JP2021501113A - 高断熱及び高強度シリカエアロゲルブランケットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年11月21日付韓国特許出願第10−2017−0155223号及び2018年8月21日付韓国特許出願第10−2018−0097399号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
反応器に1.0乃至3.0M濃度の硫酸溶液100mLを準備し、ここに硫酸溶液/水ガラス溶液≧3 モル比(molar ratio)である濃度の水ガラス溶液100mLを投入した。0.5時間後に硫酸と同一の濃度の塩化カルシウム(CaCl2・2H2O)溶液100mLをゆっくり滴下し、撹拌速度100乃至300rpmで撹拌した後、反応温度60乃至100℃で1乃至3時間沈澱反応を行った。前記沈澱反応が完了した後、塩基触媒(NH4OH)を入れてpH範囲を7乃至8になるように調整し、ゲル化反応を進めて金属−シリカ湿潤ゲル複合体を製造した。
テトラエチルオルトシリカート(TEOS)、水及びエチルアルコールをシリカ:水:エチルアルコールの質量比が1:2:16となるように混合し、シリカ前駆体溶液100mLを製造した。
前記実施例1で、針状金属−シリカエアロゲル複合体粉末を下記表1に記載された量で添加したことを除いては、実施例1と同一の方法でシリカエアロゲルブランケットを製造した。
前記実施例1で、針状金属−シリカエアロゲル複合体粉末を添加しないことを除いては、実施例1と同一の方法でシリカエアロゲルブランケットを製造した。
前記実施例1で、針状金属−シリカエアロゲル複合体粉末の代わりに無機金属粉末(Kaolinite)を下記表1に記載された量で添加したことを除いては、実施例1と同一の方法でシリカエアロゲルブランケットを製造した。
前記実施例及び比較例で製造したシリカエアロゲルブランケットの各物性を測定し、その結果を下記表1、図1及び図2に示した。
実施例及び比較例で製造したそれぞれのシリカエアロゲルブランケットに対し、10cmX10cmの大きさのエアロゲルブランケットサンプル5個を準備した後、それぞれの重さを測定し、NETZSCH社のHFM436Lambda装備(熱伝導度測定装備)でサンプルの厚さを測定する。測定された重さと厚さ及び大きさで密度を計算し、サンプル5個の平均密度をFinal densityとした。
実施例及び比較例で製造したそれぞれのシリカエアロゲルブランケットに対し、30cmX30cmの大きさのサンプルを準備し、NETZSCH社のHFM436Lambda装備を用いて熱処理する前の常温熱伝導度を測定し、600℃で2時間の熱処理後再び常温に冷却させ、熱処理後の常温熱伝導度を測定した。
3)形態安定性
実施例及び比較例で製造したそれぞれのシリカエアロゲルブランケットに対し、750℃で1時間熱処理してシリカエアロゲルブランケットの収縮発生可否を観察した。
○:ブランケットの全体的に軽微な収縮が観察される場合
△:ブランケットの全体的に収縮が観察される場合
X:ブランケットの全体的に深刻な収縮が観察される場合
針状金属−シリカ複合体粉末を添加した実施例のシリカエアロゲルブランケットの密度が添加剤を添加しない比較例1の密度より大きいことが確認することができ、高温熱処理後の熱伝導度の増加率を検討すると、前記密度の大きい実施例が密度が小さい比較例1に比べて熱伝導度増加が鈍化されたことが分かる。
添加剤を添加しない比較例1のシリカエアロゲルブランケットは、高温熱処理後の常温熱伝導度が顕著に上昇したことが確認できる。
図2でみられるところのように、シリカ前駆体溶液に針状金属−シリカエアロゲル複合体粉末を添加した実施例1及び4は、超高温熱処理後にも比較的形態安定性に優れたことが確認できる。
前記実施例及び比較例で製造したシリカエアロゲルブランケットの各物性を測定し、その結果を下記表1、図2及び図3に示した。
Claims (12)
- シリカエアロゲルブランケットの製造工程のうち、シリカ前駆体溶液の製造段階に針状金属−シリカ複合体を添加することを特徴とするシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記針状金属−シリカ複合体は、針状金属−シリカエアロゲル複合体であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記針状金属−シリカ複合体は、密度が0.3乃至0.8g/mLであることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記針状金属−シリカ複合体の縦横比(aspect ratio)は、1:10乃至1:30であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記針状金属−シリカ複合体は、シリカ前駆体溶液に含まれたシリカ重量対比50乃至200重量%で添加することを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記針状金属−シリカ複合体の金属は、Ca、Mgまたはこれらの混合であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記シリカエアロゲルブランケットの密度は、190乃至265kg/m3であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記シリカエアロゲルブランケットは、常温熱伝導度が20mw/mk以下であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 前記シリカエアロゲルブランケットは、600℃で2時間熱処理した後の常温熱伝導度の増加率が9.5%以下であることを特徴とする請求項1に記載のシリカエアロゲルブランケットの製造方法。
- 針状金属−シリカ複合体を含むシリカエアロゲルブランケット。
- 前記シリカエアロゲルブランケットは、常温熱伝導度が20mw/mk以下であり、600℃で2時間熱処理した後の常温熱伝導度の増加率が9.5%以下であることを特徴とする請求項10に記載のシリカエアロゲルブランケット。
- 請求項10に記載のシリカエアロゲルブランケット;及び
水に対して不透過性であり、水蒸気に対して透過性である層をさらに含む絶縁材。
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