JP2000129127A - Porous silica-silicone composite material and its production - Google Patents

Porous silica-silicone composite material and its production

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JP2000129127A
JP2000129127A JP10302702A JP30270298A JP2000129127A JP 2000129127 A JP2000129127 A JP 2000129127A JP 10302702 A JP10302702 A JP 10302702A JP 30270298 A JP30270298 A JP 30270298A JP 2000129127 A JP2000129127 A JP 2000129127A
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derivative
composite material
porous silica
polyalkylsiloxane
alkoxide
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Haruko Sasaki
晴子 佐々木
Takeshi Narita
毅 成田
Katsuya Kusuno
勝也 楠野
Kazuo Nishimoto
一夫 西本
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Nichias Corp
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Nichias Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composite material having high insulating effect, capable of manifesting excellent mechanical characteristics by drying a gelatinized product of an alkoxide of silicon or a derivative thereof, with a polyalkylsiloxane derivative. SOLUTION: A gelatinized product of (A) an alkoxide of silicon or a derivative thereof, with (B) a polyalkylsiloxane derivative is dried to provide the objective composite material. The composite material preferably comprises 30-99 pts.wt. component A and 1-70 pts.wt. component B. The composite material preferably has 0.01-0.5 g/cm3 bulk density. The composite material is obtained by adding the component B to a diluted solution of the component A, adding water to the obtained mixture to hydrolyze the components, dipping the wet gel formed by the hydrolysis into an organic solvent to age the gel, and drying the aged gel. As a result, the composite material is expected to have insulation properties the same as that of an aerogel, further to have flexibility superior to the aerogel, to be excellent in processability and to provide an insulating material having good operability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、断熱材として使
用可能な、多孔質シリカ・シリコーン複合材とその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous silica / silicone composite which can be used as a heat insulating material, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリカ系断熱材としては、主とし
て繊維質多孔質体やシリカ系粒子を成形した多孔質体が
使用されている。シリカ系繊維質多孔質体は、熱伝導率
が比較的小さい、柔軟性がある、耐熱性が高い、比較的
低価格である、加工性がよい等の理由で、特に高温用断
熱材や住宅、ビル等の建材用吸音断熱材として広く使用
されている。また、シリカ系粒子多孔質体は、強度が大
きい、耐熱性が高い等の理由で炉材などとして使用され
ている。しかし、これら従来型の多孔質体は、粉塵が発
生し人体に有害である、室温付近での熱伝導率がプラス
チックフォーム断熱材などに比較して大きい、などの欠
点も有する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a silica-based heat insulating material, a fibrous porous body or a porous body formed of silica-based particles has been mainly used. Silica-based fibrous porous materials are particularly suitable for high-temperature heat insulating materials and houses because of their relatively low thermal conductivity, flexibility, high heat resistance, relatively low cost, and good workability. Widely used as a sound-absorbing heat insulating material for building materials such as buildings. Further, porous silica-based particles have been used as furnace materials because of their high strength and high heat resistance. However, these conventional porous bodies also have drawbacks such as dust being generated and being harmful to the human body, and having a higher thermal conductivity near room temperature than plastic foam insulation materials.

【0003】これに対して、近年新しいタイプの断熱材
としてエアロゲルと呼ばれる材料が開発されている。エ
アロゲルは、金属のアルコキシドやハロゲン化物、ある
いは有機化合物を加水分解、重合などの方法でゲル化さ
せてアルコゲルを生成させ、このアルコゲル中の有機相
をアルコールや炭酸ガスなどの溶媒に置換して、溶媒を
超臨界状態にして抜き去ることによって得られる物質
で、微細な粒子の集合体を骨格とする多孔質体である。
エアロゲルの製造方法は、1930年代のはじめにS.S.
キスラーによってはじめてネイチャー誌上に報告され
た。キスラーは珪酸ナトリウム水溶液に塩酸を加えてゲ
ル化させ、これを水とアルコールで洗浄し、アルコール
を超臨界状態にして抜き去る方法でエアロゲルを製造し
た。この方法は製造に数週間かかったが、1960年代のは
じめにS.J.テシュネらによってテトラメトキシシラ
ンを加水分解し、アルコゲルを作製する方法が報告され
製造時間は大幅に短縮された。その後A.J.ハントら
によって有毒なテトラメトキシシランに変わってテトラ
エトキシシランを使用する方法と、超臨界乾燥時に爆発
性のあるアルコールに変わって炭酸ガスを使用する方法
が報告されている。このエアロゲルはプラスチックフォ
ーム並の熱伝導率、軽量である、不燃性、粉塵が発生し
ない、透光性があるなどの特徴を有する新しい断熱材と
して知られている。
On the other hand, in recent years, a material called aerogel has been developed as a new type of heat insulating material. Airgel is a method of hydrolyzing, polymerizing, or the like a metal alkoxide or halide, or an organic compound to form an alcogel, and replacing the organic phase in the alcogel with a solvent such as alcohol or carbon dioxide gas. A substance obtained by extracting a solvent in a supercritical state and being a porous body having an aggregate of fine particles as a skeleton.
Airgel production methods were described in the early 1930s by S.A. S.
It was first reported in Nature by Kistler. Kistler produced aerogels by adding hydrochloric acid to an aqueous solution of sodium silicate to cause gelation, washing this with water and alcohol, and removing the alcohol in a supercritical state. This method took several weeks to manufacture, but in the early 1960s S.M. J. Teshne et al. Reported a method for producing an alcogel by hydrolyzing tetramethoxysilane, and the production time was greatly reduced. Then A. J. Hunt et al. Reported a method using tetraethoxysilane instead of toxic tetramethoxysilane, and a method using carbon dioxide gas instead of explosive alcohol during supercritical drying. This airgel is known as a new heat insulating material having characteristics such as thermal conductivity similar to that of plastic foam, light weight, nonflammability, no generation of dust, and light transmissivity.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エアロ
ゲルは脆くて加工性が悪く、製造コストが高いなどの問
題点があり、広く実用に供されてはいない。エアロゲル
が脆い理由としては、空隙率が90%以上と高く固体分が
少ないこと、エアロゲルの骨格を形成する-O-Si-O-の結
合が非晶質で比較的弱いこと、-O-Si-O-結合が三次元立
体構造をとるため格子間の拘束が強く柔軟性が低いこと
などが挙げられる。
However, aerogels have problems such as brittleness, poor workability, and high manufacturing cost, and have not been widely used. Airgel is brittle because the porosity is as high as 90% or more and the solid content is low, the bond of -O-Si-O- that forms the skeleton of the aerogel is amorphous and relatively weak, and -O-Si Because the -O- bond has a three-dimensional structure, the lattice is strongly restrained and the flexibility is low.

【0005】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、断熱効果が高いことは勿論のこと、機械的特性
にも優れた多孔質シリカ・シリコーン複合材を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a porous silica-silicone composite material having not only a high heat insulating effect but also excellent mechanical properties. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、珪素のアルコキシド又はその誘導体
と、ポリアルキルシロキサン誘導体とのゲル化物を乾燥
させて得られることを特徴とする多孔質シリカ・シリコ
ーン複合材を提供する。また、本発明は、珪素のアルコ
キシド又はその誘導体と、ポリアルキルシロキサン誘導
体とをゲル化させ、乾燥させることを特徴とする多孔質
シリカ・シリコーン複合材の製造方法を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a porous material obtained by drying a gelled product of an alkoxide of silicon or a derivative thereof and a polyalkylsiloxane derivative. Provide a porous silica-silicone composite. The present invention also provides a method for producing a porous silica / silicone composite material, which comprises gelling and drying a silicon alkoxide or a derivative thereof and a polyalkylsiloxane derivative.

【0007】上記多孔質シリカ・シリコーン複合材は、
シリカの骨格中に柔軟性のあるシリコーンが複合された
ものであり、エアロゲルと同等の断熱性能を備えるとと
もに、エアロゲルよりも格段に優れた機械的特性、特に
柔軟性を有し、加工性にも優れる。
[0007] The porous silica-silicone composite material comprises:
Flexible silicone is compounded in the skeleton of silica.It has the same heat insulation performance as airgel, and has much better mechanical properties than airgel. Excellent.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明に関して詳細に説明
する。本発明の多孔質シリカ・シリコーン複合材は、珪
素のアルコキシド又はその誘導体と、ポリアルキルシロ
キサン誘導体とを出発原料とする。珪素のアルコキシド
としては、一般式 Si(OR1)4(R1はアルキル基)を、そ
の誘導体としては、一般式 R2Si(OR1)3 または R2R3S
i(OR1)2 またはR2R3R4SiOR 1(R2、R3、R4はそれぞれ独
立にアルキル基、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、ア
クリル基、メタクリロキシ基、クロロプロピル基、メル
カプト基、イソシアネート基、ハロゲン原子などを表
す)で表される化合物を好適に使用することができる。
このような珪素のアルコキシドとしては、例えばテトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシランなどが、その誘
導体としてはビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シ
ラン、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシ
ラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、
γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、N
-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキ
シシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルト
リメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、γ-イソシアネート
プロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。また、
これら珪素のアルコキシド及びその誘導体は、親水性の
有機溶媒で希釈して使用される。その際使用される親水
性の有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノールなどのアルコール類やテトラヒド
ロフラン、ジオキサンなどが好適である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
I do. The porous silica-silicone composite material of the present invention is
Alkoxide or derivative thereof and polyalkylsilo
A xan derivative is used as a starting material. Alkoxide of silicon
Is represented by the general formula Si (OR1)Four(R1Is an alkyl group)
Derivatives of the general formula RTwoSi (OR1)ThreeOr RTwoRThreeS
i (OR1)TwoOr RTwoRThreeRFourSiOR 1(RTwo, RThree, RFourIs German
Alkyl groups, vinyl groups, epoxy groups, amino groups,
Kuryl group, methacryloxy group, chloropropyl group, mel
Displays capto group, isocyanate group, halogen atom, etc.
The compound represented by formula (1) can be suitably used.
Such silicon alkoxides include, for example, tetra
Methoxysilane, tetraethoxysilane, etc.
Conductors include vinyltrimethoxysilane and vinyltrie
Toxic silane, vinyl tris (β-methoxyethoxy)
Orchid, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrime
Toxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxy
Silane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxy
Orchid, γ-methacryloxypropyltrimethoxysila
Γ-methacryloxypropyltriethoxysilane,
γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane,
γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, N
-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyl dimethoxy
Sisilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl
Limethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminop
Ropirtriethoxysilane, γ-aminopropyltrime
Toxysilane, γ-aminopropyltriethoxysila
, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysila
, Γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-merca
Ptopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanate
And propyltriethoxysilane. Also,
These silicon alkoxides and derivatives thereof are hydrophilic.
Used after dilution with an organic solvent. Hydrophilic used at that time
Organic solvents such as methanol, ethanol,
Alcohols such as pananol and butanol, and tetrahydrides
Lofuran, dioxane and the like are preferred.

【0009】一方、ポリアルキルシロキサン誘導体とし
ては、一般式 R5[R6R7SiO]nSiR8(R5、R6、R7、R8はそ
れぞれ独立にアルキル基、水酸基、エポキシ基、アミノ
基、メルカプト基、カルボキシル基、カルビノール基、
メタクリル基、フェノール基、アルコキシ基、ポリエー
テル基、ハロゲン原子などを表し、nは5〜1000を
表す)で表される化合物を好適に使用することができ
る。また、ポリアルキルシロキサン誘導体は、珪素のア
ルコキシド又はその誘導体との加水分解反応を行う上
で、上記の各有機官能基を有する変性シリコーンオイル
が適当である。変性シリコーンオイルは導入した有機官
能基の種類、シロキサン中の導入位置、分子量などを適
切に選択することで、良好なシリカ・シリコーン複合体
を得ることができる。
On the other hand, as the polyalkylsiloxane derivative, a compound represented by the general formula R 5 [R 6 R 7 SiO] n SiR 8 (R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each independently represents an alkyl group, a hydroxyl group, an epoxy group, Amino group, mercapto group, carboxyl group, carbinol group,
A compound represented by a methacryl group, a phenol group, an alkoxy group, a polyether group, a halogen atom, and the like, and n represents 5-1000) can be preferably used. As the polyalkylsiloxane derivative, a modified silicone oil having each of the above organic functional groups is suitable for performing a hydrolysis reaction with silicon alkoxide or a derivative thereof. By appropriately selecting the type of the introduced organic functional group, the position of introduction into the siloxane, and the molecular weight of the modified silicone oil, a good silica-silicone composite can be obtained.

【0010】本発明の多孔質シリカ・シリコーン複合材
の製造に際して、先ず、珪素のアルコキシド又はその誘
導体の希釈溶液に、ポリアルキルシロキサン誘導体を添
加し、水を加えて加水分解する。このとき加水分解の化
学反応を促進するために、必要に応じて触媒を添加す
る。触媒として塩基性触媒、酸性触媒ともに使用でき
る。塩基性触媒としては例えばアンモニア、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウムやこれらと弱酸との塩などが、
酸性触媒としては塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸やこれらと
弱アルカリとの塩などがあげられる。これらの量は任意
であり特に限定しないが、珪素のアルコキシド又はその
誘導体30〜99wt%、ポリアルキルシロキサン誘導体 1〜7
0wt%程度が好ましい。有機溶媒の量は、珪素のアルコキ
シド又はその誘導体とポリアルキルシロキサン誘導体と
の合計量が全混合液の1〜40wt%程度になるよう希釈する
のが好ましい。水の量は加水分解に必要な理論量以上が
好ましい。
In producing the porous silica / silicone composite material of the present invention, first, a polyalkylsiloxane derivative is added to a dilute solution of silicon alkoxide or a derivative thereof, and water is added to hydrolyze. At this time, a catalyst is added as necessary to promote the chemical reaction of hydrolysis. Both basic and acidic catalysts can be used as the catalyst. As the basic catalyst, for example, ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide or a salt thereof with a weak acid,
Examples of the acidic catalyst include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid and salts of these with a weak alkali. These amounts are arbitrary and not particularly limited, but silicon alkoxide or its derivative 30 to 99 wt%, polyalkylsiloxane derivative 1 to 7
About 0 wt% is preferable. The amount of the organic solvent is preferably diluted so that the total amount of the silicon alkoxide or its derivative and the polyalkylsiloxane derivative is about 1 to 40% by weight of the total mixture. The amount of water is preferably at least the theoretical amount required for hydrolysis.

【0011】上記の加水分解反応により、湿潤ゲルが生
成する。そして、この生成したゲルを有機溶媒中に浸し
てエージングした後、乾燥して本発明の多孔質シリカ・
シリコーン複合材が得られる。乾燥方法は、超臨界乾
燥、真空凍結乾燥、真空乾燥、熱風乾燥、高周波乾燥、
自然乾燥などの方法が可能である。しかし、本発明にお
いては、上記湿潤ゲルがシリカの骨格中に柔軟性のある
シリコーンが複合されており、乾燥時の収縮等のひずみ
をシリコーンが吸収し、割れが生じにくい特徴を有する
ことから、エアロゲルのように超臨界乾燥を行う必要が
なく、凍結真空乾燥や自然乾燥などによっても良好な多
孔質体を得ることができる。これらの乾燥方法は、超臨
界乾燥のように高圧用の圧力容器を使用しない非常に簡
易で安価な方法であり、製造コストの大幅な低減が可能
となる。
The above hydrolysis reaction produces a wet gel. The gel thus formed is dipped in an organic solvent, aged, dried, and dried to obtain the porous silica of the present invention.
A silicone composite is obtained. The drying method is supercritical drying, vacuum freeze drying, vacuum drying, hot air drying, high frequency drying,
Methods such as natural drying are possible. However, in the present invention, since the wet gel is a composite of flexible silicone in the skeleton of silica and silicone absorbs strain such as shrinkage during drying, and has a feature that cracks are unlikely to occur. It is not necessary to perform supercritical drying unlike airgel, and a good porous body can be obtained by freeze vacuum drying or natural drying. These drying methods are very simple and inexpensive methods that do not use a pressure vessel for high pressure unlike supercritical drying, and can greatly reduce the manufacturing cost.

【0012】上記した一連の製造方法において、珪素の
アルコキシド又はその誘導体のアルコキシ基や有機官能
基と、ポリアルキルシロキサン誘導体の有機官能基との
組み合わせにより、生成するシリカとシリコーンとによ
り形成される骨格が異なる。以下に、代表的なものを例
示する。例えば珪素のアルコキシド又はその誘導体のア
ルコキシ基と、ポリアルキルシロキサン誘導体の有機官
能基がアルコキシ基の場合、次のような反応により骨格
が形成されると考えられる。
In the above series of production methods, a skeleton formed by silica and silicone formed by a combination of an alkoxy group or an organic functional group of a silicon alkoxide or a derivative thereof and an organic functional group of a polyalkylsiloxane derivative. Are different. The following is a typical example. For example, when the alkoxy group of silicon alkoxide or its derivative and the organic functional group of the polyalkylsiloxane derivative are alkoxy groups, it is considered that a skeleton is formed by the following reaction.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】また、珪素のアルコキシド誘導体の有機官
能基がイソシアネート基でポリアルキルシロキサン誘導
体の有機官能基がカルビノール基の場合には、
When the organic functional group of the silicon alkoxide derivative is an isocyanate group and the organic functional group of the polyalkylsiloxane derivative is a carbinol group,

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】珪素のアルコキシド誘導体の有機官能基が
アミノ基でポリアルキルシロキサン誘導体の有機官能基
がエポキシ基の場合には、
When the organic functional group of the silicon alkoxide derivative is an amino group and the organic functional group of the polyalkylsiloxane derivative is an epoxy group,

【0017】[0017]

【化3】 Embedded image

【0018】珪素のアルコキシド誘導体の有機官能基が
エポキシ基でポリアルキルシロキサン誘導体の有機官能
基がカルボキシル基の場合には、
When the organic functional group of the silicon alkoxide derivative is an epoxy group and the organic functional group of the polyalkylsiloxane derivative is a carboxyl group,

【0019】[0019]

【化4】 Embedded image

【0020】の各反応により、それぞれの骨格が形成さ
れる。この様にして得られた多孔質シリカ・シリコーン
複合材は、エアロゲルの問題点を解決した柔軟性の高
い、加工性の良好な材料である。
Each of the above reactions forms a respective skeleton. The porous silica / silicone composite material obtained in this manner is a material having high flexibility and good workability that has solved the problems of aerogel.

【0021】[0021]

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるもの
ではない。 (実施例1)γ-イソシアネートプロピルトリエトキシ
シラン(日本ユニカー製 A-1310)4.0gと1,4-ジオキサ
ン11.8gを加えてよく撹拌した。これに、アンモニア水
(2.0mol/l)とフッ化アンモニウム水(0.2mol/l)を滴
下してさらに撹拌し、24時間反応させた。これにアミノ
変性シリコーンオイル(信越シリコーン製 KF-8012)
2.0gと1,4-ジオキサン78.0gを加えて攪拌し、アンモニ
ア水とフッ化アンモニウム水を混合してから加えた。ア
ンモニア水とフッ化アンモニア水は総量がそれぞれ2.16
gになるように調整した。混合液を十分に攪拌した後、2
5℃雰囲気中に静置しゲル化させた。できあがった湿潤
ゲルを容器からはずし、1,4-ジオキサン中に浸して25℃
で養生した。湿潤ゲル中の水分が2wt%以下になった後
に、試料を-20℃のフリーザー中で凍結させた。凍結し
た試料を真空乾燥器中に静置し、5℃に加熱しながら1,4
-ジオキサンを昇華させ、多孔質シリカ・シリコーン複
合材を得た。このようにして作製した多孔質シリカ・シ
リコーン複合材は、マシュマロ状の柔軟な材料で、かさ
密度が0.06g/cm3、熱伝導率(平板比較法で測定)が0.0
26W/mK、比表面積(BET法で測定)が86m2/gであった。
The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto. (Example 1) 4.0 g of γ-isocyanatopropyltriethoxysilane (A-1310 manufactured by Nippon Unicar) and 11.8 g of 1,4-dioxane were added and stirred well. To this, aqueous ammonia (2.0 mol / l) and aqueous ammonium fluoride (0.2 mol / l) were added dropwise, and the mixture was further stirred and reacted for 24 hours. To this amino-modified silicone oil (KF-8012 made by Shin-Etsu Silicone)
2.0 g and 78.0 g of 1,4-dioxane were added and stirred, and aqueous ammonia and aqueous ammonium fluoride were mixed and added. The total amount of ammonia water and ammonium fluoride water is 2.16 each
Adjusted to g. After thoroughly stirring the mixture,
The gel was allowed to stand in a 5 ° C. atmosphere. Remove the completed wet gel from the container, immerse in 1,4-dioxane at 25 ° C
Cured. After the water content in the wet gel became 2 wt% or less, the sample was frozen in a freezer at −20 ° C. Place the frozen sample in a vacuum dryer and heat it to 5 ° C for 1,4
-Dioxane was sublimated to obtain a porous silica / silicone composite material. The porous silica-silicone composite material thus produced is a marshmallow-like flexible material having a bulk density of 0.06 g / cm 3 and a thermal conductivity (measured by a flat plate comparison method) of 0.0
26 W / mK, specific surface area (measured by BET method) was 86 m 2 / g.

【0022】(実施例2〜4、比較例1)実施例1と同
じ方法で、珪素のアルコキシド誘導体とポリアルキルシ
ロキサン誘導体の種類と量を変えた場合を実施例2〜4
として表1に示す。また、珪素のアルコキシド誘導体の
みから得られたゲルを同様の方法で作製した場合を比較
例1として同表に示す。
(Examples 2 to 4, Comparative Example 1) Examples 2 to 4 were conducted in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of silicon alkoxide derivatives and polyalkylsiloxane derivatives were changed.
As shown in Table 1. In addition, a case where a gel obtained from only an alkoxide derivative of silicon was prepared by the same method is shown in the same table as Comparative Example 1.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】(実施例5)γ-アミノプロピルトリエト
キシシラン(信越シリコーン製 KBE903)8.0g 、カル
ビノール変性シリコーンオイル(信越シリコーン製 X-
22-160AS)2.0g、テトラヒドロフラン85.2gを加えてよ
く撹拌した。これに、水4.8gを滴下してさらに撹拌した
後25℃雰囲気中に静置しゲル化させた。できあがった湿
潤ゲルを容器からはずし、テトラヒドロフラン中に浸し
て25℃で養生した。湿潤ゲル中の水分が2wt%以下になっ
た後に、試料を臨界点乾燥器中に静置し、装置を密閉し
た。この中にCO2を導入して加圧液化させ、テトラヒド
ロフランをCO2中に拡散させてCO 2とともに臨界点乾燥器
外へ排出した。排出が終わってから臨界点乾燥器を密閉
し、加熱するとともに加圧し、温度圧力をCO2の臨界点
以上にした。その後降圧、降温し、常圧常温に戻ってか
ら乾燥ゲルを取り出し、多孔質シリカ・シリコーン複合
材を得た。このようにして作製した多孔質シリカ・シリ
コーン複合材は、マシュマロ状の柔軟な材料で、かさ密
度が0.08g/cm3、熱伝導率(平板比較法で測定)が0.028
W/mK、比表面積(BET法で測定)が71m2/gであった。
Example 5 γ-Aminopropyltriet
8.0 g of xysilane (KBE903 made by Shin-Etsu Silicone), Cal
Binol-modified silicone oil (Shin-Etsu Silicone X-
22-160AS) 2.0 g, add 85.2 g of tetrahydrofuran
Stirred well. To this, 4.8 g of water was added dropwise and further stirred.
Thereafter, the mixture was allowed to stand in an atmosphere at 25 ° C. to be gelled. The finished wetness
Remove the wet gel from the container and soak it in tetrahydrofuran.
And cured at 25 ° C. The water content in the wet gel drops below 2 wt%
After placing the sample in the critical point drier,
Was. CO in thisTwoTo liquefy under pressure,
Lofran COTwoSpread in CO TwoWith critical point dryer
Discharged outside. After the discharge is completed, close the critical point dryer
Heating, pressurizing, and reducing temperature and pressure to COTwoCritical point of
That's it. Then lower the pressure, lower the temperature, and return to normal pressure and normal temperature.
And take out the dried gel, and use porous silica / silicone composite
Wood was obtained. The porous silica and silicon
Cone composite is a marshmallow-like flexible material that
Degree is 0.08g / cmThree, Thermal conductivity (measured by flat plate comparison method) 0.028
W / mK, specific surface area (measured by BET method) 71mTwo/ g.

【0025】(実施例6〜8、比較例2)実施例5と同
じ方法で、珪素のアルコキシド誘導体とポリアルキルシ
ロキサン誘導体の種類と量を変えた場合を実施例6〜8
として表2に示す。また、珪素のアルコキシド誘導体の
みから得られたゲルを同様の方法で作製した場合を比較
例2として同表に示す。
(Examples 6 to 8, Comparative Example 2) In the same manner as in Example 5, the cases where the types and amounts of the silicon alkoxide derivative and the polyalkylsiloxane derivative were changed were used.
As shown in Table 2. In addition, a case where a gel obtained from only an alkoxide derivative of silicon was prepared by the same method is shown in the same table as Comparative Example 2.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】(実施例9)アルコキシドまたはその誘導
体としてγ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン(信越シリコーン製 KBE-403)4.0gと、アルコキシ
ドまたはその誘導体としてテトラエトキシシラン4.0g
に、1,4-ジオキサン23.3gを加えてよく撹拌した。これ
に、アンモニア水(2.0mol/l)とフッ化アンモニウム水
(0.2mol/l)を滴下してさらに撹拌し、24時間反応させ
た。これにカルビノール変性シリコーンオイル(信越シ
リコーン製 X22-160AS)1.0gと1,4-ジオキサン65.5gを
加えて攪拌し、アンモニア水とフッ化アンモニウム水を
混合してから加えた。アンモニア水とフッ化アンモニア
水は総量がそれぞれ2.2gになるように調整した。得られ
た混合液が十分に混合された後、25℃雰囲気中に静置し
ゲル化させた。できあがった湿潤ゲルを容器からはず
し、1,4-ジオキサン中に浸して50℃で養生した。湿潤ゲ
ル中の水分が2wt%以下になった後に、試料を溶液から取
り出し、大気圧下に静置して1,4-ジオキサンを気化さ
せ、多孔質シリカ・シリコーン複合材を得た。このよう
にして作製した多孔質シリカ・シリコーン複合材は、発
泡スチロール状の弾力を持ち、かさ密度が0.11g/cm3
熱伝導率(平板比較法で測定)が0.032W/mK、比表面積
(BET法で測定)が45m2/gであった。
Example 9 4.0 g of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane (KBE-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone) as an alkoxide or a derivative thereof, and 4.0 g of tetraethoxysilane as an alkoxide or a derivative thereof
Then, 23.3 g of 1,4-dioxane was added thereto, followed by thorough stirring. To this, aqueous ammonia (2.0 mol / l) and aqueous ammonium fluoride (0.2 mol / l) were added dropwise, and the mixture was further stirred and reacted for 24 hours. To this, 1.0 g of carbinol-modified silicone oil (X22-160AS manufactured by Shin-Etsu Silicone) and 65.5 g of 1,4-dioxane were added, stirred, and mixed with aqueous ammonia and aqueous ammonium fluoride. Ammonia water and aqueous ammonia fluoride were adjusted so that the total amount was 2.2 g each. After the obtained mixed solution was sufficiently mixed, the mixture was allowed to stand in a 25 ° C. atmosphere to gel. The completed wet gel was removed from the container, immersed in 1,4-dioxane, and cured at 50 ° C. After the water content in the wet gel became 2% by weight or less, the sample was taken out of the solution and allowed to stand at atmospheric pressure to vaporize 1,4-dioxane, thereby obtaining a porous silica / silicone composite material. The porous silica / silicone composite material thus produced has a styrofoam-like elasticity, a bulk density of 0.11 g / cm 3 ,
The thermal conductivity (measured by the flat plate comparison method) was 0.032 W / mK, and the specific surface area (measured by the BET method) was 45 m 2 / g.

【0028】(実施例10〜12、比較例3)実施例9
と同じ方法で、珪素のアルコキシド誘導体とポリアルキ
ルシロキサン誘導体の種類と量を変えた場合を実施例1
0〜12として表3に示す。また、珪素のアルコキシド
誘導体のみから得られたゲルを同様の方法で作製した場
合を比較例3として同表に示す。
(Examples 10 to 12, Comparative Example 3) Example 9
Example 1 was conducted in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the silicon alkoxide derivative and the polyalkylsiloxane derivative were changed.
The results are shown in Table 3 as 0 to 12. In addition, a case where a gel obtained from only an alkoxide derivative of silicon was prepared by the same method is shown in the same table as Comparative Example 3.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】尚、上記において、脆さの評価は、乾燥後
の生成品について、その厚さを1/2まで圧縮してもほ
ぼ完全に復元する場合を「◎」、同じく1/4まで圧縮
してもほぼ完全に復元する場合を「○」、応力を加える
とクラックが生じて破壊する場合を「×」としてある。
各実施例は、比較例に比べて熱伝導率は同等でありなが
ら、脆さにおいて優れた評価結果が得られていることが
わかる。このことは、本発明のシリカ・シリコーン複合
材が、柔軟性に優れ、加工性も良好であることを示すも
のである。
In the above, the evaluation of the brittleness was evaluated as “◎” when the product after drying was almost completely restored even if the thickness was reduced to 1 /, and also compressed to 同 じ く. Even when the stress is almost completely restored, "○" is given, and when a stress is applied to cause cracking and breakage, "x" is given.
It can be seen that in each of the examples, the thermal conductivity was equal to that of the comparative example, but excellent evaluation results were obtained in terms of brittleness. This indicates that the silica / silicone composite material of the present invention has excellent flexibility and good workability.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多孔質シ
リカ・シリコーン複合材は、シリカの骨格中に柔軟性の
あるシリコーンが複合されたものであり、エアロゲルと
同等の断熱性能を備えるとともに、エアロゲルよりも格
段に優れた機械的特性、特に柔軟性を有し、加工性にも
優れており、例えば断熱材とした時に良好な施工性が得
られる。
As described above, the porous silica / silicone composite material of the present invention is a composite of flexible silicone in a silica skeleton and has the same heat insulation performance as airgel. It has much better mechanical properties than airgel, especially flexibility, and is also excellent in workability. For example, when it is used as a heat insulating material, good workability can be obtained.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 珪素のアルコキシド又はその誘導体と、
ポリアルキルシロキサン誘導体とのゲル化物を乾燥させ
て得られることを特徴とする多孔質シリカ・シリコーン
複合材。
An alkoxide of silicon or a derivative thereof,
A porous silica / silicone composite material obtained by drying a gelled product with a polyalkylsiloxane derivative.
【請求項2】 珪素のアルコキシド又はその誘導体30〜
99重量部に対し、ポリアルキルシロキサン誘導体1〜70
重量部を配合することを特徴とする請求項1記載の多孔
質シリカ・シリコーン複合材。
2. An alkoxide of silicon or a derivative thereof.
For 99 parts by weight, polyalkylsiloxane derivatives 1 to 70
The porous silica / silicone composite material according to claim 1, wherein the porous silica / silicone composite material is blended in parts by weight.
【請求項3】 かさ密度が0.01〜0.5g/cm3であることを
特徴とする請求項1又は2記載の多孔質シリカ・シリコ
ーン複合材。
3. The porous silica / silicone composite according to claim 1, wherein the bulk density is 0.01 to 0.5 g / cm 3 .
【請求項4】 珪素のアルコキシド又はその誘導体と、
ポリアルキルシロキサン誘導体とをゲル化させ、乾燥さ
せることを特徴とする多孔質シリカ・シリコーン複合材
の製造方法。
4. An alkoxide of silicon or a derivative thereof,
A method for producing a porous silica / silicone composite material, comprising gelling a polyalkylsiloxane derivative and drying.
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