduction in heat insulation capacity, can be eliminated by the airgel rods used. But there are also applications conceivable in which the airgel rods used are made of a different material, which in particular allows an improvement of the mechanical and thermal properties of the final product. For example, formed from a silicate-based gel, provided with continuous slots airgel plate with airgel rods are made of a Polyurethanangel.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen: Exemplary embodiments of the invention will be described in greater detail below with reference to the drawings, in which:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Abstandsrelationen in verschiedenen Fig. 1 is a schematic representation of distance relations in different
Anordnungen: (a) quadratisches Rohrprofil, (b) kreisförmiges Rohrprofil, (c) Anordnung mit mehreren kreisförmigen Rohrprofilen (d), hexagonales Rohrprofil, (e) Anordnung mit mehreren hexagonalen Rohrprofilen, (f) or- thonormale Anordnung kreisförmiger Stangen und (g) hexagonale Anordnung kreisförmiger Stangen; Fig. 2 (a) bis (d) den Ablauf einer ersten Ausführungsform des Verfahrens; und  Arrangements: (a) square tube profile, (b) circular tube profile, (c) arrangement with several circular tube profiles (d), hexagonal tube profile, (e) arrangement with several hexagonal tube profiles, (f) orthogonal arrangement of circular bars and (g hexagonal arrangement of circular rods; Fig. 2 (a) to (d) the sequence of a first embodiment of the method; and
Fig. 3 (a) bis (e) den Ablauf einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens. Wege zur Ausführung der Erfindung Fig. 3 (a) to (e) the flow of a second embodiment of the method. Ways to carry out the invention
Die Fig. 1 veranschaulicht einige grundlegende geometrische Formen und Relationen. Darin ist der am weitesten vom nächsten kanalbildenden Element entfernte, innerste Punkt mit einem Kreuz dargestellt. Der im oben erläuterten Sinn definierte Maximalab- stand X, also der kürzeste Abstand des innersten Punktes vom nächsten kanalbildenden Element, ist ebenfalls eingezeichnet.  Fig. 1 illustrates some basic geometric shapes and relations. Therein, the innermost point furthest from the next channel-forming element is represented by a cross. The maximum distance X defined in the sense explained above, ie the shortest distance of the innermost point from the next channel-forming element, is also shown.
Die Fig. 1 a bis 1 e zeigen eine Situation, bei der die als kanalbildenden Elemente verwendeten Rohrbauteile 2 sowie ein darin befindliches Sol oder ein daraus gebildetes, noch ungealtertes Gel 4, ersichtlich sind. Zur besseren Veranschaulichung ist in diesen Figuren zudem ein Lösemittel oder ein Reaktionsmittel 5 für die eingangs beschriebenen Schritte d) bzw. e) dargestellt, welches nach Entfernung der Rohrbauteile in das zuvor gealterte Gel eindringen soll. Die Fig. 1f und 1 g zeigen eine andere Situation, bei der die Kanalbildung in einem gealterten Gelmaterial 6 durch Stangenelemente bereits vollzogen ist; die Stangenelemente wurden entfernt und es sind kreisförmige Kanäle 7 entstanden, in welche das Reaktionsmittel 5 eingefüllt wurde. 1 a to 1 e show a situation in which the tube components 2 used as channel-forming elements as well as a sol or a gel 4 formed therefrom, still unaged, can be seen. For better illustration, these figures also show a solvent or a reaction agent 5 for the steps d) or e) described at the outset, which after penetration of the pipe components is to penetrate into the previously aged gel. Figures 1f and 1g show another situation in which channeling in an aged gel material 6 has already been accomplished by rod members; the rod elements were removed and circular channels 7 were formed into which the reagent 5 was filled.
Bei dem in der Fig. 1 a dargestellten quadratischen Rohrprofil mit der Innenkantenlänge a beträgt der Maximalabstand X = a/2. Dies ist wie bereits eingangs erwähnt der kürzes- te Abstände vom innersten Punkt innerhalb des Profils. Bei dem in der Fig. 1 b dargestellten Kreisrohrprofil mit dem Innendurchmesser d beträgt der Maximalabstand X = d/2. Bei dem in der Fig. 1 d dargestellten regulär-hexagonalen Rohrprofil mit der inneren Seitenlänge b beträgt der Maximalabstand X = b/2 V3. In den Fig. 1 c und 1 e sind Anordnungen dicht gepackter kreisförmiger bzw. hexagonaler Rohrprofile dargestellt. In the case of the square tube profile with inner edge length a shown in FIG. 1a, the maximum distance X = a / 2. As already mentioned, this is the shortest distance from the innermost point within the profile. In the circular tube profile with the inner diameter d shown in FIG. 1 b, the maximum distance X = d / 2. In the regular hexagonal tube profile shown in FIG. 1 d with the inner side length b, the maximum distance X = b / 2 V3. Arrangements of densely packed circular or hexagonal tube profiles are shown in FIGS. 1 c and 1 e.
Bei dem in der Fig. 1f angedeuteten orthonormalen Gitternetz, in dessen Gitterpunkten jeweils kanalbildende kreisförmige Stangen angeordnet sind und das aus lauter quadra- tischen Elementarzellen der Seitenlänge A besteht, ist der Maximalabstand gegeben durch X = 1/2 (AV2 - ds). . In the direction indicated in Fig 1f orthonormal grid, in which the lattice points each channel-forming circular rods are arranged and there is a quadratic from louder tables elementary cells of the side length A, the maximum distance is given by X = 1/2 (AV2 - ds).
Bei dem in der Fig. 1 g angedeuteten hexagonalen Gitternetz, in dessen Gitterpunkten jeweils kanalbildende kreisförmige Stangen angeordnet sind und das aus lauter hexa- gonalen Elementarzellen der Seitenlänge B besteht, ist der Maximalabstand gegeben durch X = B - 14 ds. In the hexagonal lattice network indicated in FIG. 1 g, in the lattice points of which channel-forming circular rods are respectively arranged and which consists of nothing but hexagonal lattice rods. gonal unit cells of side length B, the maximum distance is given by X = B - 14 ds.
Der in den Fig. 2a bis 2d dargestellte Verfahrensablauf zeigt zunächst in Fig. 2a ein Bündel aus kreiszylindrischen Rohren 2, das anfänglich noch leer ist und insbesondere auf dem Boden einer nicht dargestellten Berandungsschale steht. In der Fig. 2b ist das Rohrbündel gefüllt mit einem Sol oder einem daraus gebildeten, noch ungealterten Gel 4. In der Fig. 2c hat eine Alterung des Gels mit einhergehender Schrumpfung stattgefunden, wodurch zwischen den zylinderförmigen Stangen 6 aus gealtertem Gel und den Rohren 2 ein mit Synereseflüssigkeit gefüllter spaltartiger Zwischenraum 8 entstanden ist. In der Fig. 2d sind die Gelstangen 6 mit teilweise nach oben herausgezogenen Rohren 2 gezeigt. Diese stehen nun für die weitere Verarbeitung bereit. The process sequence shown in FIGS. 2a to 2d initially shows in FIG. 2a a bundle of circular cylindrical tubes 2, which initially is still empty and in particular stands on the bottom of a boundary shell (not shown). In Fig. 2b, the tube bundle is filled with a sol or an unaged gel 4 formed therefrom. In Fig. 2c, aging of the gel has occurred with concomitant shrinkage, whereby between the cylindrical rods 6 of aged gel and the tubes 2 a filled with Synereseflüssigkeit gap-like gap 8 has arisen. In Fig. 2d, the tie rods 6 are shown with partially pulled up tubes 2. These are now ready for further processing.
Der in den Fig. 3a bis 3e dargestellte Verfahrensablauf zeigt zunächst in der Fig. 3a eine quaderförmige Berandungsschale 10 mit einer Bodenplatte 12, die nagelbrettartig mit einer Anordnung zylindrischer Stangen 14 versehen ist. Im gezeigten Beispiel sind alle Stangen etwa gleich lang. In der Fig. 3b enthält die Berandungsschale ein eingefüllte Sol beziehungsweise ein daraus gebildetes, noch ungealtertes Gel 4, dessen Füllhöhe knapp unterhalb der Stangenspitzen liegt. In der Fig. 3c hat eine Alterung des Gels mit einhergehender Schrumpfung stattgefunden, wodurch zwischen den zylindrischen Stangen 14 und dem plattenförmigen Körper 16 aus gealtertem Gel jeweils ein Zwischenraum 8 entstanden ist. In der Fig. 3d wurde ein Deckelteil 18 der Berandungsschale nach oben gehoben, wodurch ein Bodenteil 20 der Berandungsschale mit dem darin befindlichen gelalterten Gelkörper 16 freigelegt wird. In der Fig. 3e wurde der mit Durchgangslöchern 22 versehene gealterte Gelkörper 16 aus dem mit den Stangen 14 versehenen Bodenteil 20 herausgehoben und steht für die weitere Verarbeitung bereit. The process sequence shown in FIGS. 3 a to 3 e initially shows in FIG. 3 a a cuboid boundary shell 10 with a bottom plate 12 which is provided with a nail rod arrangement with an arrangement of cylindrical rods 14. In the example shown, all rods are about the same length. In FIG. 3 b, the boundary shell contains a filled sol or a gel 4 which is still unaged, and whose level is just below the rod tips. In Fig. 3c, an aging of the gel with concomitant shrinkage has occurred, whereby between the cylindrical rods 14 and the plate-shaped body 16 of aged gel each have a gap 8 is formed. In FIG. 3d, a cover part 18 of the boundary shell has been lifted up, whereby a bottom part 20 of the boundary shell with the gelatinous gel body 16 located therein is exposed. In FIG. 3e, the aged gel body 16 provided with through-holes 22 has been lifted out of the bottom part 20 provided with the rods 14 and is ready for further processing.
Herstellung eines anorganisch organischen Hybrid Aerogelgranulats Preparation of an Inorganic Organic Hybrid Airgel Granules
Ein Siliziumoxid Sol in Alkohol wird durch Zugabe von verdünnter ethanolischer Ammo- niaklösung bei Raumtemperatur aktiviert. Das Sol enthält als Nebenkomponente 2% Aminopropyltnethoxysilan (APTES) welches zusammen mit dem Ammoniak zugegeben wird. Dieses Sol wir nun in ein offenes Gefäss eingefüllt, welches wie in der Fig. 2 dargestellt mit einem Rohrbündelpaketeinsatz von d = 13 mm Rohrinnendurchmesser, hw = 1 mm Wandstärke und L = 90 cm Länge versehen ist. Dieser Einsatz füllt das gesamte Gefässvolumen aus. Nach erfolgter Gelierung wird das Gelpaket während 12 h gealtert. Danach wird der Rohrbündeleinsatz entfernt und überschüssige Flüssigkeit abdekantiert. Danach wird eine verdünnte Lösung, welche einen mit Amingruppen reagierenden Polymerquervernetzer sowie ein Hydrophobierungsmittel enthält, zugegeben. Die Mi- schung lässt man im Gefäss während weiteren 12 h in das Gel einziehen und reagieren, worauf überschüssige Flüssigkeit erneut entfernt wird. Die so entstandenen Gelstangen werden nun in einen Autoklaven platziert, nach C02 ausgetauscht und anschliessend superkritisch getrocknet. Als Produkt bleiben X-Aerogelstangen mit einer Dichte von 0.14 g/cm3 und einer Druckfestigkeit > 10 MPa zurück. A silica sol in alcohol is activated by adding dilute ethanolic ammonia solution at room temperature. The sol contains as secondary component 2% aminopropyltnethoxysilane (APTES) which is added together with the ammonia. This sol is now filled in an open vessel, which, as shown in FIG. 2, is provided with a tube bundle core insert of d = 13 mm internal pipe diameter, h w = 1 mm wall thickness and L = 90 cm length. This insert fills the entire Vessel volume off. After gelation, the gel packet is aged for 12 h. Thereafter, the tube bundle insert is removed and decanted excess liquid. Thereafter, a dilute solution containing an amine crosslinking polymer crosslinker and a hydrophobing agent is added. The mixture is allowed to enter the gel in the vessel for a further 12 h and react, whereupon excess liquid is removed again. The resulting loops are now placed in an autoclave, exchanged for C0 2 and then dried supercritically. As a product remain X airgel rods with a density of 0.14 g / cm 3 and a compressive strength> 10 MPa back.
Hocheffiziente Herstellung eines Silikatbasierten Aerogelgranulats Highly efficient production of a silicate-based airgel granulate
Ein Siliziumoxid Sol wird in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt und mit HMDSO von einem Si02 Gehalt von 10% auf 6.6% verdünnt. An einer Füllstation wird dieses Sol bei einer Temperatur von 35°C durch Beimischen von verdünnter Ammoniaklösung akti- viert. An der Abfüllstation stehen 200 I Behälter bereits, welche mit einem den Hohlraum voll ausfüllenden, honigwabenartigen Einsatz versehen sind. Die Honigwabenform hat eine Wandstärke von 0.5 mm und einen Zelldurchmesser von 8mm. Die Behälter werden nun einzeln abgefüllt und mittels Deckel hermetisch verschlossen, danach werden sie während 18 h bei 70°C gelagert. Während dieser Zeit geliert die Mischung und die in den Wabenkanälen ausgebildeten Gelkörper altern, wobei diese leicht schrumpfen. Bedingt durch den Schrumpf entstehen Zwischenräume, in welchen die Flüssigkeit zirkulieren kann (analog zu Fig. 2c). Nach erfolgter Alterung werden die Behälter geöffnet und die Synereseflüssigkeit entleert. Danach gibt man pro Behälter 20 I verdünnter Mineralsäure als Katalysator zu, wobei diese sich in den Zwischenräumen zwischen Gel und Wabenwand gleichmässig verteilt. Die Behälter werden erneut verschlossen und während 8h bei 90°C gelagert, wobei die Gele hydrophobiert werden. Anschliessend werden die Behälter entleert und die hydrophobierten Gelstangen in einem Ofen bei 150°C getrocknet. Während der Trocknung zerbrechen die Gelstangen von selbst in ein Aerogel- granulat mit einer Korngrösse zwischen 4 und 7 mm. Die Dichte des so erhaltenen Ae- rogelgranulats beträgt 0.096 g/cm3 und die Wärmeleitfähigkeit der Schüttung 17.8 mW/m K. Durch die erfindungsgemässe Verarbeitung bleiben die Gelkörper bis zum Trocknungsschritt in der Form unverändert was zu einer Ausbeute an Granulat von mindestens 95% führt. Im Vergleich zu mechanisch zerkleinerten Gelen entsteht so deutlich weniger Aerogelstaub, welcher als minderwertiges Produkt angesehen werden muss. A silica sol is produced in a continuous process and diluted with HMDSO from a 10% Si0 2 content to 6.6%. At a filling station, this sol is activated at a temperature of 35 ° C. by admixing dilute ammonia solution. At the filling station are 200 I container already, which are provided with a cavity fully filling, honeycomb-like insert. The honeycomb shape has a wall thickness of 0.5 mm and a cell diameter of 8mm. The containers are now filled individually and hermetically sealed by means of a lid, after which they are stored for 18 h at 70 ° C. During this time, the mixture gels and gel bodies formed in the honeycomb channels age, shrinking slightly. Due to the shrinkage, gaps are created in which the liquid can circulate (analogous to FIG. 2c). After aging, the containers are opened and the Synereseflüssigkeit drained. Thereafter, 20 l of dilute mineral acid are added as a catalyst per container, which is evenly distributed in the spaces between gel and honeycomb wall. The containers are resealed and stored for 8 hours at 90 ° C, whereby the gels are rendered hydrophobic. The containers are then emptied and the hydrophobic gel bars are dried in an oven at 150 ° C. During drying, the lashing bars break themselves into an airgel granulate with a particle size between 4 and 7 mm. The density of the aerogranular granules thus obtained is 0.096 g / cm 3 and the heat conductivity of the bed 17.8 mW / m K. By the processing according to the invention, the gel bodies remain unchanged in the mold until the drying step which leads to a granule yield of at least 95% , Compared to mechanically comminuted gels arises like this significantly less airgel dust, which must be considered as an inferior product.
In einer alternativen Ausführung werden die Einsätze in einem grosstechnischen Pro- zess nicht in einzelne Behälter sondern in einen länglichen Prozesstunnel eng anschliessend eingesetzt und durchlaufen so mit dem Gel den gesamten Produktionspro- zess auf einem Förderbandantrieb, wobei die Synereseflüssigkeit in einem bestimmten Bereich am Boden abgezogen und kurz danach der Hydrophobierungskatalysator von der Decke durch ein Einspritzsystem zudosiert wird. In an alternative embodiment, the inserts are used in a large-scale process not in individual containers but in an elongated process tunnel, and thus pass through the entire production process on a conveyor belt drive with the gel, whereby the syneresis liquid is removed from the bottom in a certain area and shortly thereafter the hydrophobizing catalyst is metered from the ceiling through an injection system.
Herstellung einer strukturierten Polyurethan Aerogelplatte Production of a structured polyurethane airgel plate
Zwei frisch präparierte Lösungen in einem organischen Lösemittelgemisch bestehend aus einem Isocyanatgemisch (Komponente 1 ) und einem Polyol mit einem Katalysator (Komponente 2) werden miteinander vermischt und in eine Schalenform gegeben, in welcher eine gleichmässige, flächendeckende Anordnung zylindrischer Stangen gemäss Fig. 3a) eingelassen ist. Die einzelnen Stangen weisen einen Durchmesser ds = 20 mm, eine Länge Ls = 331 mm und einem kürzesten Mittelpunktsabstand A = 35 mm auf. Die Füllhöhe des Solgemischs bestehend aus Komponenten 1 und 2 beträgt H = 315 mm. Auf der Oberseite wird das Sol mit einer in die Stangen greifenden, passenden Loch- platte abgedeckt. Nach erfolgter Gelierung und Alterung des Gels wird die Lochplatte entfernt und die einzelnen Stangen herausgezogen. Der Gelkörper wird darauf aus der Form entfernt und in einen Autoklaven transferiert. Die im Gelkörper enthaltene Porenflüssigkeit wird nun in diesem Autoklaven mittels überkritischem C02 extrahiert und das Gel anschliessend superkritisch getrocknet. Am Ende bleibt eine Polyurethanaerogel- Lochplatte von 273 mm Dicke zurück. Two freshly prepared solutions in an organic solvent mixture consisting of an isocyanate mixture (component 1) and a polyol with a catalyst (component 2) are mixed together and placed in a shell mold in which a uniform, area-wide arrangement of cylindrical rods according to FIG. 3a) is. The individual rods have a diameter d s = 20 mm, a length Ls = 331 mm and a shortest center distance A = 35 mm. The filling level of the sol mixture consisting of components 1 and 2 is H = 315 mm. On the top, the sol is covered with a matching perforated plate that fits into the bars. After gelation and aging of the gel, the perforated plate is removed and the individual rods pulled out. The gel body is then removed from the mold and transferred to an autoclave. The pore liquid contained in the gel body is then extracted in this autoclave by means of supercritical C0 2 and the gel is then dried supercritically. At the end, a polyurethane orogel perforated plate of 273 mm thickness remains.
In einer alternativen Ausführung bestehen die Mischungen 1 und 2 aus einer Lösung aus Resorzin mit geringem Zusatz an Säurekatalysator sowie einer verdünnten, wässri- gen Formaldehydlösung. Hierbei ist es allerdings erforderlich, vor dem überkritischen Trocknen die wässirge Porenflüssigkeit mittels Lösemittelaustausch in ein geeignetes Lösemittel-Medium wie beispielsweise Aceton oder Ethanol überzuführen. In an alternative embodiment, mixtures 1 and 2 consist of a solution of resorcinol with a small addition of acid catalyst and a dilute, aqueous formaldehyde solution. In this case, however, it is necessary to convert the aqueous pore liquid by means of solvent exchange into a suitable solvent medium such as acetone or ethanol before the supercritical drying.
Industrielle Herstellung einer Aerogelplatte Ein in einem kontinuierlichen Durchlaufreaktor hergestelltes Siliziumoxid Sol wird auf einen Silikatgehalt von 5.7% (gemessen als Si02) eingestellt. Das Sol wird mit Ammoniak als Gelierungskatalysator versehen und in eine Schalenform gegeben, in welcher sich ein nagelbrettartiger Einsatz befindet. Der Einsatz besteht aus einer Grundplatte auf welcher eine regelmässige hexagonale Anordnung von normal zur Fläche stehender nadelartigen Stangen analog Figur 1 g mit einem Durchmesser ds = 1 .5 mm und einer Länge Ls = 70 mm sowie einem kürzesten Mittelpunktsabstand B = 10 mm, welcher der Seitenlänge des Hexagons entspricht, aufgebracht sind. Die Füllhöhe H des Solge- mischs beträgt ebenfalls 70 mm sodass die Spitzen der Stangen knapp bedeckt sind. Nun wird das Sol mit einer zweiten Platte abgedeckt (Abdeckplatte, nicht dargestellt). Nach erfolgter Gelierung und Alterung des Gels wird die Abdeckplatte entfernt, die Gelplatte aus der Form entfernt und der Einsatz vorsichtig herausgelöst. Die mit Durchgangslöchern versehene Gelplatte wird auf ein langsam laufendes (7.3 m/h) Förderband transferiert. Dieser Gelkörper wird von oben mit einem Gemisch aus frischem Hydro- phobierungsmittelgemisch bestehend aus 85% HMDSO und 15% salzsaurem verdünntem Ethanol besprüht, wobei die sich auf der Platte aufbauende Überschussflüssigkeit fortwährend über das gas- und flüssigkeitsdurchlässige Förderband-Membranmaterial mittels Pumpe bei geringem Unterdruck abgesaugt wird. Nach 6 h Austausch- und Hydrophobierungszeit bei 75°C wird die Platte mittels Lösemitteltrocknung bei 150°C ge- trocknet. Industrial production of an airgel plate A prepared in a continuous flow reactor silica sol is adjusted to a silicate content of 5.7% (measured as Si0 2 ). The sol is provided with ammonia as a gelation catalyst and placed in a dish form containing a nail-board-like insert. The insert consists of a base plate on which a regular hexagonal arrangement of normal to the surface standing needle-like rods analogous to Figure 1 g with a diameter ds = 1 .5 mm and a length Ls = 70 mm and a shortest center distance B = 10 mm, which Side length of the hexagon corresponds, are applied. The filling height H of the mixed solution is also 70 mm so that the tips of the bars are barely covered. Now the sol is covered with a second plate (cover plate, not shown). After gelation and aging of the gel, the cover plate is removed, the gel plate removed from the mold and the insert carefully dissolved out. The through holeed gel plate is transferred to a slow speed (7.3 m / h) conveyor belt. This gel body is sprayed from above with a mixture of fresh hydrophobing agent mixture consisting of 85% HMDSO and 15% hydrochloric acid dilute ethanol, wherein the build-up on the plate excess liquid sucked continuously through the gas and liquid permeable conveyor belt membrane material by means of pump at low vacuum becomes. After 6 hours of exchange and hydrophobization time at 75 ° C., the plate is dried by means of solvent drying at 150 ° C.
Vergleichsbeispiel Comparative example
Gemäss einem heute üblichen Standardverfahren ohne kanalbildende Elemente beträgt die unter ansonsten gleichen Bedingungen zu erwartende Austausch- und Hydrophobie- rungszeit rund 25-mal länger, d.h. 150 h, was für einen industriellen Prozess untragbar ist.  According to a standard method which is customary today without channel-forming elements, the replacement and hydrophobicization time to be expected under otherwise identical conditions is approximately 25 times longer, ie. 150 h, which is unsustainable for an industrial process.
In einer weiteren Ausführung wird die im obigen Beispiel beschriebene, nach erfin- dungsgemässen Verfahren produzierte Aerogelplatte mit in die Löcher passenden Ae- rogelzylindern ausgefüllt. Die dazu benötigten Gelzylinder wurden zuvor eigens aus einer passend gewählten Polyurethangelformulierung zubereitet und anschliessend aus C02 überkritisch getrocknet. In a further embodiment, the airgel plate produced in the above example and produced according to the method according to the invention is filled with aerosol cylinders suitable for the holes. The gel cylinders required for this purpose were previously prepared specifically from a suitably selected polyurethane gel formulation and then dried overcored from C0 2 .

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials mit einer Porosität von mindestens 0.55 und einer mittleren Porengrösse von 10 nm bis 500 nm, umfassend fol- gende Schritte: 1 . A process for producing an airgel material having a porosity of at least 0.55 and an average pore size of 10 nm to 500 nm, comprising the following steps:
a) Präparation und gegebenenfalls Aktivierung eines Sols;  a) preparation and optionally activation of a sol;
b) Einfüllen des Sols in eine Gussform (10);  b) filling the sol into a mold (10);
c) Gelierung des Sols, wobei ein Gel (4) entsteht, und anschliessende Alterung des Gels;  c) gelation of the sol to give a gel (4) followed by aging of the gel;
mindestens einen der folgenden Schritte d) und e)  at least one of the following steps d) and e)
d) Austausch von Porenflüssigkeit durch ein Lösemittel;  d) replacement of pore fluid by a solvent;
e) chemische Modifizierung des gealterten und gegebenenfalls lösemittelgetauschten Gels (6) durch ein Reaktionsmittel;  e) chemical modification of the aged and optionally solvent-exchanged gel (6) by a reagent;
gefolgt von  followed by
f) Trocknung des Gels, wobei das Aerogelmaterial gebildet wird;  f) drying the gel to form the airgel material;
dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt b) verwendete Gussform mit einer Vielzahl von kanalbildenden Elementen (2; 14) versehen ist, welche derart gestaltet sind, dass das in die Gussform eingefüllte Sol über eine vorgegebene, in Kanalrichtung der Elemente definierte Mindestlänge L überall maximal um einen Ab- stand X von einem kanalbildenden Element entfernt ist, mit der Massgabe, dass X characterized in that the mold used in step b) is provided with a plurality of channel-forming elements (2; 14) which are designed such that the sol filled in the mold reaches a maximum everywhere over a predetermined minimum length L defined in the channel direction of the elements is a distance X from a channel-forming element, with the proviso that X
< 15 mm und L/X > 3. <15 mm and L / X> 3.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die kanalbildenden Elemente als Bündel parallel zueinander angeordneter Rohre ausgestaltet ist, wobei die Gussform für das Sol durch die Innenräume der Rohre gebildet wird, und wobei der Lösemittelaustausch d) und/oder die chemische Modifizierung des Gels e) durch einen infolge Schrumpfung während der Alterung des Gels c) ausgebildeten Zwischenraum zwischen Gel und kanalbildendem Element direkt in der Gussform, vorzugsweise durch erzwungene Konvektion von zugeführtem Lösemittel beziehungsweise Re- aktionsmittel ausgeführt wird. 2. The method of claim 1, wherein the channel-forming elements is configured as a bundle of mutually parallel tubes, wherein the mold for the sol is formed by the interiors of the tubes, and wherein the solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) by a gap formed between the gel and the channel-forming element as a result of shrinkage during the aging of the gel c) directly in the mold, preferably by forced convection of supplied solvent or reaction medium.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei sämtliche Rohre einen identischen, vorzugsweise sechseckförmigen Querschnitt aufweisen. 3. The method of claim 2, wherein all the tubes have an identical, preferably hexagonal cross-section.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das gegebenenfalls lösemittelgetauschte und gegebenenfalls chemisch modifizierte Gel als Gelstangen aus der Gussform entfernt und danach die Trocknung f) mittels unterkritischer Trocknung ausgeführt wird. A process according to claim 2 or 3, wherein the optionally solvent-exchanged and optionally chemically modified gel is removed from the mold as lashing rods and thereafter the drying f) is carried out by means of subcritical drying.
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die kanalbildenden Elemente als Bündel parallel zueinander angeordneter Stangenelemente ausgestaltet sind, wobei die Gussform für das Sol durch einen sich zwischen den Stangenelementen befindlichen Raum gebildet wird, und wobei die Stangenelemente nach erfolgter Gelierung und Alterung in Kanalrichtung aus der Gussform herausziehbar sind derart, dass ein plattenförmiger Gelkörper mit durchgehenden Kanälen entsteht, wobei der Lösemittelaustausch d) und/oder die chemische Modifizierung des Gels e) durch Beaufschlagen mit Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel ausgeführt wird. The method of claim 1, wherein the channel-forming elements are configured as a bundle of mutually parallel rod elements, wherein the mold for the sol is formed by a space located between the rod elements, and wherein the rod elements after gelation and aging in Kanalrichtung pulled out of the mold are such that a plate-shaped gel body is formed with continuous channels, wherein the solvent exchange d) and / or the chemical modification of the gel e) is carried out by applying solvent or reagent.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Beaufschlagen mit Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel durch erzwungene Konvektion erfolgt, indem der Gelkörper auf eine mindestens teilweise permeablen Saugplatte gestellt wird, an deren Unterseite ein Unterdruck zum Abziehen des Lösemittels beziehungsweise Reaktionsmittels angelegt wird und wobei von oberhalb des Gelkörpers neues Lösemittel beziehungsweise Reaktionsmittel zugeführt wird. The method of claim 5, wherein the application of solvent or reaction agent by forced convection by the gel body is placed on an at least partially permeable suction plate on the underside of a vacuum for removing the solvent or reagent is applied and wherein from above the gel body new solvent or reactant is supplied.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Method according to one of claims 1 to 6, wherein
als Sol ein Siliziumoxid-Sol in einem alkoholischen Lösemittelgemisch präpariert wird, welches mindestens ein säurekatalytisch aktivierbares Hydrophobierungsmittel enthält, wobei der Volumenanteil des Hydrophobierungsmittels im Sol 5 bis 60% beträgt,  as Sol a silica sol is prepared in an alcoholic solvent mixture containing at least one acid-catalytically activatable hydrophobing agent, wherein the volume fraction of the hydrophobing agent in the sol is 5 to 60%,
die Gelierung des Sols durch Basenzugabe ausgelöst wird;  gelation of the sol is initiated by base addition;
eine chemische Modifizierung des gealterten Gels durchgeführt wird, wobei die chemische Modifizierung eine Hydrophobierung ist, welche durch Freisetzung oder Zugabe mindestens eines mit dem Hydrophobierungsmittel zusammenwirkenden Hydrophobierungskatalysators eingeleitet wird; und die Trocknung des Gels durch unterkritisches Trocknen ausgeführt wird;  a chemical modification of the aged gel is performed, wherein the chemical modification is a hydrophobing initiated by the release or addition of at least one hydrophobizing catalyst co-operating with the hydrophobizing agent; and the drying of the gel is carried out by subcritical drying;
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das katalytisch aktivierbare Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan (HMDSO) ist. The method of claim 7, wherein the catalytically activatable hydrophobing agent is hexamethyldisiloxane (HMDSO).
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Volumenanteil des Hydrophobierungsmittels im Sol 20 bis 50%, insbesondere 25% bis 40% und besonders 34% bis 38% beträgt. A method according to claim 7 or 8, wherein the volume fraction of the hydrophobizing agent in the sol 20 to 50%, in particular 25% to 40% and especially 34% to 38%.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Hydrophobierungskatalysator Trimethylchlorsilan (TMCS) und/oder HCl in alkoholischer Lösung ist. A process according to any one of claims 7 to 9, wherein the hydrophobizing catalyst is trimethylchlorosilane (TMCS) and / or HCl in alcoholic solution.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gel ein polymerbasiertes Gel, vorzugsweise ein polyisocyanat-basiertes Gel ist. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the gel is a polymer-based gel, preferably a polyisocyanate-based gel.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 1 1 , wobei das gegebenenfalls aktivierte Sol vor der Gelierung in eine faserbasierte Matrix zugegeben wird. The method of claim 1 to 1 1, wherein the optionally activated sol is added prior to gelation in a fiber-based matrix.
Erstes Vorstufenprodukt zur Herstellung einer Aerogelplatte, bestehend aus einer gemäss Anspruch 5 herstellbaren, mit Langlöchern versehenen Aerogelplatte. First precursor product for producing an airgel plate, consisting of an airgel plate which can be produced according to claim 5 and provided with oblong holes.
Zweites Vorstufenprodukt zur Herstellung einer Aerogelplatte, bestehend aus einer Vielzahl von gemäss Anspruch 2 herstellbaren Aerogelstangen. Second precursor product for producing an airgel plate, consisting of a plurality of airgel rods which can be produced according to claim 2.
15. Aerogelplatte bestehend aus einem ersten Vorstufen produkt gemäss Anspruch 13, in dessen Langlöcher entsprechend geformte Aerogelstangen eines zweiten Vorstufenproduktes nach Anspruch 14 eingesetzt sind. 15. Airgel plate consisting of a first precursor product according to claim 13, in the slots correspondingly shaped airgel rods of a second precursor product according to claim 14 are used.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3002361A1 (en) 2015-11-03 2017-05-11 Blueshift Materials, Inc. Internally reinforced aerogel and uses thereof
KR101774140B1 (en) * 2016-01-19 2017-09-01 주식회사 엘지화학 Preparation method and apparatus of aerogel sheet
WO2017216034A1 (en) * 2016-06-17 2017-12-21 Henkel Ag & Co. Kgaa Polysiloxane based aerogels
CA3030383C (en) 2016-07-29 2023-02-21 Evonik Degussa Gmbh Method for producing hydrophobic heat insulation material
US10836880B2 (en) 2016-10-24 2020-11-17 Blueshift Materials, Inc. Fiber-reinforced organic polymer aerogel
MX2019008516A (en) 2017-01-18 2019-09-18 Evonik Degussa Gmbh Granular thermal insulation material and method for producing the same.
EP3405517B1 (en) 2017-01-26 2021-11-10 Blueshift Materials, Inc. Organic polymer aerogels comprising microstructures
CA3061618A1 (en) * 2017-04-28 2018-11-01 Blueshift Materials, Inc. Macroporous-structured polymer aerogels
DE102017209782A1 (en) 2017-06-09 2018-12-13 Evonik Degussa Gmbh Process for thermal insulation of an evacuable container
WO2019160368A1 (en) * 2018-02-14 2019-08-22 주식회사 엘지화학 Method for preparing hydrophobic silica aerogel granules
EP3758921A1 (en) * 2018-03-01 2021-01-06 Basf Se Method for manufacturing a body made of a porous material
EP3762137A1 (en) 2018-03-05 2021-01-13 Evonik Operations GmbH Method for producing an aerogel material
EP3597615A1 (en) 2018-07-17 2020-01-22 Evonik Operations GmbH Granular mixed oxide material and thermal insulating composition on its basis
US10381006B1 (en) * 2018-11-26 2019-08-13 Accenture Global Solutions Limited Dialog management system for using multiple artificial intelligence service providers
CN114401925A (en) * 2020-06-19 2022-04-26 株式会社Lg化学 Hydrophobic silica aerogel felt and preparation method thereof
CH717558A1 (en) * 2020-06-22 2021-12-30 Rockwool Int Airgel composite materials, as well as thermal insulation element.
CN112500606B (en) * 2020-12-02 2022-02-15 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 Method for preparing gradient density aerogel by adopting double diffusion convection
CN112976432B (en) * 2021-01-26 2023-03-31 广东千大新材料有限公司 Preparation method of self-shedding and self-repairing type aerogel composite material

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5565142A (en) 1992-04-01 1996-10-15 Deshpande; Ravindra Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification.
US5484818A (en) 1993-07-22 1996-01-16 Imperial Chemical Industries Plc Organic aerogels
AU7655594A (en) 1993-08-31 1995-03-22 Basf Aktiengesellschaft Hydrophobic silicic acid aerogels
DE19631267C1 (en) 1996-08-02 1998-04-30 Hoechst Ag Process for the production of organically modified aerogels
US5972254A (en) * 1996-12-06 1999-10-26 Sander; Matthew T. Ultra-thin prestressed fiber reinforced aerogel honeycomb catalyst monoliths
US5962539A (en) 1997-05-09 1999-10-05 Separex S.A. Process and equipment for drying a polymeric aerogel in the presence of a supercritical fluid
US7779651B2 (en) * 2001-12-21 2010-08-24 Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Process for manufacturing a micro-structured optical fibre
PL3120983T3 (en) * 2003-06-24 2020-03-31 Aspen Aerogels, Inc. Continuous sheet of gel material and continuous sheet of aerogel material
US7384988B2 (en) * 2003-08-26 2008-06-10 Union College Method and device for fabricating aerogels and aerogel monoliths obtained thereby
US20060211840A1 (en) 2005-03-20 2006-09-21 Aspen Aerogels Inc. Polyurea aerogels
WO2010080239A2 (en) * 2008-12-18 2010-07-15 3M Innovative Properties Company Methods of preparing hybrid aerogels
WO2012062370A1 (en) 2010-11-11 2012-05-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Aerogel-aerogel composite material
CN102380284A (en) * 2011-09-14 2012-03-21 北京化工大学常州先进材料研究院 Device and method for adsorbing, recovering and treating organic exhaust gas by aerogel
FR2981341B1 (en) * 2011-10-14 2018-02-16 Enersens PROCESS FOR MANUFACTURING XEROGELS
KR101237013B1 (en) 2012-07-02 2013-02-25 에어로젤테크날로지 주식회사 Insulating material containing aerogel and method for preparing the same
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