JP2003020218A - Method for manufacturing water-repellent dry gel, and heat insulating material using the gel - Google Patents

Method for manufacturing water-repellent dry gel, and heat insulating material using the gel

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JP2003020218A
JP2003020218A JP2001200635A JP2001200635A JP2003020218A JP 2003020218 A JP2003020218 A JP 2003020218A JP 2001200635 A JP2001200635 A JP 2001200635A JP 2001200635 A JP2001200635 A JP 2001200635A JP 2003020218 A JP2003020218 A JP 2003020218A
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gel
solvent
water
raw material
temperature
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Taku Hashida
卓 橋田
Masaaki Suzuki
正明 鈴木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that it is difficult to enhance the heat insulating performance of a dry gel much more though the concentration of a raw material to be gelated is adjusted for enhancing the heat insulating performance when the dry gel is used as a heat insulating material. SOLUTION: The dry gel having optimum heat insulating performance and lower thermal conductivity is obtained by using an alkoxysilane as the raw material to be gelated and controlling the gelating temperature to be <=50 deg.C and the gel aging temperature to be 20-50 deg.C.

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】本発明は、断熱材、吸音材お
よび触媒担体などに用いられる低密度の疎水化された乾
燥ゲルの製造方法、およびそれにより得られる乾燥ゲル
を用いた断熱材に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a low-density hydrophobized dry gel used for a heat insulating material, a sound absorbing material, a catalyst carrier, and the like, and a heat insulating material using the dry gel obtained thereby.

【0002】[0002]

【従来の技術】断熱材、吸音材および触媒担体などを得
るために用いる乾燥ゲルは、一般的に比表面積が大き
く、同時に密度が低い方が好ましい。乾燥ゲルの比表面
積を大きくし、密度を低くするためには、その乾燥ゲル
が多数の微細孔を有していることが必要であり、このよ
うな乾燥ゲルを得るためには、まず前記条件を満たす湿
潤ゲルを得る必要がある。このような湿潤ゲルは、いわ
ゆるゾル−ゲル法により製造することができる。低い密
度および多数の微細孔を有する構造を実現するために、
原料の濃度を最適化することが一般的に行われている。
原料濃度が高いと、微細孔が形成されるものの、孔の形
成されていない部分の割合が高くなり、結果として密度
が高くなる。原料濃度が低いと密度は低くなるものの、
小数の大きな孔が形成されることが知られている(例え
ば、ジャーナル オブ ノン−クリスタライン ソリッ
ド、145巻、207〜210頁、1992年)。
2. Description of the Related Art A dry gel used for obtaining a heat insulating material, a sound absorbing material and a catalyst carrier generally has a large specific surface area and, at the same time, preferably has a low density. In order to increase the specific surface area of the dry gel and reduce the density, it is necessary that the dry gel has a large number of fine pores. It is necessary to obtain a wet gel that fills. Such a wet gel can be produced by a so-called sol-gel method. To achieve a structure with low density and a large number of micropores,
It is common practice to optimize the concentration of raw materials.
When the raw material concentration is high, fine pores are formed, but the proportion of the portions where no pores are formed is high, resulting in high density. If the raw material concentration is low, the density will be low,
It is known that a small number of large holes are formed (for example, Journal of Non-Crystalline Solid, 145, 207-210, 1992).

【0003】さらに、上記湿潤ゲルは、乾燥時に、ゲル
の微細孔中の毛管力によって収縮を起こしやすい。この
収縮を抑えることが、低い密度および微細孔を有する乾
燥ゲルを得るためには重要であり、そのために主として
二つの方法が知られている。その第一番目の方法は、超
臨界乾燥法である。この方法は、臨界点以上の圧力、温
度で乾燥を行うため、乾燥時に気液界面が形成されない
ことが特徴である。このため、毛管力が生じず、収縮を
起こすことなく乾燥することが可能である。この方法
は、キスラーによりアルコールの超臨界乾燥を用いる方
法として開発され(ジャーナル オブ フィジカルケミ
ストリー、36巻、52〜64頁、1932年)、後に
ハントらにより、二酸化炭素を用いた超臨界乾燥へと発
展した(米国特許第4610863号明細書)。
Furthermore, the wet gel is liable to shrink when dried due to the capillary force in the micropores of the gel. Reducing this shrinkage is important for obtaining a dry gel with low density and micropores, and there are mainly two methods known for that purpose. The first method is the supercritical drying method. This method is characterized in that a gas-liquid interface is not formed during the drying because the drying is carried out at a pressure and temperature above the critical point. Therefore, it is possible to dry without causing a capillary force and causing shrinkage. This method was developed by Kistler as a method using supercritical drying of alcohol (Journal of Physical Chemistry, 36, 52-64, 1932), and later by Hunt et al. To supercritical drying using carbon dioxide. Developed (US Pat. No. 4,610,863).

【0004】第二番目の方法として、ゲル表面を疎水化
することによって、毛管力を減少させて乾燥させる方法
(米国特許第3015645号明細書、ジャーナル オ
ブノン−クリスタライン ソリッド、186巻、104
〜112頁、1995年)が知られている。また、乾燥
ゲルからなる断熱材や吸音材の性能を維持するために
は、乾燥ゲルが経時的に水分を吸収しないことが必要で
ある。これに関しては、上述のゲル表面の疎水化が効果
的であることが知られている。
The second method is to dry the gel surface by hydrophobizing the gel surface to reduce the capillary force (US Pat. No. 3,015,645, Journal of Non-Crystalline Solid, 186, 104).
~ 112, 1995) is known. Further, in order to maintain the performance of the heat insulating material and the sound absorbing material made of the dry gel, it is necessary that the dry gel does not absorb moisture over time. In this regard, it is known that the above-mentioned hydrophobization of the gel surface is effective.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、低密
度で微細孔を多数有する湿潤ゲルを形成する方法として
は、原料ゲルの濃度を調整する方法が知られているが、
それ以外に効果的な方法が存在しなかった。また、ゲル
化時に発熱を伴う場合、発熱により急激にゲル化が進行
するため、得られるゲルの物性に再現性が得られないと
いう問題、または部分的にゲルの物性にばらつきが生じ
るという問題などがあった。
As described above, as a method of forming a wet gel having a low density and a large number of fine pores, a method of adjusting the concentration of the raw material gel is known.
There was no other effective method. Further, when heat is generated during gelation, the gelation rapidly progresses due to heat generation, so that the physical properties of the obtained gel cannot be reproducible, or the physical properties of the gel are partially varied. was there.

【0006】また、低密度で微細孔を有する乾燥ゲルを
得るために、または乾燥後のゲルが水分を吸収すること
を回避するために、上述のようにゲルの表面を疎水化す
る方法が効果的である。しかし、ゲル原料にアルカリ成
分が含まれる場合には、疎水性を保持し得る温度が充分
に高くはなく、耐熱性を確保することができないという
問題があった。したがって、本発明の目的は、上記問題
を解決するために、十分に疎水化された低密度な乾燥ゲ
ルの製造方法、およびそれにより得られる乾燥ゲルを用
いた高性能な断熱材を提供することにある。
Further, in order to obtain a dry gel having a low density and fine pores, or in order to prevent the dried gel from absorbing water, the method of making the surface of the gel hydrophobic as described above is effective. Target. However, when the gel raw material contains an alkaline component, the temperature at which the hydrophobicity can be maintained is not sufficiently high, and there is a problem that heat resistance cannot be ensured. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a sufficiently hydrophobized low-density dry gel, and a high-performance heat insulating material using the dry gel obtained thereby, in order to solve the above problems. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、(a)ゲル原
料とゲル化触媒とを混合して50℃以下の温度でゲル化
およびその熟成を進めてゲルを得る工程、(b)非水溶
媒中で疎水化剤によって工程(a)で得られた前記ゲル
の表面を疎水化して疎水化ゲルを得る工程、(c)工程
(b)で得られた前記疎水化ゲルから非水溶媒を除いて
疎水化乾燥ゲルを得る工程を含むことを特徴とする疎水
化乾燥ゲルの製造方法に関する。前記疎水化乾燥ゲルは
50〜300kg/m3の見かけ密度を有するのが有効
である。
The present invention comprises: (a) a step of mixing a gel raw material and a gelling catalyst to advance gelation and aging at a temperature of 50 ° C. or lower to obtain a gel; A step of hydrophobizing the surface of the gel obtained in step (a) with a hydrophobizing agent in an aqueous solvent to obtain a hydrophobized gel; (c) a non-aqueous solvent from the hydrophobized gel obtained in step (b) The present invention relates to a method for producing a hydrophobized dry gel, which comprises the step of removing the hydrophobized dry gel. It is effective that the hydrophobized dry gel has an apparent density of 50 to 300 kg / m 3 .

【0008】この場合、前記ゲル原料が酸化ケイ素を主
成分とする水溶液または水性コロイドであり、前記熟成
の温度が5〜25℃であるのが有効である。また、前記
ゲル原料が酸化ケイ素を主成分とする水溶液または水性
コロイドであり、前記工程(a)と工程(b)の間に、
前記工程(a)で得られたゲル内のアルカリ分を、前記
ゲルを酸と接触させることにより塩に変換し、さらに前
記塩を除去する工程を行うのが有効である。また、前記
ゲル原料がアルコキシシランであり、前記熟成の温度が
20〜50℃であるのが有効である。
In this case, it is effective that the gel raw material is an aqueous solution or an aqueous colloid containing silicon oxide as a main component, and the aging temperature is 5 to 25 ° C. Further, the gel raw material is an aqueous solution or an aqueous colloid containing silicon oxide as a main component, and between the step (a) and the step (b),
It is effective to carry out the step of converting the alkali content in the gel obtained in the step (a) into a salt by bringing the gel into contact with an acid and further removing the salt. Further, it is effective that the gel raw material is alkoxysilane and the aging temperature is 20 to 50 ° C.

【0009】また、前記ゲル原料がアルコキシシランで
あり、前記工程(a)と工程(b)の間に、前記工程
(a)で得られたゲル内の溶媒を、非アルコール系の水
溶性溶媒と水との混合溶媒で置換する工程を行うのが有
効である。さらに、本発明は、前記疎水化乾燥ゲルの製
造方法で製造された疎水化乾燥ゲルからなり、350℃
以下の温度において疎水性を有する断熱材を提供する。
この場合も、前記疎水化乾燥ゲルは50〜300kg/
3の見かけ密度を有するのが有効である。
Further, the gel raw material is an alkoxysilane, and the solvent in the gel obtained in the step (a) is replaced with a non-alcoholic water-soluble solvent between the steps (a) and (b). It is effective to perform the step of replacing with a mixed solvent of water and water. Furthermore, the present invention comprises a hydrophobized dry gel produced by the method for producing a hydrophobized dry gel described above, wherein
Provided is a heat insulating material having hydrophobicity at the following temperatures.
Also in this case, the hydrophobized dry gel is 50 to 300 kg /
It is useful to have an apparent density of m 3 .

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の疎水化された乾燥ゲルの
製造方法は、主として以下の3つの工程からなる。 (a)ゲル化およびゲルの熟成工程(湿潤ゲルの形成) (b)疎水化工程(湿潤ゲル表面の疎水化) (c)乾燥工程(湿潤ゲルからの溶媒除去) 以下にこれらの工程について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing a hydrophobized dry gel of the present invention mainly comprises the following three steps. (A) Gelation and gel aging step (formation of wet gel) (b) Hydrophobicization step (hydrophobicization of wet gel surface) (c) Drying step (solvent removal from wet gel) These steps are described below. To do.

【0011】(a)ゲル化およびゲルの熟成工程(湿潤
ゲルの形成) 本発明では、まずいわゆるゾル−ゲル法により湿潤ゲル
を作製する。多くの場合、ゲルおよびゲル化触媒を混合
してゲル化を進行させる際にに発熱が生じる。この発熱
により急激にゲル化が進行するため、得られるゲルの物
性に再現性が得られないという問題、またはゲルに部分
的に物性のばらつきが生じるという問題などが生じる。
(A) Gelation and gel aging step (formation of wet gel) In the present invention, a wet gel is first produced by a so-called sol-gel method. In many cases, heat is generated when the gel and the gelling catalyst are mixed to allow the gelation to proceed. Due to this heat generation, gelation progresses rapidly, which causes a problem that the physical properties of the obtained gel cannot be reproducible, a problem that the physical properties of the gel are partially varied, and the like.

【0012】このような問題を解決するために、本発明
者らは、鋭意検討を行った結果、ゲル化時の温度を50
℃以下に制御するすることで、ゲル化が均一に進行し再
現性のあるゲル物性が得られることを見出した。また、
ゲル化時の温度を下げると、再現性のある結果が得られ
るものの、ゲル化の時間が長くなりすぎるため0℃以上
に制御するべきであることも見出した。急激な温度上昇
を避けるためには、例えば冷却すること、ゲル化触媒の
混合量を削減すること、またはゲル化触媒を少量づつ添
加することなどが有効である。もちろんこれらの方法を
併用することも可能である。
In order to solve such a problem, the inventors of the present invention have conducted extensive studies and as a result, have found that the temperature at the time of gelation is 50.
It was found that by controlling the temperature to be not higher than 0 ° C, gelation proceeds uniformly and reproducible gel properties can be obtained. Also,
It was also found that when the temperature during gelation is lowered, reproducible results are obtained, but the gelation time becomes too long, so the temperature should be controlled to 0 ° C or higher. In order to avoid a rapid temperature rise, for example, cooling, reducing the amount of the gelling catalyst mixed, or adding the gelling catalyst little by little is effective. Of course, it is also possible to use these methods together.

【0013】本発明の製造方法で用いられるゲル原料と
しては、ゾル−ゲル法に用いられる一般的な原料が用い
られる。例えば、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム
およびチタンなどの酸化物ならびにこれらに対応するア
ルコキシドなどの化合物がある。これらの中でも、金属
としてケイ素を含有する化合物が、入手の容易性から好
ましい。例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキ
シシランなどのテトラアルコキシシラン、トリアルコキ
シシランおよびジアルコキシシランなどのケイ素アルコ
キシドならびにそのオリゴマー、コロイダルシリカ、水
ガラス、水ガラスから電気透析により得られるケイ酸水
溶液などが用いられる。なお、ゲル原料の形状は微粒子
であってもよい。
As the gel raw material used in the production method of the present invention, a general raw material used in the sol-gel method is used. For example, there are compounds such as oxides of silicon, aluminum, zirconium and titanium and their corresponding alkoxides. Among these, compounds containing silicon as a metal are preferable because of easy availability. For example, tetramethoxysilane, tetraalkoxysilane such as tetraethoxysilane, silicon alkoxide such as trialkoxysilane and dialkoxysilane and its oligomer, colloidal silica, water glass, and an aqueous solution of silicic acid obtained by electrodialysis from water glass are used. To be The shape of the gel raw material may be fine particles.

【0014】ゲル化触媒としては、一般的な有機酸、無
機酸、有機塩基、無機塩基を用いることができる。有機
酸としては、例えば酢酸およびクエン酸などがあげら
れ、無機酸としては、例えば硫酸、塩酸および硝酸など
があげられる。また、有機塩基としては、例えばピペリ
ジンなどがあげられ、無機塩基としては、例えばアンモ
ニアなどがあげられる。
As the gelling catalyst, general organic acids, inorganic acids, organic bases and inorganic bases can be used. Examples of the organic acid include acetic acid and citric acid, and examples of the inorganic acid include sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid. Examples of the organic base include piperidine and the like, and examples of the inorganic base include ammonia and the like.

【0015】アルコキシシランを原料として用いる場
合、アルコール溶液中にゲル化触媒として酸またはアル
カリと水を加えることで、アルコキシシランの加水分
解、縮重合を経て、湿潤ゲルを形成する。この際、発熱
を伴いながらゲル化が進行するため、本発明の製造方法
に従ってゲル化時の温度を制御することが有効である。
また、水ガラスをゲル原料とする場合、塩酸などの酸を
触媒として前記ゲル原料に混合することでゲル化を進行
させる。この場合も、酸の添加により中和が進行し、中
和熱により発熱するため、やはり、本発明の製造方法に
従ってゲル化時の温度を制御することが有効となる。
When an alkoxysilane is used as a raw material, an acid or alkali and water are added to an alcohol solution as a gelling catalyst to cause hydrolysis and polycondensation of the alkoxysilane to form a wet gel. At this time, since gelation proceeds with heat generation, it is effective to control the temperature during gelation according to the production method of the present invention.
Further, when water glass is used as a gel raw material, an acid such as hydrochloric acid is mixed as a catalyst with the gel raw material to promote gelation. In this case as well, neutralization proceeds by the addition of acid and heat is generated by the heat of neutralization, and therefore it is effective to control the temperature during gelation according to the production method of the present invention.

【0016】また、ゲル原料としては、水ガラスを電気
透析処理して得られるケイ酸水溶液が、ゲル化時に発熱
しないため、本発明に従って、ゲル化時の温度制御を行
うことが容易であるためより好ましい。これは、電気透
析処理によって、水ガラス中のアルカリ分の大半が除か
れ、中和時の発熱が生じにくくなくなるからである。コ
ロイダルシリカも、ゲル化時の発熱が小さい点では好ま
しいが、ゲルの強度が得られにくく、乾燥時の収縮が起
こりやすいという欠点がある。
Further, as the gel raw material, the aqueous silicic acid solution obtained by electrodialyzing water glass does not generate heat during gelation, and therefore it is easy to control the temperature during gelation according to the present invention. More preferable. This is because most of the alkali content in the water glass is removed by the electrodialysis treatment, and heat generation during neutralization is less likely to occur. Colloidal silica is also preferable in that it generates less heat during gelation, but it has the drawback that it is difficult to obtain the strength of the gel and shrinkage during drying tends to occur.

【0017】一方、本発明者らは、鋭意検討した結果、
ゲルを熟成する温度を50℃以下に制御することで、最
終的に得られる乾燥ゲルの断熱性能が向上することを見
出した。ゲルの熟成時には、ゲルを形成する微粒子間の
結合が、水酸基の縮合により形成されることでゲルの強
度が上昇する。これは、温度が高いと前記縮合の進行が
早いが、表面から原子の再配列が起こってより大きな粒
子が形成され、その粒子によって形成される孔が大きく
なるためであると考えられる。一方、ゲル熟成時に温度
が低すぎると、ゲルを形成する微粒子間の結合が形成さ
れ、ゲル強度の上昇に時間がかかる。このことは、乾燥
時の収縮を抑制するためには、不利となるため、前記熟
成の温度は0℃以上に調整する必要がある。
On the other hand, as a result of earnest studies, the present inventors found that
It was found that controlling the temperature for aging the gel to 50 ° C. or lower improves the heat insulating performance of the finally obtained dry gel. During the aging of the gel, the bond between the fine particles forming the gel is formed by the condensation of the hydroxyl groups, thereby increasing the strength of the gel. It is considered that this is because although the condensation progresses faster at a higher temperature, rearrangement of atoms occurs from the surface to form larger particles and the pores formed by the particles become larger. On the other hand, if the temperature is too low during gel aging, bonds between the fine particles forming the gel are formed, and it takes time to increase the gel strength. This is disadvantageous for suppressing shrinkage during drying, so the aging temperature must be adjusted to 0 ° C or higher.

【0018】さらに、ゲルの熟成に適した温度は、ゲル
原料の種類によって異なることが、本発明者らの検討に
より明らかになった。特に、得られる乾燥ゲルの断熱性
能を高くするという観点からゲル原料としてアルコキシ
シランを用いた場合には、室温より少し高い温度、20
〜50℃、特に35〜50℃が好ましい。これに対し
て、酸化ケイ素を主成分とする水溶液あるいは水性のコ
ロイド、具体的には水ガラス、水ガラスを電気透析処理
したケイ酸水溶液、コロイダルシリカなどの原料を用い
た場合には、室温より低い、5〜25℃、特に10〜2
0℃が好ましいことがわかった。
Further, it has been clarified by the present inventors that the temperature suitable for aging the gel varies depending on the kind of the gel raw material. In particular, when alkoxysilane is used as a gel raw material from the viewpoint of enhancing the heat insulating performance of the obtained dry gel, the temperature is slightly higher than room temperature,
-50 degreeC, especially 35-50 degreeC are preferable. On the other hand, when a raw material such as an aqueous solution containing silicon oxide as a main component or an aqueous colloid, specifically water glass, an aqueous solution of silicic acid obtained by electrodialyzing water glass, colloidal silica or the like is used, the temperature is higher than room temperature. Low, 5-25 ° C, especially 10-2
It has been found that 0 ° C is preferred.

【0019】また、本発明を適用する湿潤ゲルとして
は、骨格強度の強い湿潤ゲルの方が、特に後で述べる臨
界点未満の条件での乾燥の際に、収縮の抑制が容易とな
るため好ましい。一般的に、ゲルの熟成の際に、湿潤ゲ
ルを触媒とともにモノマーを高濃度に含んだ溶液の中に
一定時間置くことで骨格強度を向上させることが可能で
ある。例えば、シリカ湿潤ゲルの場合、アルコキシシラ
ンやケイ酸を加えてゲルを熟成させることが行われる。
As a wet gel to which the present invention is applied, a wet gel having a strong skeletal strength is preferable because it makes it easy to suppress shrinkage, particularly when drying under a condition below the critical point described later. . Generally, when the gel is aged, it is possible to improve the skeletal strength by placing the wet gel in a solution containing a high concentration of a monomer together with a catalyst for a certain period of time. For example, in the case of a silica wet gel, alkoxysilane or silicic acid is added to age the gel.

【0020】(b)疎水化工程(湿潤ゲル表面の疎水
化) 本発明の疎水化された乾燥ゲルの製造方法では、ゲル化
およびゲルの熟成工程で湿潤ゲルを形成した後、この湿
潤ゲルの表面に疎水化処理を施す。これがここで述べる
疎水化工程である。既に述べたように、疎水化処理を行
うことにより、乾燥後のゲルは水分を吸収することがな
くなるため、断熱性能および吸音性能などの劣化が起こ
らない。また、臨界未満の条件で乾燥を行う場合、毛管
力によりゲル中の孔が潰れて密度が上昇しやすいが、疎
水化を行うことにより、実質的に毛管力の影響を低減す
ることができ、収縮を抑制することができるという効果
がある。
(B) Hydrophobizing Step (Hydrophobic Surface Hydrophobicization) In the method for producing a hydrophobized dry gel of the present invention, after the wet gel is formed in the gelation and gel aging steps, the wet gel is The surface is hydrophobized. This is the hydrophobization process described here. As described above, by performing the hydrophobizing treatment, the dried gel does not absorb water, so that the heat insulating performance and the sound absorbing performance do not deteriorate. Further, when drying under subcritical conditions, the pores in the gel are easily crushed by the capillary force to increase the density, but by hydrophobizing, the effect of the capillary force can be substantially reduced, There is an effect that contraction can be suppressed.

【0021】上記の疎水化処理は、ゲル化およびゲルの
熟成工程(a)で得られた湿潤ゲルを、直接疎水化剤を
溶解した疎水化処理液に浸漬することで行うことができ
る。また、後で述べるクロロシラン化合物やジシラザン
化合物などの疎水化剤は、湿潤ゲル中の水と反応して疎
水化能力が低下するため、疎水化工程の前に、水溶性溶
媒を含む溶媒による溶媒置換により、前記ゲル中の水を
除くのが好ましい。
The above-mentioned hydrophobizing treatment can be carried out by directly immersing the wet gel obtained in the gelation and gel aging step (a) in a hydrophobizing treatment solution in which a hydrophobizing agent is dissolved. In addition, since hydrophobizing agents such as chlorosilane compounds and disilazane compounds described later react with water in the wet gel to reduce the hydrophobizing ability, solvent replacement with a solvent containing a water-soluble solvent is performed before the hydrophobizing step. Therefore, it is preferable to remove the water in the gel.

【0022】また、疎水化前の溶媒置換および疎水化時
に用いられる溶媒として、高い反応性を有する疎水化剤
であるクロロシラン化合物やジシラザン化合物と水との
反応を抑制するために、水溶性溶媒と非水溶性溶媒との
混合溶媒を用いることが好ましい。また、前記水溶性溶
媒としては、特に疎水化剤としてクロロシラン化合物を
用いる場合は、アルコールが得られるゲルの疎水性を低
下させることがあるため使用しないことが好ましい。
Further, as a solvent to be used for the solvent substitution before the hydrophobization and the hydrophobization, in order to suppress the reaction between the chlorosilane compound or the disilazane compound, which is a hydrophobizing agent having high reactivity, and water, a water-soluble solvent is used. It is preferable to use a mixed solvent with a non-water-soluble solvent. Further, it is preferable not to use the water-soluble solvent, particularly when a chlorosilane compound is used as a hydrophobizing agent, because it may reduce the hydrophobicity of the gel from which alcohol is obtained.

【0023】疎水化処理を行う場合、ゲル原料として水
ガラスなどのようなナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ成分を含むものを用いると、前記アルカリ成分が湿潤
ゲル中に残存することがある。その際、ゲル表面での疎
水化反応の進行が阻害されることがある。後で述べる疎
水化剤の中でも、クロロシラン化合物などの場合、特に
疎水化の阻害が顕著となる傾向がある。
When the hydrophobizing treatment is performed, if a gel raw material containing an alkaline component such as sodium or potassium such as water glass is used, the alkaline component may remain in the wet gel. At that time, the progress of the hydrophobization reaction on the gel surface may be hindered. Among the hydrophobizing agents described later, in the case of a chlorosilane compound or the like, the inhibition of hydrophobization tends to be particularly remarkable.

【0024】通常、前記のアルカリ成分は、ゲル化時に
加えるゲル化触媒としての酸と塩を形成させた後に、水
洗浄により除去する。しかし、大量の水が必要になり、
特に湿潤ゲルの厚みが厚い場合は、なかなかアルカリ成
分を除くことが難しい。そこで、本発明の製造方法の好
ましい形態は、ゲル化およびゲルの熟成工程(a)の後
に、ゲルを酸を含んだ溶液と接触させることによりアル
カリ分を塩とし、さらにその塩を除去することを特徴と
する。
Usually, the above-mentioned alkaline component is removed by washing with water after forming a salt with an acid as a gelling catalyst added at the time of gelation. But a lot of water is needed,
Especially when the thickness of the wet gel is large, it is difficult to remove the alkaline component. Therefore, a preferred embodiment of the production method of the present invention is that after the gelation and aging step (a) of the gel, the gel is brought into contact with a solution containing an acid to make the alkali content into a salt, and the salt is further removed. Is characterized by.

【0025】具体的には、湿潤ゲルを、硫酸、塩酸、硝
酸などの無機酸、もしくは蟻酸、酢酸、プロピオン酸な
どの有機酸の溶液に浸すこと、または蒸気にさらすこと
によってアルカリ塩を形成し、これを水や前記塩を溶解
する有機溶媒中で洗浄して除去する。ゲルが粒子の場合
にその粒径が大きくなると、または、ゲルがブロック状
の場合その厚みが厚くなると、水のみによる洗浄ではア
ルカリ成分の除去に長い時間が必要となる。そこで、本
発明の方法が効果的となる。具体的には、粒径や厚みが
1〜5mm以上のものに対して、特に有効である。
Specifically, an alkaline salt is formed by immersing the wet gel in a solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid or nitric acid, or an organic acid such as formic acid, acetic acid or propionic acid, or exposing it to steam. This is washed and removed in an organic solvent that dissolves water or the salt. If the gel is particles and the particle size is large, or if the gel is block-shaped and the thickness is thick, it takes a long time to remove the alkaline component by washing with water only. Therefore, the method of the present invention becomes effective. Specifically, it is particularly effective for particles having a particle size or thickness of 1 to 5 mm or more.

【0026】また、上記のアルカリ分の除去に関して
は、水ガラスを電気透析処理して得られるケイ酸水溶液
が、もともとアルカリ分が少なくアルカリ除去に必要な
時間も短いため好ましい。除去に関しては、本発明にお
ける酸による塩の形成とその除去による方法が好適に用
いられることに変わりはない。疎水化処理により安定し
た疎水性が得られない原因としては、上記のアルカリ成
分の残存以外に、表面に分解を起こしやすいアルコキシ
基が多数存在していることがあげられる。その現象は、
例えばゲル原料としてアルコキシシランなどの金属アル
コキシドを用いて得られるゲルに関して顕著であり、そ
の結果、特に、疎水性が保持される耐熱温度の低下が起
こる。
Regarding the removal of the alkali content, an aqueous solution of silicic acid obtained by subjecting water glass to electrodialysis treatment is preferable because it originally has less alkali content and the time required for alkali removal is short. Regarding the removal, the method of forming a salt with an acid and the removal thereof in the present invention is still preferably used. The reason why stable hydrophobicity cannot be obtained by the hydrophobizing treatment is that, in addition to the above-mentioned residual alkali component, a large number of alkoxy groups which easily decompose on the surface are present. The phenomenon is
For example, this is remarkable for a gel obtained by using a metal alkoxide such as alkoxysilane as a gel raw material, and as a result, the heat resistance temperature at which the hydrophobicity is retained is lowered.

【0027】上記問題を解決するためには、ゲル原料と
してアルコキシシランを用い、ゲル化およびゲルの熟成
工程(a)と疎水化工程(b)との間に、非アルコール
系の水溶性溶媒と水との混合溶媒で、湿潤ゲル内の溶媒
を置換する工程を実施することが好ましい。アルコール
を含まない水溶液中で表面のアルコキシ基が加水分解さ
れて水酸基となり、この水酸基が疎水化工程で有機シリ
ル基などの安定な疎水基に変換される。そのために、良
好な疎水性が得られ、疎水性を保持し得る温度、すなわ
ち耐熱性も高くなるものと考えられる。また、非アルコ
ール系の水溶性溶媒と水との混合溶媒を用いて湿潤ゲル
内の溶媒を置換する際、アルコキシ基の加水分解を促進
するような触媒として、酸または塩基を添加することも
効果的である。
In order to solve the above problems, alkoxysilane is used as a gel raw material, and a non-alcoholic water-soluble solvent is added between the gelation and gel aging step (a) and the hydrophobizing step (b). It is preferable to carry out the step of replacing the solvent in the wet gel with a mixed solvent with water. The alkoxy group on the surface is hydrolyzed in an alcohol-free aqueous solution to form a hydroxyl group, which is converted into a stable hydrophobic group such as an organic silyl group in the hydrophobizing step. Therefore, it is considered that good hydrophobicity can be obtained and the temperature at which the hydrophobicity can be maintained, that is, the heat resistance is also increased. Further, when replacing the solvent in the wet gel with a mixed solvent of a non-alcoholic water-soluble solvent and water, it is also effective to add an acid or a base as a catalyst for promoting the hydrolysis of the alkoxy group. Target.

【0028】上記のゲル原料としてのアルコキシランと
しては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン
などのアルコキシシランモノマーの他、それらのオリゴ
マーも含まれる。上記の非アルコール系の水溶性溶媒と
しては、水溶性のケトン、エーテル、カルボン酸、アミ
ドなどがあげられ、具体的にはアセトン、テトラヒドロ
フラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、
蟻酸、酢酸、プロピオン酸、N,N−ジメチルホルムア
ミドなどを用いることができる。
The alkoxysilane as the gel raw material includes alkoxysilane monomers such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and oligomers thereof. Examples of the non-alcoholic water-soluble solvent include water-soluble ketones, ethers, carboxylic acids, and amides. Specifically, acetone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane,
Formic acid, acetic acid, propionic acid, N, N-dimethylformamide and the like can be used.

【0029】本発明の疎水化工程で用いられる疎水化剤
としては、反応性が高い点からシリル化剤が好ましく、
例えばシラザン化合物、クロロシラン化合物、アルキル
シラノール化合物およびアルコキシシラン化合物等があ
る。これらの中でも、反応性が高いシラザン化合物、ク
ロロシラン化合物が好適に用いられる。シリル化剤は、
ゲル表面の水酸基と反応することで、有機シリル基を導
入してゲルに疎水性を付与する。シラザン化合物、クロ
ロシラン化合物、アルコキシシラン化合物の場合は、水
と反応により加水分解を受けて対応するアルキルシラノ
ールになってからも前記水酸基と反応するが、加水分解
前の方が反応性が高いために、加水分解が進行しない条
件で使用することが好ましい。
The hydrophobizing agent used in the hydrophobizing step of the present invention is preferably a silylating agent from the viewpoint of high reactivity,
Examples thereof include silazane compounds, chlorosilane compounds, alkylsilanol compounds and alkoxysilane compounds. Among these, silazane compounds and chlorosilane compounds having high reactivity are preferably used. The silylating agent is
By reacting with the hydroxyl group on the gel surface, an organosilyl group is introduced to impart hydrophobicity to the gel. In the case of a silazane compound, a chlorosilane compound, and an alkoxysilane compound, they react with the hydroxyl group even after they are hydrolyzed by reaction with water to form the corresponding alkylsilanol, but the reactivity before hydrolysis is higher. It is preferably used under the condition that hydrolysis does not proceed.

【0030】シリル化剤として具体的には、トリメチル
クロロシラン、メチルトリクロロシランおよびジメチル
ジクロロシランなどのクロロシラン化合物、ヘキサメチ
ルジシラザンなどのシラザン化合物、メトキシトリメチ
ルシラン、エトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメ
チルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジエトキシジ
メチルシラン、トリメトキシメチルシランおよびトリエ
トキシメチルシランなどのアルコキシシランなどがあ
る。また、疎水化剤としてフッ素化されたシリル化剤を
用いれば、優れた疎水性が得られ非常に効果的である。
例えば、パーフルオロアルキル基を有したクロロシラン
類を好適に用いることができる。
Specific examples of the silylating agent include chlorosilane compounds such as trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane and dimethyldichlorosilane, silazane compounds such as hexamethyldisilazane, methoxytrimethylsilane, ethoxytrimethylsilane, dimethoxydimethylsilane and dimethoxydiethyl. Examples include alkoxysilanes such as silane, diethoxydimethylsilane, trimethoxymethylsilane and triethoxymethylsilane. Further, when a fluorinated silylating agent is used as the hydrophobizing agent, excellent hydrophobicity is obtained, which is very effective.
For example, chlorosilanes having a perfluoroalkyl group can be preferably used.

【0031】また、他の疎水化剤としては、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタ
ノール、オクタノール、エチレングリコールおよびグリ
セロールなどのアルコールのほか、蟻酸、酢酸、プロピ
オン酸およびコハク酸などのカルボン酸、酢酸クロライ
ドなどの酸クロライドなども用いることができる。これ
らは、ゲル表面の水酸基と反応してエーテルまたはエス
テルを形成することで疎水化を進めるが、反応が比較的
遅いため高温の条件が必要である。
Other hydrophobizing agents include alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol, heptanol, octanol, ethylene glycol and glycerol, as well as carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid and succinic acid, and acetic acid. Acid chlorides such as chlorides can also be used. These react with hydroxyl groups on the gel surface to form an ether or an ester to promote hydrophobicity, but the reaction is relatively slow, so high temperature conditions are required.

【0032】また、疎水化処理時に疎水化剤の溶媒とな
る水溶性溶媒としては、アセトン、1,4−ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソランなどの
ケトン、エーテルのほか、メタノール、エタノール、プ
ロパノールおよびターシャリ−ブタノールなどの低級ア
ルコール、蟻酸、酢酸およびプロピオン酸などの低級カ
ルボン酸なども用いることができる。上記のアルコール
および酸は、既に述べたように、疎水化剤としても作用
する。
As the water-soluble solvent which serves as a solvent for the hydrophobizing agent during the hydrophobizing treatment, acetone, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, ketones such as 1,3-dioxolane and ether, as well as methanol, ethanol and propanol. Also, lower alcohols such as tert-butanol, lower carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid can be used. The alcohols and acids mentioned above also act as hydrophobizing agents, as already mentioned.

【0033】ただし、低級アルコールは、水溶性溶媒と
して働き疎水化を進めるものの、クロロシランなどの疎
水化剤と反応したり、シリル化剤などの疎水化剤で達成
された疎水性能を劣化させることがあるため、水溶性溶
媒としては水溶性のケトン、水溶性のエーテルを用いる
ことがより好ましい。具体的には、上述した、アセト
ン、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,3
−ジオキソランなどが用いられる。
However, although the lower alcohol acts as a water-soluble solvent and promotes hydrophobicity, it may react with a hydrophobizing agent such as chlorosilane or deteriorate the hydrophobic performance achieved by a hydrophobizing agent such as a silylating agent. Therefore, it is more preferable to use a water-soluble ketone or a water-soluble ether as the water-soluble solvent. Specifically, the above-mentioned acetone, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, 1,3
-Dioxolane or the like is used.

【0034】(c)乾燥工程(湿潤ゲルからの溶媒除
去) 最後に、乾燥工程について説明する。この工程では、湿
潤ゲルから溶媒を除去して乾燥ゲルを得るが、その方法
は、超臨界乾燥法と、臨界点未満の条件での乾燥法の二
つに分けられる。超臨界乾燥の方法としては、非水性ゲ
ルを設置し、ゲル中の非水溶媒を超臨界状態にしてから
一定温度で圧力を徐々に解放して溶媒を除去して乾燥す
る方法と、ゲル中の非水溶媒を超臨界流体に用いる溶媒
によって抽出除去して溶媒置換してから一定温度で圧力
を解放して超臨界状態であった流体を常圧の気体状態ま
で除去して乾燥する方法がある。ともに、超臨界状態か
ら液相を介さずに乾燥するために、気液界面が生じず、
毛管力によるゲルの収縮が起こらないことが特徴であ
る。
(C) Drying Step (Solvent Removal from Wet Gel) Finally, the drying step will be described. In this step, the solvent is removed from the wet gel to obtain a dry gel. The method can be divided into a supercritical drying method and a drying method under conditions below the critical point. As a supercritical drying method, a non-aqueous gel is installed, the non-aqueous solvent in the gel is put into a supercritical state, and then the pressure is gradually released at a constant temperature to remove the solvent and dry the gel. The method of extracting and removing the non-aqueous solvent of the above with the solvent used for the supercritical fluid, replacing the solvent, releasing the pressure at a constant temperature and removing the fluid in the supercritical state to the atmospheric pressure gas state, and drying. is there. In both cases, since the supercritical state is dried without passing through the liquid phase, a gas-liquid interface does not occur,
The feature is that the gel does not contract due to capillary force.

【0035】なお、超臨界乾燥に用いる溶媒としては、
湿潤ゲルの溶媒を用いることができる。特に、超臨界乾
燥において扱いやすい溶媒に置換しておくのが好まし
い。具体的な溶媒としては、その溶媒を直接に超臨界流
体として使用できるメタノール、エタノール、プロパノ
ール、イソプロパノール、ブタノール、ターシャリ−ブ
タノールなどのアルコール類や液化二酸化炭素を用いる
ことができる。さらに、これらの超臨界流体で溶出しや
すいアセトン、酢酸イソアミル、ヘキサンなどの一般的
な取扱いやすい有機溶剤に置換しておいてもよい。な
お、良好にゲルが収縮せずに低密度に乾燥できれば溶媒
はこれらにかぎられるものではない。
The solvent used for supercritical drying is
Wet gel solvents can be used. In particular, it is preferable to replace with a solvent that is easy to handle in supercritical drying. Specific solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and tert-butanol, which can be directly used as a supercritical fluid, and liquefied carbon dioxide. Further, it may be replaced with a general organic solvent such as acetone, isoamyl acetate or hexane, which is easily eluted with these supercritical fluids. The solvent is not limited to these as long as the gel can be dried to a low density without shrinking well.

【0036】超臨界乾燥条件としては、オートクレーブ
などの圧力容器中で行い、例えばメタノールではその臨
界条件である臨界圧力8.09MPa、臨界温度23
9.4℃以上にし、温度一定の状態で圧力を徐々に解放
して乾燥を行う。また、二酸化炭素の場合には、臨界圧
力7.38MPa、臨界温度31.1℃以上にして、同
じように温度一定の状態で超臨界状態から圧力を解放し
て気体状態にして乾燥を行う。
As supercritical drying conditions, it is carried out in a pressure vessel such as an autoclave. For example, in methanol, the critical conditions are critical pressure of 8.09 MPa and critical temperature of 23.
The temperature is kept at 9.4 ° C. or higher, and the pressure is gradually released while drying at a constant temperature. Further, in the case of carbon dioxide, the critical pressure is set to 7.38 MPa and the critical temperature is set to 31.1 ° C. or higher.

【0037】つぎに、臨界点未満の条件で行う乾燥法に
関して説明する。この方法は、圧力は減圧から加圧まで
様々な条件を用いることができるが、超臨界乾燥法とは
異なり、乾燥時に液体状態の溶媒を気液界面を形成させ
たまま乾燥させる一般的な加熱乾燥方法である。そし
て、この方法は、高圧を必要としないため低い設備費用
で実施が可能である。
Next, the drying method performed under the condition below the critical point will be described. This method can use various conditions for pressure, from reduced pressure to increased pressure, but unlike the supercritical drying method, it is a general heating method in which a solvent in a liquid state is dried while forming a gas-liquid interface during drying. It is a drying method. And, since this method does not require high pressure, it can be implemented with low equipment cost.

【0038】気液界面が形成されるために、乾燥時には
毛管力による収縮が起こりやすくなる。疎水化工程
(b)で疎水化処理が行われているため収縮は起こりに
くくなっているが、さらに収縮を小さくするためには、
湿潤ゲル中に保持されている溶媒の表面張力を低くする
ことが好ましい。従って、必要に応じて、湿潤ゲル中の
溶媒を表面張力の小さい溶媒に置換すればよい。また
は、疎水化の時点で、表面張力の低い溶媒を用いること
が好ましい。本発明で乾燥時に用いられる溶媒として
は、特に沸点での表面張力が0.016N/m以下の液
体が好ましい。これを満たす液体としては、デカン、ノ
ナン、オクタン、ヘプタン、ヘキサンおよびペンタン、
ブタンなどで環状構造を有しない炭化水素および、その
異性体がある。
Since the gas-liquid interface is formed, shrinkage due to the capillary force easily occurs during drying. Since the hydrophobic treatment is performed in the hydrophobic step (b), shrinkage is less likely to occur, but in order to further reduce the shrinkage,
It is preferable to lower the surface tension of the solvent retained in the wet gel. Therefore, the solvent in the wet gel may be replaced with a solvent having a low surface tension, if necessary. Alternatively, it is preferable to use a solvent having a low surface tension at the time of hydrophobization. As the solvent used for drying in the present invention, a liquid having a surface tension of 0.016 N / m or less at the boiling point is particularly preferable. Liquids that meet this include decane, nonane, octane, heptane, hexane and pentane,
There are hydrocarbons having no cyclic structure such as butane, and isomers thereof.

【0039】その他に、HFC−134a、HFC−1
52aおよびオクタフルオロシクロペンタンなどのハイ
ドロフルオロカーボン化合物(HFC)、ノナフルオロ
ブチルメチルエーテルおよびノナフルオロブチルエチル
エーテルなどのハイドロフルオロエーテル化合物(HF
E)、ヘキサフルオロイソプロパノールなどのフルオロ
アルコール、テトラメチルシランなどのアルキルシラ
ン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロト
リシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンなどの
ジメチルポリシロキサンなどがある。
In addition, HFC-134a, HFC-1
52a and hydrofluorocarbon compounds (HFC) such as octafluorocyclopentane, hydrofluoroether compounds such as nonafluorobutyl methyl ether and nonafluorobutyl ethyl ether (HF
E), fluoroalcohols such as hexafluoroisopropanol, alkylsilanes such as tetramethylsilane, dimethylpolysiloxanes such as hexamethyldisiloxane, hexamethylcyclotrisiloxane and octamethyltrisiloxane.

【0040】また、乾燥工程で表面張力を低下させて毛
管力を低減するために、界面活性剤を添加させることが
効果的で好ましい。界面活性剤としては、シリコン系お
よび炭化水素系、ならびに前記界面活性剤をフッ素化し
たフッ素系などがあり、各々アニオン型、カチオン型お
よびノニオン型がある。一方、疎水化に用いた疎水化剤
のうちゲル表面の水酸基と反応しなかったものは、乾燥
工程初期には、ゲルの孔中に残存している。しかし、こ
れらは乾燥が進行するにつれ、そのほとんどが気化して
孔中から除かれる。
Further, in order to reduce the surface tension and the capillary force in the drying step, it is effective and preferable to add a surfactant. Surfactants include silicon-based and hydrocarbon-based surfactants, and fluorine-based surfactants obtained by fluorinating the above-mentioned surfactants, and there are anionic, cationic and nonionic surfactants, respectively. On the other hand, among the hydrophobizing agents used for hydrophobizing, those that did not react with the hydroxyl groups on the gel surface remain in the pores of the gel at the beginning of the drying process. However, most of these vaporize and are removed from the pores as the drying progresses.

【0041】また、さらに極微量の疎水化剤を除くため
に乾燥後さらに昇温して分解させることもできる。た
だ、何らかの理由で昇温できない場合は、疎水化工程の
後に疎水化剤を溶かす液体蒸気下で乾燥し、さらに前記
溶媒を乾燥させる事も可能である。このときに、用いら
れる洗浄の溶媒は、疎水化剤を溶解するものであれば、
表面張力が低いものの方が好ましいことは言うまでもな
い。
Further, in order to remove a very small amount of the hydrophobizing agent, the temperature can be further raised after the drying to decompose. However, if the temperature cannot be raised for some reason, it is also possible to dry under a liquid vapor that dissolves the hydrophobizing agent after the hydrophobizing step, and further dry the solvent. At this time, if the washing solvent used is one that dissolves the hydrophobizing agent,
It goes without saying that the one having a low surface tension is preferable.

【0042】また、乾燥工程においては、臨界点未満の
条件で乾燥を行うが、加圧下で乾燥を行えば、孔中に保
持される液体の沸点が上昇する。この場合、昇温により
表面張力が下がるために、毛管力を低減することで収縮
が効果的に抑制されるため好ましい。例えば、エタノー
ルを加圧下で乾燥させる場合、沸点を80℃程度上昇さ
せて150℃程度まで上げれば、表面張力が0.006
N/m程度下がり、0.012N/m程度まで下げるこ
とができ、加圧下での乾燥は、収縮抑制に効果的であ
る。
In the drying step, the drying is carried out under the condition below the critical point, but if the drying is carried out under pressure, the boiling point of the liquid held in the pores will rise. In this case, since the surface tension is lowered by the temperature rise, the contraction is effectively suppressed by reducing the capillary force, which is preferable. For example, when ethanol is dried under pressure, if the boiling point is raised by about 80 ° C. to about 150 ° C., the surface tension becomes 0.006.
N / m can be reduced to about 0.012 N / m, and drying under pressure is effective for suppressing shrinkage.

【0043】最後に本発明の疎水化された乾燥ゲルを用
いた断熱材について説明する。この断熱材は、本発明の
疎水化された乾燥ゲルの製造方法により製造され、みか
け密度が50〜300kg/m3で、350℃で疎水性
が維持されることが特徴である。低密度であるために低
い熱伝導率が実現でき、疎水性を維持する温度が高いた
めに高い温度域での断熱材としての使用が可能となる。
Finally, a heat insulating material using the hydrophobized dry gel of the present invention will be described. This heat insulating material is manufactured by the method for manufacturing a hydrophobized dry gel of the present invention, and is characterized by having an apparent density of 50 to 300 kg / m 3 and maintaining hydrophobicity at 350 ° C. Since the density is low, low thermal conductivity can be realized, and since the temperature at which the hydrophobicity is maintained is high, it can be used as a heat insulating material in a high temperature range.

【0044】上述したように、本発明の疎水化された湿
潤ゲルの製造方法により疎水化を行うことによって、臨
界点未満の条件でも50〜300kg/m3の低密度が
実現される。また、鋭意検討した結果、本発明者らは、
アルコキシシランをゲル原料とした場合でも、疎水化処
理に先立って、非アルコール系の水溶性溶媒と水との混
合溶媒で湿潤ゲル中の溶媒を置換することにより350
℃まで耐熱性のある疎水性が付与されることを見出し
た。以下に、具体的な実施例に基づいて本発明を説明す
るが、本発明は、これらのみに制限されるものではな
い。
As described above, a low density of 50 to 300 kg / m 3 can be realized even under the condition below the critical point by carrying out the hydrophobization by the method for producing a hydrophobized wet gel of the present invention. Moreover, as a result of diligent study, the present inventors have found that
Even when alkoxysilane is used as a gel raw material, the solvent in the wet gel is replaced with a mixed solvent of a non-alcoholic water-soluble solvent and water before the hydrophobic treatment.
It was found that a hydrophobic property with heat resistance is imparted up to ℃. Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples, but the present invention is not limited thereto.

【0045】[0045]

【実施例】《実施例1および比較例1》本実施例では、
水ガラスをゲル原料として用い、ゲル化温度を50℃以
下に調整することで湿潤ゲルを形成し、得られる乾燥ゲ
ルの熱伝導率を検討した。湿潤ゲルの乾燥は、超臨界乾
燥法により行った。シリカ湿潤ゲルは、Na20および
SiO2を1:3(モル比)で含む水ガラスを、SiO2
濃度が10重量%になるように水で薄めて、薄めた水ガ
ラスに、冷却しながらpHが7になるように2規定硫酸
を少量ずつ加えることでゲル化を進行させた。ゲル化時
の温度は25〜40℃に制御した。形成された湿潤ゲル
を3日間25℃で熟成した。引き続き、湿潤ゲルにイオ
ン交換水を加えた後、攪拌機によって数mm程度以下の
粒径まで粉砕し、さらにゲル体積の10倍体積のイオン
交換水で3回洗浄を行った。
EXAMPLES << Example 1 and Comparative Example 1 >> In this example,
A wet gel was formed by adjusting the gelling temperature to 50 ° C. or lower using water glass as a gel raw material, and the thermal conductivity of the obtained dry gel was examined. The wet gel was dried by the supercritical drying method. Wet silica gel, the Na 2 0 and SiO 2 1: water glass containing 3 (molar ratio), SiO 2
The mixture was diluted with water to a concentration of 10% by weight, and 2N sulfuric acid was added little by little to the diluted water glass so that the pH became 7, while the gelation was allowed to proceed. The temperature during gelation was controlled at 25-40 ° C. The wet gel formed was aged for 3 days at 25 ° C. Subsequently, after adding ion-exchanged water to the wet gel, it was pulverized with a stirrer to a particle size of about several mm or less, and further washed 3 times with ion-exchanged water having a volume 10 times the gel volume.

【0046】つぎに、上記の湿潤ゲルをゲル体積の5倍
体積のエタノールに浸漬する操作を、各操作毎に新しい
エタノールと入れ替えて計2回行うことにより、前記ゲ
ル内の水をエタノールで置換した。同様にして、湿潤ゲ
ル内の溶媒であるエタノールをヘキサンで置換した。そ
の後、ゲル体積の5倍体積のトリメチルクロロシランの
10体積%ヘキサン溶液中に前記ゲルを45℃で1日間
浸漬することで、疎水化処理を行った。さらに、同様に
して、ゲル中の溶液を、純粋なヘキサンで置換した。得
られた疎水化された湿潤ゲルをオートクレーブ中で、ゲ
ル中のヘキサンを液化二酸化炭素に置換した後、50
℃、12Mpaの条件から、温度を維持して圧力を解放
することで乾燥を行った。さらに同様の実験を繰り返し
実施した(実施例1)。
Next, the water in the gel is replaced with ethanol by immersing the above-mentioned wet gel in ethanol having a volume five times the gel volume, replacing the water in each operation with fresh ethanol. did. Similarly, the solvent, ethanol, in the wet gel was replaced with hexane. Thereafter, the gel was immersed in a 10 volume% hexane solution of trimethylchlorosilane having a volume 5 times the volume of the gel at 45 ° C. for 1 day to perform a hydrophobic treatment. Furthermore, in the same manner, the solution in the gel was replaced with pure hexane. The hydrophobized wet gel obtained was placed in an autoclave, and hexane in the gel was replaced with liquefied carbon dioxide.
From the conditions of ° C and 12 MPa, the temperature was maintained and the pressure was released to perform drying. Further, the same experiment was repeatedly carried out (Example 1).

【0047】比較のために、実施例1と同じゲル原料
に、2規定硫酸をpHが7になるように一時に加えた。
ゲル化に至る過程で、昇温が起こり、表面付近の温度が
50℃を越えて60℃程度まで上昇した。あとは、実施
例1と同じ条件でゲルの熟成、疎水化および超臨界乾燥
を行った。さらに同様の実験を繰り返し行った(比較例
1)。実施例1で得られた疎水化乾燥ゲルは、密度が平
均で約240kg/m3で熱伝導率は平均温度24℃に
おいて、平均で0.021W/mKであった。また、密
度の各部によるばらつきは5%以内であり、繰り返し実
験による熱伝導率のばらつきは1%以内であった。
For comparison, 2N sulfuric acid was added to the same gel raw material as in Example 1 at a time so that the pH became 7.
During the process leading to gelation, the temperature increased, and the temperature near the surface exceeded 50 ° C and rose to about 60 ° C. After that, the gel was aged, hydrophobized, and supercritically dried under the same conditions as in Example 1. Further, the same experiment was repeated (Comparative Example 1). The hydrophobized dry gel obtained in Example 1 had an average density of about 240 kg / m 3 and a thermal conductivity of 0.021 W / mK at an average temperature of 24 ° C. Further, the variation in the density of each part was within 5%, and the variation in the thermal conductivity due to repeated experiments was within 1%.

【0048】これに対して、比較例1では、乾燥ゲルの
密度が230kg/m3であったが各部のばらつきが2
0%程度、熱伝導率は0.023W/mKで、繰り返し
実験によるばらつきが10%程度あった。このように、
実施例1で比較例1よりも熱伝導率、密度のばらつきが
小さいのは、ゲル化時の温度制御を行うことにより、部
分的に経時的に均一なゲル化反応が進行しているためと
考えられる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the density of the dry gel was 230 kg / m 3 , but the variation in each part was 2
The thermal conductivity was about 0%, the thermal conductivity was 0.023 W / mK, and the variation due to repeated experiments was about 10%. in this way,
The variation in the thermal conductivity and the density in Example 1 is smaller than that in Comparative Example 1 because the uniform gelation reaction progresses partially with time by controlling the temperature during gelation. Conceivable.

【0049】《実施例2および比較例2》本実施例で
は、アルコキシシランであるテトラメトキシシランをゲ
ル原料として用い、ゲル化温度を50℃以下に調整する
ことで湿潤ゲルを形成し、得られるゲルの熱伝導率を検
討した。湿潤ゲルの乾燥は、超臨界乾燥法で行った。テ
トラメトキシシラン、エタノール、0.1規定アンモニ
ア水を1:1:4(モル比)で混合する際に、テトラメ
トキシシランとエタノールの混合物に、冷却しながら少
しずつ前記アンモニア水を加えて行くことで、温度を4
0℃以下に調整しながらゲル化を進行させた。水洗浄は
行わなかったが、後は実施例1と同様にして、溶媒置
換、疎水化および超臨界乾燥を行った。ただし、最初の
溶媒置換時に湿潤ゲルの粉砕を実施例1と同様にして行
った(実施例2)。
<< Example 2 and Comparative Example 2 >> In this example, tetramethoxysilane, which is an alkoxysilane, is used as a gel raw material, and the gelling temperature is adjusted to 50 ° C. or lower to form a wet gel, which is obtained. The thermal conductivity of the gel was investigated. The wet gel was dried by a supercritical drying method. When tetramethoxysilane, ethanol, and 0.1N ammonia water are mixed at a ratio of 1: 1: 4 (molar ratio), the ammonia water is gradually added to the mixture of tetramethoxysilane and ethanol while cooling. And the temperature is 4
Gelation was allowed to proceed while adjusting the temperature to 0 ° C or lower. Although no water washing was carried out, solvent replacement, hydrophobization and supercritical drying were carried out in the same manner as in Example 1 thereafter. However, the wet gel was pulverized in the same manner as in Example 1 at the time of the first solvent replacement (Example 2).

【0050】また、比較のために、実施例2と同じ原料
を混合してゲルを形成する際に、0.1Nアンモニア水
を一度に入れて、ゲル化を進行させた。この時、急激な
昇温が起こり、ゲル表面付近で50℃以上の温度に達し
た。後は、実施例2と同様にして、乾燥ゲルを作製した
(比較例2)。実施例2で得られた疎水化乾燥ゲルは、
密度が平均で約280kg/m3で熱伝導率は平均温度
24℃において、平均で0.020W/mKであった。
また、密度の各部によるばらつきは5%以内、繰り返し
実験による熱伝導率のばらつきは1%以内であった。
For comparison, when the same raw materials as in Example 2 were mixed to form a gel, 0.1N ammonia water was added at once to promote gelation. At this time, a rapid temperature rise occurred, reaching a temperature of 50 ° C. or higher near the gel surface. Thereafter, a dry gel was prepared in the same manner as in Example 2 (Comparative Example 2). The hydrophobized dry gel obtained in Example 2 was
The density was about 280 kg / m 3 on average, and the thermal conductivity was 0.020 W / mK on average at an average temperature of 24 ° C.
Further, the variation of the density due to each part was within 5%, and the variation of the thermal conductivity due to repeated experiments was within 1%.

【0051】これに対して、比較例2では、乾燥ゲルの
密度が270kg/m3であったが、各部のばらつきが
15%程度、熱伝導率は0.022W/mKで、繰り返
し実験によるばらつきが10%程度あった。このよう
に、実施例2で比較例2よりも熱伝導率、密度のばらつ
きが小さいのは、ゲル化時の温度制御を行うことによ
り、部分的に経時的に均一なゲル化反応が進行している
ためと考えらる。
On the other hand, in Comparative Example 2, the density of the dry gel was 270 kg / m 3 , but the dispersion of each part was about 15%, the thermal conductivity was 0.022 W / mK, and the dispersion was found by repeated experiments. Was about 10%. As described above, the variation in the thermal conductivity and the density in Example 2 is smaller than that in Comparative Example 2 because the temperature control during gelation causes a partial gelation reaction to progress partially over time. I think that is because.

【0052】《実施例3および比較例3》本実施例で
は、アルコキシシランであるテトラメトキシシランをゲ
ル原料とし、ゲルの熟成温度を変えて湿潤ゲルを形成
し、得られる熱伝導率を検討した。湿潤ゲルの乾燥は、
超臨界乾燥法により行った。ゲル原料としては、テトラ
メトキシシラン、エタノールおよび0.1規定アンモニ
ア水の1:3:4(モル比)混合物を用い、実施例2と
同様にしてゲル化の温度を制御してゲル化を進行させ、
4個のゲルを形成した。引き続き、各ゲルに関して、2
5℃、35℃、45℃の各恒温槽中で3日間熟成を行っ
た。後は実施例2と同様にして、乾燥ゲルを作製した
(実施例3)。
Example 3 and Comparative Example 3 In this example, tetramethoxysilane, which is an alkoxysilane, was used as a gel raw material, the gel aging temperature was changed to form a wet gel, and the thermal conductivity obtained was examined. . Drying a wet gel
It was performed by the supercritical drying method. As the gel raw material, a mixture of tetramethoxysilane, ethanol and 0.1N ammonia water in a ratio of 1: 3: 4 (molar ratio) was used, and the gelation temperature was controlled in the same manner as in Example 2 to proceed the gelation. Let
Four gels were formed. Continue to 2 for each gel
Aging was carried out for 3 days in each of the constant temperature baths of 5 ° C, 35 ° C and 45 ° C. Thereafter, a dried gel was prepared in the same manner as in Example 2 (Example 3).

【0053】比較のために、実施例3と同様に熟成前の
湿潤ゲル3個を、5℃、10℃、60℃で3日間熟成を
行った。後は実施例と同様にして、乾燥ゲルを作製した
(比較例3)。実施例3および比較例3で得られた乾燥
ゲルの熱伝導率は5℃、10℃、25℃、35℃、45
℃、60℃の順に、0.0242、0.0221、0.
0189、0.0177、0.0172、0.0210
W/mKであり、低温側、恒温側で熱伝導率が上昇し
た。
For comparison, three wet gels before aging were aged at 5 ° C., 10 ° C. and 60 ° C. for 3 days in the same manner as in Example 3. Thereafter, a dried gel was prepared in the same manner as in the example (Comparative example 3). The thermal conductivity of the dried gels obtained in Example 3 and Comparative Example 3 was 5 ° C, 10 ° C, 25 ° C, 35 ° C, 45.
C., 60.degree. C. in the order of 0.0242, 0.0221, 0.
0189, 0.0177, 0.0172, 0.0210
It was W / mK, and the thermal conductivity increased on the low temperature side and the constant temperature side.

【0054】《実施例4および比較例4》本実施例で
は、水ガラスを電気透析処理して得られたケイ酸水溶液
をゲル原料として用い、ゲルの熟成温度を変えて湿潤ゲ
ルを形成し、熟成温度の熱伝導率への影響を検討した。
湿潤ゲルの乾燥は、臨界点未満の条件で行った。ゲル原
料としては、イオン交換膜の電気透析装置にケイ酸ナト
リウムからなる水ガラス溶液を通過させて得られる、p
H10.5、ケイ酸濃度14重量%、酸化ナトリウム濃
度0.8重量%のケイ酸水溶液を用いた。
Example 4 and Comparative Example 4 In this example, an aqueous solution of silicic acid obtained by electrodialyzing water glass was used as a gel raw material, and a aging temperature of the gel was changed to form a wet gel. The effect of aging temperature on thermal conductivity was investigated.
Drying of the wet gel was performed under conditions below the critical point. The gel raw material is obtained by passing a water glass solution of sodium silicate through an ion exchange membrane electrodialyzer, p
A silicic acid aqueous solution having H10.5, a silicic acid concentration of 14% by weight, and a sodium oxide concentration of 0.8% by weight was used.

【0055】上記ケイ酸水溶液にpHが7になるよう
に、2規定硫酸を一時に加えてゲル化を進めたが、発熱
は殆ど起こらず、冷却を行わずに、30℃以下でゲル化
を進行させることができた。このようにして厚さ5mm
直径10cmの湿潤ゲルブロックを形成させた。このよ
うなブロックを3個作製し、各々を10℃、20℃、4
5℃の各恒温槽中でゲルの熟成を5日間行った。
2N sulfuric acid was added at once to the above silicic acid aqueous solution to promote gelation. However, heat was hardly generated, and gelation was performed at 30 ° C. or lower without cooling. I was able to proceed. 5mm thick in this way
A wet gel block with a diameter of 10 cm was formed. We made three such blocks, each at 10 ℃, 20 ℃, 4
The gel was aged for 5 days in each thermostat at 5 ° C.

【0056】引き続き、ゲル体積の10倍体積のイオン
交換水で3回洗浄を行った。つぎに、上記の湿潤ゲルを
ゲル体積の5倍体積のアセトンおよびヘキサン4:1
(体積比)混合溶媒に浸漬する操作を、各操作毎に新し
い前記混合溶媒と入れ替えて計3回行うことにより、前
記ゲル内の水をアセトンおよびヘキサンの4:1(体積
比)混合溶媒で置換した。その後、ゲル体積の10倍体
積のトリメチルクロロシランの10体積%アセトンおよ
びヘキサン4:1(体積比)混合溶媒中に、前記ゲルを
45℃で1日間浸漬することで、疎水化処理を行った。
Subsequently, washing was performed 3 times with ion-exchanged water having a volume 10 times the gel volume. Next, the above wet gel was mixed with 5 times the gel volume of acetone and hexane 4: 1.
(Volume ratio) The operation of immersing in the mixed solvent is carried out three times in total by replacing each operation with a new mixed solvent, so that the water in the gel is mixed with acetone and hexane in a 4: 1 (volume ratio) mixed solvent. Replaced. Thereafter, the gel was immersed in a mixed solvent of 10 volume% trimethylchlorosilane of 10 volume% of the gel volume of acetone and hexane 4: 1 (volume ratio) at 45 ° C. for 1 day to perform a hydrophobic treatment.

【0057】最後に、前記の疎水化された湿潤ゲルを、
上記の溶媒置換と同じ方法で、ゲル内に含まれる溶媒を
ヘキサンに置換した後に、乾燥容器中で、80〜100
℃の加熱窒素を流しながら、溶媒を除去することで乾燥
を行った(実施例4)。比較のために、実施例と同様に
して熟成前の湿潤ゲルブロックを3個形成し、各々を0
℃、60℃、80℃の各恒温槽でゲルの熟成を行った。
後は、実施例と同様にして乾燥ゲルを作製した(比較例
4)。実施例4および比較例4で得られた乾燥ゲルブロ
ック体の熱伝導率は0℃、10℃、20℃、45℃、6
0℃、80℃の順に、0.0175、0.0152、
0.0157、0.0177、0.0181、0.01
93W/mKであり、室温より少し低い温度域で最も低
い熱伝導率が得られた。
Finally, the hydrophobized wet gel described above is
After replacing the solvent contained in the gel with hexane by the same method as the above solvent replacement, 80 to 100 in a drying container.
Drying was performed by removing the solvent while flowing heated nitrogen at ℃ (Example 4). For comparison, three wet gel blocks before aging were formed in the same manner as in the example, and each of them was set to 0.
The gel was aged in each of the constant temperature baths at 60 ° C, 60 ° C and 80 ° C.
Thereafter, a dry gel was prepared in the same manner as in the example (Comparative example 4). The thermal conductivity of the dried gel block bodies obtained in Example 4 and Comparative Example 4 was 0 ° C, 10 ° C, 20 ° C, 45 ° C, 6
0 ℃, 80 ℃ in order of 0.0175, 0.0152,
0.0157, 0.0177, 0.0181, 0.01
It was 93 W / mK, and the lowest thermal conductivity was obtained in a temperature range slightly lower than room temperature.

【0058】《実施例5》本実施例では、水ガラスを電
気透析処理して得られたケイ酸水溶液をゲル原料として
用い、ゲル熟成後に、酸溶液への浸漬と水洗浄による塩
除去工程を取り入れた効果を検討した。ゲル化は実施例
4と同様に行い、熟成は実施例4における20℃の条件
で行った。その後、得られたゲルを、ゲル体積の5倍体
積の0.1規定硫酸に4時間浸漬し、引き続き、ゲル体
積の10倍体積のイオン交換水で3回洗浄を行った。後
は、実施例4と同様にして乾燥ゲルを作製した。得られ
た、乾燥ゲルのブロック体の熱伝導率は0.0141W
/mKであり、硫酸への浸漬を行わなかった実施例4に
比較して、0.001W/mK程度低減された。これ
は、硫酸に浸漬することにより、疎水化がより完全に進
行したため、僅かな水分が吸着しなくなったためではな
いかと考えられる。
Example 5 In this example, an aqueous solution of silicic acid obtained by electrodialyzing water glass was used as a gel raw material, and after aging the gel, a salt removing step by dipping in an acid solution and washing with water was performed. We examined the effects that were incorporated. Gelation was performed in the same manner as in Example 4, and aging was performed under the conditions of 20 ° C. in Example 4. After that, the obtained gel was immersed in 0.1N sulfuric acid having a volume 5 times the volume of the gel for 4 hours, and subsequently washed with ion-exchanged water having a volume 10 times the volume of the gel 3 times. Thereafter, a dried gel was prepared in the same manner as in Example 4. The thermal conductivity of the obtained dried gel block body is 0.0141 W.
/ MK, which is reduced by about 0.001 W / mK, as compared with Example 4 in which immersion in sulfuric acid was not performed. It is considered that this is because a slight amount of water was not adsorbed because the hydrophobization proceeded more completely by immersion in sulfuric acid.

【0059】《実施例6》本実施例では、ゲル原料とし
てアルコキシシランを用い、ゲル熟成後に、非アルコー
ル系の水溶性溶媒と水との混合溶媒で、湿潤ゲル内の溶
媒を置換する工程を取り入れた場合の疎水性保持の耐熱
性への影響を検討した。実施例3と同様にして、45℃
で熟成した湿潤ゲルを作製した。これを、前記ゲルの5
倍体積のアセトンおよび水4:1(体積比)混合溶媒を
用いて、湿潤ゲル内の溶媒を置換した。引き続き、やは
り実施例1と同様な方法で湿潤ゲル内の溶媒をアセトン
で置換した後、ゲル体積の5倍体積のトリメチルクロロ
シランの10vol%アセトン溶液中に前記ゲルを45
℃で1日間浸漬することで、疎水化処理を行った。後は
実施例3と同様にして乾燥ゲルを作製した。
Example 6 In this example, a step of using alkoxysilane as a gel raw material and substituting the solvent in the wet gel with a mixed solvent of a non-alcoholic water-soluble solvent and water after gel aging The influence of the retention of hydrophobicity on the heat resistance when incorporated was examined. 45 ° C. as in Example 3
A wet gel aged in 1. was prepared. This is 5 of the gel
The solvent in the wet gel was replaced with a mixed solvent of double volume of acetone and water 4: 1 (volume ratio). Then, the solvent in the wet gel was replaced with acetone in the same manner as in Example 1, and the gel was added to a gel volume of 5 times the volume of trimethylchlorosilane in 10 vol% acetone.
A hydrophobizing treatment was performed by immersing at 1 ° C. for 1 day. Thereafter, a dried gel was prepared in the same manner as in Example 3.

【0060】本発明の乾燥ゲルと実施例3の乾燥ゲルに
関して、350℃の電気炉の中に10分間入れて、その
前後で水への浮き沈みを調べることにより疎水性が保持
されているか否かを調べた。その結果、本発明の乾燥ゲ
ルは、水に浮き疎水性が維持されることが確認された
が、実施例3のゲルは、水に沈み疎水性が失われること
がわかった。
Regarding the dried gel of the present invention and the dried gel of Example 3, whether or not the hydrophobicity is maintained by putting them in an electric furnace at 350 ° C. for 10 minutes and examining the ups and downs in water before and after that. I checked. As a result, it was confirmed that the dried gel of the present invention floated in water and maintained its hydrophobicity, but the gel of Example 3 was found to sink in water and lose its hydrophobicity.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明の疎水化された乾燥ゲルの製造方
法は、ゲル化時およびゲル熟成時の温度制御を行うこと
が特徴である。特に、水ガラス系ゲル原料とアルコキシ
シラン系ゲル原料で、好ましい温度域が異なり、一定の
温度域でゲル化、ゲルの熟成を行うことにより、再現性
良く、均一で高い断熱性能が実現される効果がある。ま
た、本発明の製造方法では、水ガラス系のゲル原料から
ゲルを作製する場合に、ゲル化後に、酸によるアルカリ
塩形成と、その水洗浄の工程を入れることで、疎水化の
効率を上げ、高い断熱性能を実現する効果がある。
The method for producing a hydrophobized dry gel of the present invention is characterized by controlling the temperature during gelation and during gel aging. In particular, the water glass-based gel raw material and the alkoxysilane-based gel raw material have different preferable temperature ranges, and by performing gelation and gel aging in a certain temperature range, good reproducibility, uniform and high heat insulation performance is realized. effective. Further, in the production method of the present invention, when a gel is produced from a water-glass-based gel raw material, after the gelation, an alkali salt formation with an acid and a step of washing with water are added to increase the efficiency of hydrophobization. , Has the effect of achieving high heat insulation performance.

【0062】また、本発明の製造方法では、アルコキシ
シランをゲル原料に用いる場合、ゲル熟成後、非アルコ
ール系水溶性溶媒と水との混合溶媒により、一時的に湿
潤ゲル内の溶液を置換することで、疎水化工程、乾燥工
程を経て得られる乾燥ゲルの疎水性を保持する耐熱温度
が向上する効果がある。また、本発明の製造方法により
得られる疎水化された乾燥ゲルからなる断熱材を構成す
ることで、断熱性が高く、疎水性が高温まで保持される
断熱材が得られる効果がある。
In the production method of the present invention, when alkoxysilane is used as the gel raw material, the solution in the wet gel is temporarily replaced with a mixed solvent of a non-alcoholic water-soluble solvent and water after gel aging. This has the effect of improving the heat resistant temperature for maintaining the hydrophobicity of the dried gel obtained through the hydrophobizing step and the drying step. Further, by configuring the heat insulating material composed of the hydrophobized dry gel obtained by the production method of the present invention, there is an effect that a heat insulating material having a high heat insulating property and having a hydrophobic property maintained at a high temperature can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G065 AA02 AA09 AB11X BA09 BB01 BB02 BB08 CA14 CA30 DA03 EA10 FA01 4G072 AA25 CC10 EE01 GG03 HH19 HH30 JJ13 MM01 MM31 PP06 PP14 QQ07 RR01 UU17 UU30   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4G065 AA02 AA09 AB11X BA09                       BB01 BB02 BB08 CA14 CA30                       DA03 EA10 FA01                 4G072 AA25 CC10 EE01 GG03 HH19                       HH30 JJ13 MM01 MM31 PP06                       PP14 QQ07 RR01 UU17 UU30

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)ゲル原料とゲル化触媒とを混合し
て50℃以下の温度でゲル化およびその熟成を進めてゲ
ルを得る工程、(b)非水溶媒中で疎水化剤によって工
程(a)で得られた前記ゲルの表面を疎水化して疎水化
ゲルを得る工程、(c)工程(b)で得られた前記疎水
化ゲルから非水溶媒を除いて疎水化乾燥ゲルを得る工程
を含むことを特徴とする疎水化乾燥ゲルの製造方法。
1. A step of (a) mixing a gel raw material and a gelling catalyst to proceed with gelation and aging at a temperature of 50 ° C. or lower to obtain a gel, and (b) a hydrophobizing agent in a non-aqueous solvent. A step of hydrophobizing the surface of the gel obtained in step (a) to obtain a hydrophobized gel; (c) a hydrophobized dry gel obtained by removing the non-aqueous solvent from the hydrophobized gel obtained in step (b); A method for producing a hydrophobized dry gel, which comprises the step of obtaining.
【請求項2】 前記疎水化乾燥ゲルが50〜300kg
/m3の見かけ密度を有する請求項1記載の疎水化乾燥
ゲルの製造方法。
2. The hydrophobized dry gel is 50 to 300 kg.
The method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, which has an apparent density of / m 3 .
【請求項3】 前記ゲル原料が酸化ケイ素を主成分とす
る水溶液または水性コロイドであり、前記熟成の温度が
5〜25℃である請求項1記載の疎水化乾燥ゲルの製造
方法。
3. The method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, wherein the gel raw material is an aqueous solution or an aqueous colloid containing silicon oxide as a main component, and the aging temperature is 5 to 25 ° C.
【請求項4】 前記ゲル原料が酸化ケイ素を主成分とす
る水溶液または水性コロイドであり、前記工程(a)と
工程(b)の間に、前記工程(a)で得られたゲル内の
アルカリ分を、前記ゲルを酸と接触させることにより塩
に変換し、さらに前記塩を除去する工程を有する請求項
1記載の疎水化乾燥ゲルの製造方法。
4. The gel raw material is an aqueous solution or an aqueous colloid containing silicon oxide as a main component, and an alkali in the gel obtained in the step (a) between the step (a) and the step (b). The method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, further comprising the step of converting a component into a salt by bringing the gel into contact with an acid, and further removing the salt.
【請求項5】 前記ゲル原料がアルコキシシランであ
り、前記熟成の温度が20〜50℃である請求項1記載
の疎水化乾燥ゲルの製造方法。
5. The method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, wherein the gel raw material is alkoxysilane, and the aging temperature is 20 to 50 ° C.
【請求項6】 前記ゲル原料がアルコキシシランであ
り、前記工程(a)と工程(b)の間に、前記工程
(a)で得られたゲル内の溶媒を、非アルコール系の水
溶性溶媒と水との混合溶媒で置換する工程を有する請求
項1記載の疎水化乾燥ゲルの製造方法。
6. The gel raw material is an alkoxysilane, and the solvent in the gel obtained in the step (a) is a non-alcoholic water-soluble solvent between the steps (a) and (b). The method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, further comprising the step of replacing with a mixed solvent of water and water.
【請求項7】 請求項1〜6記載の疎水化乾燥ゲルの製
造方法で製造された疎水化乾燥ゲルからなり、350℃
以下の温度において疎水性を有する断熱材。
7. A hydrophobized dry gel produced by the method for producing a hydrophobized dry gel according to claim 1, comprising 350 ° C.
A heat insulating material having hydrophobicity at the following temperatures.
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