JP5456436B2 - Method for producing silica xerogel - Google Patents

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Description

本発明は、断熱材等に利用できるシリカキセロゲル製造方法に関する。 The present invention relates to a process for the preparation of silica xerogel available insulation material or the like.

空気分子の平均自由行程以下の孔を有するシリカキセロゲルは、低熱伝導率の発泡ガスを含むことなく、高い断熱性を有し、且つ、経年変化が少ないという性能を有していることから断熱材等の分野において注目を集めている。   Silica xerogel having pores below the mean free path of air molecules does not contain low thermal conductivity foaming gas, has high heat insulation properties, and has the performance of little secular change. Has attracted attention in such fields.

シリカキセロゲルは、水ガラスや、テトラメトキシシランのようなアルコキシシラン化合物をゲル原料とし、水やアルコール等の溶媒と必要に応じて触媒を混合して溶媒中でゲル原料を反応させて湿潤ゲルを形成させた後、湿潤ゲル内部の溶媒を蒸発乾燥することで得られる。   Silica xerogel uses water glass or an alkoxysilane compound such as tetramethoxysilane as a gel raw material, mixes a solvent such as water or alcohol with a catalyst as necessary, and reacts the gel raw material in the solvent to form a wet gel. After the formation, it can be obtained by evaporating and drying the solvent inside the wet gel.

しかしながら、湿潤ゲルの乾燥の初期段階では、ゲル骨格が柔軟であることから、湿潤ゲルの多孔質を構成するシリカ粒子の集合体クラスター(以後、ゲル壁と称する)と、湿潤ゲル中の液体媒体の界面張力によって、ゲル壁に存在する溶媒が蒸発する際にゲル壁が収縮する。そして、ゲル壁間の距離が近くなると、ゲル壁に存在するシラノール基同士が反応して乾燥後のゲルの空孔径が小さくなり、断熱材用途には不適なものとなる場合が多い。このため、ゲル壁と湿潤ゲル中の液体媒体の界面張力を限りなく零に近づけ、湿潤ゲルの乾燥時における収縮を抑制して、湿潤ゲルが有する多孔性を乾燥後も保持させる試みがなされている。   However, since the gel skeleton is flexible at the initial stage of drying of the wet gel, an aggregate cluster of silica particles (hereinafter referred to as gel wall) constituting the porous structure of the wet gel and the liquid medium in the wet gel Due to the interfacial tension, the gel wall shrinks when the solvent present on the gel wall evaporates. And when the distance between gel walls becomes close, the silanol groups which exist in a gel wall react, the void | hole diameter of the gel after drying becomes small, and it becomes a thing unsuitable for a heat insulating material use in many cases. For this reason, attempts have been made to keep the interfacial tension between the gel wall and the liquid medium in the wet gel as close to zero as possible, suppress the shrinkage of the wet gel during drying, and maintain the porosity of the wet gel after drying. Yes.

湿潤ゲルの乾燥時における収縮を抑制するにあたり、二酸化炭素を使用した超臨界抽出により乾燥する試みが従来より行われている。   In order to suppress the shrinkage of the wet gel during drying, attempts have been conventionally made to dry by supercritical extraction using carbon dioxide.

また、下記特許文献1には、湿潤ゲル中の含水率が5重量%以下になるまで有機溶剤で洗浄した後、シリル化剤でゲル壁表面を化学修飾して、ゲル壁と溶媒の界面張力を低減させて、常圧乾燥を行うシリカエアロゲルの製造方法が開示されている。   In Patent Document 1 below, after washing with an organic solvent until the moisture content in the wet gel becomes 5% by weight or less, the gel wall surface is chemically modified with a silylating agent, and the interfacial tension between the gel wall and the solvent is determined. A method for producing a silica airgel is disclosed in which atmospheric pressure drying is performed with a reduced pressure.

また、下記特許文献2には、(a)分子中に加水分解性官能基及び非加水分解性官能基を有するシリコン化合物を、界面活性剤を含む酸性水溶液に添加して、ゾルを生成させる反応と、前記ゾルをゲル化させる反応とを一段階で行わせる工程と、(b)前記工程(a)によって形成されたゲルを乾燥させる工程とを含むアルキルシロキサンエアロゲルの製造方法にあって、前記工程(a)において、前記酸性水溶液が、加水分解によって前記ゲルをゲル化させる反応を促進させる物質を生成する加水分解性化合物をさらに含み、前記加水分解性化合物を加水分解させることによって前記ゾルをゲル化させる反応を行い,前記工程(b)において、前記ゲルの乾燥に用いられる溶媒の超臨界点未満の温度及び圧力下で前記ゲルを乾燥させるアルキルシロキサンエアロゲルの製造方法が開示されている。   Further, in Patent Document 2 below, (a) a reaction in which a silicon compound having a hydrolyzable functional group and a non-hydrolyzable functional group in a molecule is added to an acidic aqueous solution containing a surfactant to form a sol. And a step of performing the reaction for gelling the sol in one step, and (b) a step of drying the gel formed by the step (a), In the step (a), the acidic aqueous solution further includes a hydrolyzable compound that generates a substance that promotes a reaction of gelling the gel by hydrolysis, and hydrolyzing the hydrolyzable compound makes the sol The gel is reacted, and in step (b), the gel is dried at a temperature and pressure below the supercritical point of the solvent used for drying the gel. Manufacturing method of Le siloxane airgel is disclosed.

特許第3854645号公報Japanese Patent No. 3854645 国際公開WO2007/10949号パンフレットInternational Publication WO2007 / 10949 Pamphlet

しかしながら、超臨界抽出法では、抽出媒体の超臨界点以上の圧力及び温度を必要とするので、高温高圧に耐えうる装置が必要であり、設備コストを要する問題があった。更には、高圧装置の取扱いにおける危険性があった。   However, the supercritical extraction method requires a pressure and a temperature that are higher than the supercritical point of the extraction medium, so that an apparatus that can withstand high temperature and pressure is required, and there is a problem of requiring equipment costs. Furthermore, there was a danger in handling the high-pressure device.

また、上記特許文献1では、シリル化剤でゲル壁表面を化学修飾することでゲル壁と溶媒の界面張力を低減させているが、シリル化剤は水との相溶性が低いために、湿潤ゲルの表面を十分に改質するためには、有機溶剤への置換を十分に施す必要がある。この媒体置換工程は、拡散現象に依存するため、工程に要する時間が長くなることや媒体置換の効率を高めるために多量の有機溶剤を使用すること、更にはシリル化剤による表面改質を十全にするために反応時間を要すること、及び未反応のシリル化剤を除去のための洗浄工程が必要となること等の課題があり、製造工程が煩雑になる問題があった。   Moreover, in the said patent document 1, although the interfacial tension of a gel wall and a solvent is reduced by chemically modifying the gel wall surface with a silylating agent, since the silylating agent has low compatibility with water, it is wet. In order to sufficiently modify the surface of the gel, it is necessary to sufficiently substitute the organic solvent. This medium replacement process depends on the diffusion phenomenon, so that the time required for the process becomes longer, a large amount of organic solvent is used in order to increase the efficiency of the medium replacement, and further surface modification with a silylating agent is sufficient. There are problems such as requiring a reaction time for completeness and a washing step for removing the unreacted silylating agent, resulting in a complicated manufacturing process.

また、上記特許文献2では、ゲル原料として、分子中に加水分解性官能基及び非加水分解性官能基を有するシリコン化合物を使用しているが、このシリコン化合物を用いて得られるゲルの架橋密度は不十分な場合があり、その結果、ゲル壁の強度あるいは剛性の不足から、ゲル壁と液体媒体の界面張力を低減させたとしても、超臨界抽出法のように界面張力を零にしない限り、ゲルは収縮する傾向にあった。そのため、特許文献2では、湿潤ゲルを常圧乾燥するために湿潤ゲルの溶媒を、フッ素系溶媒等の表面張力が低い液体媒体に置換して乾燥しているが、前述したように、湿潤ゲルの溶媒を置換するには、手間や時間を要するため、製造工程が煩雑になる問題があった。   Moreover, in the said patent document 2, although the silicon compound which has a hydrolyzable functional group and a non-hydrolyzable functional group in a molecule | numerator is used as a gel raw material, the bridge | crosslinking density of the gel obtained using this silicon compound As a result, even if the interfacial tension between the gel wall and the liquid medium is reduced due to insufficient strength or rigidity of the gel wall, unless the interfacial tension is reduced to zero as in the supercritical extraction method The gel tended to shrink. Therefore, in Patent Document 2, in order to dry the wet gel at atmospheric pressure, the solvent of the wet gel is replaced with a liquid medium having a low surface tension such as a fluorinated solvent, and the wet gel is dried. Substituting these solvents requires labor and time, and thus there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.

したがって、本発明の目的は、空気の平均自由行程よりも小さな細孔を有し、嵩密度の低いシリカキセロゲルを簡単な製造工程で製造可能なシリカキセロゲル製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention has a smaller pore than the mean free path of the air is to provide a method of manufacturing can be produced silica xerogels low silica xerogel bulk density by a simple manufacturing process.

本発明者は、種々の検討の結果、ゲル原料としてモノアルキルトリアルコキシシランを、テトラアルコキシシランと特定の比率で併用することにより、湿潤ゲルの溶媒置換や、シリル化剤によるゲル壁表面の化学修飾、超臨界抽出法における乾燥法等を行わなくても、湿潤ゲルの乾燥時における収縮を抑制でき、簡単な製造工程で、空気の平均自由行程よりも小さな細孔を有し、嵩密度の低いシリカキセロゲルが得られることを見出した。   As a result of various studies, the inventor has used monoalkyltrialkoxysilane as a gel raw material in combination with tetraalkoxysilane in a specific ratio, so that the solvent substitution of the wet gel and the chemistry of the gel wall surface with the silylating agent are performed. Even without modification, drying in the supercritical extraction method, etc., shrinkage during drying of the wet gel can be suppressed, with a simple manufacturing process, pores smaller than the mean free path of air, and bulk density It has been found that low silica xerogels are obtained.

すなわち、本発明のシリカキセロゲルは、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料の縮合乾燥物を含み、嵩密度が90〜200kg/m、平均空孔径が20〜65nmであることを特徴とする。 That is, the silica xerogel of the present invention comprises tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0.95. The gel material contains a condensed and dried product, and has a bulk density of 90 to 200 kg / m 3 and an average pore diameter of 20 to 65 nm.

テトラアルコキシシランは、加水分解することにより1分子中にシラノール基を4個生成するので、その後のゲル化工程において湿潤ゲルの架橋密度を高めて、ゲル壁の強度あるいは剛性を高めることができる。また、モノアルキルトリアルコキシシランは、加水分解反応により1分子中にシラノール基を3個生成するので、その後のゲル化工程において湿潤ゲルの架橋密度を高めることができ、更には、湿潤ゲルのゲル壁表面を、体積の大きなアルキル基で被覆することができる。このため、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを上記モル比で含有するゲル原料の縮合物は、架橋密度が高く、また、そのゲル壁表面は、体積の大きなアルキル基で被覆されているので、この縮合物(湿潤ゲル)を乾燥する際において、体積が収縮することを抑制でき、従来よりも簡単な製造工程で嵩密度が低く、平均空孔径が小さいシリカキセロゲルを製造できる。また、このシリカキセロゲルは、嵩密度が90〜200kg/mと低く、更には、平均空孔径が20〜65nmであって空気の平均自由工程よりも小さい細孔を有しているので、断熱性能に優れ、断熱材などの用途に特に好ましく用いることができる。 Since tetraalkoxysilane is hydrolyzed to produce four silanol groups in one molecule, the crosslink density of the wet gel can be increased in the subsequent gelation step, and the strength or rigidity of the gel wall can be increased. In addition, since monoalkyltrialkoxysilane generates three silanol groups in one molecule by a hydrolysis reaction, the crosslink density of the wet gel can be increased in the subsequent gelation step. The wall surface can be coated with a large volume of alkyl groups. For this reason, the condensate of the gel raw material containing tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in the above molar ratio has a high crosslinking density, and the gel wall surface is coated with a large volume alkyl group. Therefore, when this condensate (wet gel) is dried, it is possible to prevent the volume from shrinking, and it is possible to produce a silica xerogel having a lower bulk density and a smaller average pore diameter by a simpler production process than before. Further, this silica xerogel has a low bulk density of 90 to 200 kg / m 3, and furthermore has an average pore diameter of 20 to 65 nm and smaller pores than the mean free path of air, so It is excellent in performance and can be particularly preferably used for applications such as a heat insulating material.

また、本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料と、アルコール類と、水とを、前記ゲル原料中のシラン化合物全量1モルに対し、前記アルコール類を4〜8モル及び前記水を3〜6モルの割合で混合し、前記ゲル原料中のシラン化合物を加水分解してゾルを生成させ、得られたゾルをゲル化し、その後養生して湿潤ゲルを得て、得られた湿潤ゲルを常圧及び/又は減圧下で乾燥することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the silica xerogel of this invention is tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05-0.35: 0.65-in a molar ratio with tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane. The gel raw material, alcohols, and water contained at a ratio of 0.95 are 4 to 8 moles of the alcohols and 3 to 6 moles of the water with respect to 1 mole of the total amount of the silane compound in the gel raw material. The silane compound in the gel raw material is hydrolyzed to produce a sol, and the resulting sol is gelled, then cured to obtain a wet gel. The obtained wet gel is subjected to normal pressure and / or Or it is characterized by drying under reduced pressure.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法によれば、上記ゲル原料と、水と、アルコール類とを、それぞれ上記した特定の範囲で混合してゾルを生成することで、シラン化合物の加水分解をほぼ完全に進行させることができる。そして、このゾルをゲル化し、養生することで、架橋密度が高く、また、そのゲル壁表面は、体積の大きなアルキル基で被覆された湿潤ゲルを得ることができる。このため、湿潤ゲルを乾燥する際において、体積収縮を抑制できるので、簡単な製造工程で、空気の平均自由行程よりも小さな細孔を有し、嵩密度の低いシリカキセロゲルを得ることができる。   According to the method for producing silica xerogel of the present invention, the silane compound is almost completely hydrolyzed by mixing the gel raw material, water, and alcohols within the specific ranges described above to form a sol. Can proceed to. Then, by gelling and curing the sol, it is possible to obtain a wet gel having a high crosslinking density and a gel wall surface coated with a large volume alkyl group. For this reason, since volume shrinkage can be suppressed when drying the wet gel, a silica xerogel having pores smaller than the mean free path of air and having a low bulk density can be obtained with a simple manufacturing process.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、前記ゲル原料中のシラン化合物を20〜60℃の温度下で、2〜48時間加水分解して前記ゾルを生成させることが好ましく、前記ゲル原料中のシラン化合物を50〜60℃の温度下で、2〜8時間加水分解して前記ゾルを生成させることがより好ましい。この様に加水分解することで、シラン化合物をほぼ完全に加水分解することができる。   In the method for producing a silica xerogel of the present invention, it is preferable to hydrolyze a silane compound in the gel raw material at a temperature of 20 to 60 ° C. for 2 to 48 hours to form the sol. It is more preferable to hydrolyze the compound at a temperature of 50 to 60 ° C. for 2 to 8 hours to form the sol. By hydrolyzing in this way, the silane compound can be hydrolyzed almost completely.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、酸触媒を、前記ゲル原料中のシラン化合物の全量100質量部に対し、0.001〜0.1質量部添加して、前記シラン化合物の加水分解を行うことが好ましい。この態様によれば、シラン化合物の加水分解反応を促進させて、より短時間でゾルを得られるので、シリカキセロゲルの製造効率が向上する。   In the method for producing a silica xerogel of the present invention, 0.001 to 0.1 parts by mass of an acid catalyst is added to 100 parts by mass of the total amount of silane compounds in the gel raw material to hydrolyze the silane compound. It is preferable. According to this aspect, since the sol can be obtained in a shorter time by promoting the hydrolysis reaction of the silane compound, the production efficiency of the silica xerogel is improved.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、前記ゾルのゲル化を、ゾルに水性塩基触媒を添加し、30〜70℃の温度下で行うことが好ましく、前記水性塩基触媒を、前記ゲル原料中のシラン化合物全量100質量部に対し、0.5〜5質量部添加することが好ましい。また、前記水性塩基触媒としてアンモニアを用いることが好ましい。この態様によれば、ゾルのゲル化をより短時間で行うことができ、強度あるいは剛性の高い湿潤ゲルをより短時間で得ることができる。また、アンモニアは揮発性が高く、シリカキセロゲル中に残留し難いので、水性塩基触媒としてアンモニアを使用することで、耐水性の優れたシリカキセロゲルを得ることができる。   In the method for producing the silica xerogel of the present invention, the sol is preferably gelated by adding an aqueous base catalyst to the sol at a temperature of 30 to 70 ° C., and the aqueous base catalyst is used in the gel raw material. It is preferable to add 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of silane compounds. Moreover, it is preferable to use ammonia as the aqueous base catalyst. According to this aspect, gelation of the sol can be performed in a shorter time, and a wet gel having high strength or rigidity can be obtained in a shorter time. In addition, since ammonia is highly volatile and hardly remains in silica xerogel, silica xerogel having excellent water resistance can be obtained by using ammonia as an aqueous base catalyst.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、前記養生を30〜70℃の温度下で行い前記湿潤ゲルを得ることが好ましい。この態様によれば、湿潤ゲルを構成するシリカ粒子同士の結合が強くなり、その結果ゲル壁の強度あるいは剛性を向上させて、乾燥時の収縮をより効果的に抑制できる。   In the method for producing a silica xerogel of the present invention, it is preferable to perform the curing at a temperature of 30 to 70 ° C. to obtain the wet gel. According to this aspect, the silica particles constituting the wet gel are strongly bonded to each other. As a result, the strength or rigidity of the gel wall is improved, and shrinkage during drying can be more effectively suppressed.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、前記ゾルのゲル化及びその後の養生を合計で4〜75時間行い前記湿潤ゲルを得ることが好ましい。このようにしてゲル化及び養生することで、ゲル壁の強度や剛性が高く、乾燥時に収縮し難い湿潤ゲルを得ることができる。   In the method for producing a silica xerogel of the present invention, it is preferable to perform the gelation of the sol and subsequent curing for a total of 4 to 75 hours to obtain the wet gel. By gelling and curing in this way, a wet gel that has high gel wall strength and rigidity and is difficult to shrink during drying can be obtained.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、前記湿潤ゲルの乾燥を、圧力1〜10kPaの減圧下にて、温度40〜80℃で、3〜48時間乾燥した後、常圧下にて、温度105〜200℃で、0.5〜3.0時間乾燥することが好ましい。湿潤ゲルを、まず、圧力1〜10kPaの減圧下にて、温度40〜80℃で、3〜48時間乾燥することで、湿潤ゲル中の溶媒の突沸現象を抑制することができ、亀裂の無い取扱性のよいシリカキセロゲルが得られ易くなる。そして、減圧乾燥後、常圧下にて、温度105〜200℃で、0.5〜3.0時間乾燥することで、スプリングバック現象を起こしてゲルの収縮を抑制できるので、嵩密度が低く、空気の平均自由工程よりも小さな細孔を有するシリカキセロゲルが得られ易くなる。   In the method for producing the silica xerogel of the present invention, the wet gel is dried under a reduced pressure of 1 to 10 kPa at a temperature of 40 to 80 ° C. for 3 to 48 hours, and then under a normal pressure and a temperature of 105 to 105. It is preferable to dry at 200 ° C. for 0.5 to 3.0 hours. First, the wet gel is dried at a temperature of 40 to 80 ° C. under a reduced pressure of 1 to 10 kPa for 3 to 48 hours, so that the bumping phenomenon of the solvent in the wet gel can be suppressed and there is no crack. Silica xerogel with good handleability is easily obtained. And after drying under reduced pressure, by drying at a temperature of 105 to 200 ° C. at a temperature of 105 to 200 hours for 0.5 to 3.0 hours, a springback phenomenon can be caused and the shrinkage of the gel can be suppressed, so the bulk density is low, Silica xerogel having pores smaller than the mean free path of air is easily obtained.

本発明によれば、湿潤ゲルの溶媒置換や、シリル化剤によるゲル壁表面の化学修飾、超臨界抽出法における乾燥法等を行わなくても、湿潤ゲルの乾燥時における収縮を抑制でき、従来よりも簡単な製造工程で、空気の平均自由行程よりも小さな細孔を有し、嵩密度の低いシリカキセロゲルを製造できる。   According to the present invention, it is possible to suppress shrinkage during drying of the wet gel without performing solvent replacement of the wet gel, chemical modification of the gel wall surface with the silylating agent, drying in the supercritical extraction method, etc. A silica xerogel having pores smaller than the mean free path of air and having a low bulk density can be produced with a simpler production process.

例6のシリカキセロゲルの走査電子顕微鏡の撮影画像(90,000倍)である。It is a picked-up image (90,000 times) of the scanning x-microscope of the silica xerogel of Example 6. 例9のシリカキセロゲルの走査電子顕微鏡の撮影画像(90,000倍)である。10 is a scanning electron microscope image (90,000 times) of the silica xerogel of Example 9. 例12のシリカキセロゲルの走査電子顕微鏡の撮影画像(100,000倍)である。It is a picked-up image (100,000 times) of the scanning x-microscope of the silica xerogel of Example 12.

(シリカキセロゲル)
本発明のシリカキセロゲルは、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料の縮合乾燥物を含む。
(Silica xerogel)
In the silica xerogel of the present invention, the tetraalkoxysilane and the monoalkyltrialkoxysilane are in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0.95. Condensed and dried products of gel materials contained in

テトラアルコキシシランは、加水分解することにより1分子中にシラノール基を4個生成し、その後のゲル化工程においてシラノール基同士が縮合反応するが、4個の架橋点を有しているので、縮合物(湿潤ゲル)の架橋密度を高めて、ゲル壁の強度あるいは剛性を高める機能を有している。
また、モノアルキルトリアルコキシシランは、加水分解反応により1分子中にシラノール基を3個生成し、その後のゲル化工程において三次元網目状に架橋するので縮合物(湿潤ゲル)のゲル壁の強度あるいは剛性を高めることができる。更には、縮合物(湿潤ゲル)のゲル壁表面を、体積の大きなアルキル基で被覆して、縮合物(湿潤ゲル)中の液体媒体との界面張力を低減することができる。
このため、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとをモル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料の縮合物は、架橋密度が高く、また、そのゲル壁表面は、体積の大きなアルキル基で被覆されているので、縮合物(湿潤ゲル)を乾燥する際における体積収縮を抑制することができる。
Tetraalkoxysilane is hydrolyzed to produce four silanol groups in one molecule, and the silanol groups undergo a condensation reaction in the subsequent gelation step. It has the function of increasing the crosslink density of the product (wet gel) and increasing the strength or rigidity of the gel wall.
In addition, monoalkyltrialkoxysilane generates three silanol groups in one molecule by hydrolysis reaction and crosslinks in a three-dimensional network in the subsequent gelation process, so the strength of the gel wall of the condensate (wet gel) Alternatively, the rigidity can be increased. Furthermore, the gel wall surface of the condensate (wet gel) can be coated with an alkyl group having a large volume to reduce the interfacial tension with the liquid medium in the condensate (wet gel).
Therefore, a gel raw material containing tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0.95 The condensate has a high crosslinking density, and the surface of the gel wall is coated with a large volume alkyl group, so that volume shrinkage when the condensate (wet gel) is dried can be suppressed.

ゲル原料として用いるテトラアルコキシシランは、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン等が挙げられる。加水分解反応の完遂性やゲル化反応に要する時間の短縮等、作業性の点で、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。さらにゾルの安定性の点からテトラエトキシシランがより好ましい。   Examples of the tetraalkoxysilane used as the gel raw material include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, and tetra n-butoxysilane. Tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are preferred in terms of workability such as completion of the hydrolysis reaction and shortening of the time required for the gelation reaction. Furthermore, tetraethoxysilane is more preferable from the viewpoint of sol stability.

ゲル原料として用いるモノアルキルトリアルコキシシランは、モノメチルトリメトキシシラン、モノメチルトリエトキシシラン、モノn−プロピルトリメトキシシラン、モノn−プロピルトリエトキシシラン、モノヘキシルトリメトキシシラン、モノヘキシルトリエトキシシラン、モノデシルトリメトキシシラン、モノデシルトリエトキシシランが挙げられる。ゾルを製造する際に水との相溶性が高く、加水分解反応速度の速さからモノメチルトリメトキシシランおよびモノメチルトリエトキシシランが好ましい。さらには経済性も加味するとモノメチルトリメトキシシランがより好ましい。   Monoalkyltrialkoxysilane used as a gel raw material is monomethyltrimethoxysilane, monomethyltriethoxysilane, mono n-propyltrimethoxysilane, mono n-propyltriethoxysilane, monohexyltrimethoxysilane, monohexyltriethoxysilane, mono Examples include decyltrimethoxysilane and monodecyltriethoxysilane. Monomethyltrimethoxysilane and monomethyltriethoxysilane are preferred because they are highly compatible with water when producing a sol and have a high hydrolysis reaction rate. Furthermore, monomethyltrimethoxysilane is more preferable in consideration of economy.

ゲル原料中におけるテトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとのモル比は、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95であり、0.10〜0.30:0.70〜0.90が好ましく、0.15〜0.25:0.75〜0.85がより好ましい。   The molar ratio of tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in the gel raw material is tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0.95, and 0.10 -0.30: 0.70-0.90 are preferable, and 0.15-0.25: 0.75-0.85 are more preferable.

テトラアルコキシシランのモル比が0.05未満であると、得られるシリカキセロゲルの平均空孔径が大きくなり易く、空気の平均自由行程よりも大きな空孔を形成する場合がある。これは、ゲル原料中におけるテトラアルコキシシランの相対的な割合が減少することから、縮合物(湿潤ゲル)のゲル壁の強度あるいは剛性が低下し、ゲル壁表面に被覆されたモノアルキルトリアルコキシシラン由来のアルキル基による反発を受けるため、得られるシリカキセロゲルの空孔径が広がり易くなるものと考えられる。また、テトラアルコキシシランのモル比が、0.35を超えると、シリカキセロゲルの嵩密度が高くなる傾向にある。これは、ゲル原料中におけるテトラアルコキシシランの相対的な割合が増加することから、縮合物(湿潤ゲル)のゲル壁表面に残存するシラノール基の割合が高くなり、乾燥時に収縮が生じ易くなるためであると考えられる。   If the molar ratio of tetraalkoxysilane is less than 0.05, the average pore diameter of the resulting silica xerogel tends to be large, and pores larger than the mean free path of air may be formed. This is because the relative proportion of tetraalkoxysilane in the gel raw material decreases, so the strength or rigidity of the gel wall of the condensate (wet gel) decreases, and the monoalkyltrialkoxysilane coated on the gel wall surface It is considered that the pore diameter of the resulting silica xerogel is likely to be widened because it is repelled by the derived alkyl group. Moreover, when the molar ratio of tetraalkoxysilane exceeds 0.35, the bulk density of silica xerogel tends to increase. This is because the relative proportion of tetraalkoxysilane in the gel raw material increases, so the proportion of silanol groups remaining on the gel wall surface of the condensate (wet gel) increases and shrinkage tends to occur during drying. It is thought that.

上記ゲル原料には、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランを含んでいてもよい。ただし、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランを使用することで、シラン化合物全量におけるテトラメトキシシランの相対的な割合が減少するので、縮合物(湿潤ゲル)のゲル壁の強度あるいは剛性が低下し易くなる。このため、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランは、両者の合計量として、テトラアルコキシシラン1モルに対し0.5モル以下が好ましく、0.25モル以下がより好ましく、含有しないことが特に好ましい。   The gel raw material may contain dialkyl dialkoxysilane and trialkylmonoalkoxysilane. However, the use of dialkyl dialkoxysilane and trialkylmonoalkoxysilane reduces the relative proportion of tetramethoxysilane in the total amount of silane compound, so the strength or rigidity of the gel wall of the condensate (wet gel) decreases. It becomes easy to do. For this reason, the total amount of the dialkyl dialkoxysilane and the trialkyl monoalkoxysilane is preferably 0.5 mol or less, more preferably 0.25 mol or less, especially not contained, relative to 1 mol of tetraalkoxysilane. preferable.

本発明のシリカキセロゲルは、嵩密度が90〜200kg/m、平均空孔径が20〜65nmである。嵩密度は、90〜180kg/mが好ましく、90〜150kg/mがより好ましい。また、平均空孔径は、20〜50nmが好ましく、30〜45nmがより好ましい。また、比表面積は600〜800m/gであることが好ましく、650〜800m/gであることがより好ましい。シリカキセロゲルの嵩密度、平均空孔径及び比表面積が上記範囲であれば、断熱性に優れるので断熱材として好適である。 The silica xerogel of the present invention has a bulk density of 90 to 200 kg / m 3 and an average pore diameter of 20 to 65 nm. The bulk density is preferably from 90~180kg / m 3, 90~150kg / m 3 and more preferably. Moreover, 20-50 nm is preferable and, as for an average hole diameter, 30-45 nm is more preferable. The specific surface area is preferably from 600~800m 2 / g, more preferably 650~800m 2 / g. If the bulk density, average pore diameter, and specific surface area of the silica xerogel are in the above ranges, they are excellent as heat insulating properties and therefore suitable as heat insulating materials.

シリカキセロゲルの嵩密度、平均空孔径を調整するには、ゲル原料のゾル化時に使用する溶媒の種類及びゲル原料の対する量比、ゾルのゲル化条件、ゲルの乾燥条件などを調整することで容易に調整できる。
なお、本発明における嵩密度の値は、アルキメデス法に従い電子比重計測定した値を意味する。また、平均空孔径の値は、窒素吸着法により測定した値を意味する。
In order to adjust the bulk density and average pore size of silica xerogel, it is necessary to adjust the type of solvent used in the sol formation of the gel raw material, the quantitative ratio of the gel raw material, the gelation condition of the sol, the drying condition of the gel, etc. Easy to adjust.
In addition, the value of the bulk density in the present invention means a value measured by an electronic hydrometer according to the Archimedes method. Moreover, the value of an average hole diameter means the value measured by the nitrogen adsorption method.

(シリカキセロゲルの製造方法)
次に、本発明のシリカキセロゲルの製造方法について説明する。
(Method for producing silica xerogel)
Next, the manufacturing method of the silica xerogel of this invention is demonstrated.

本発明のシリカキセロゲルの製造方法は、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料と、アルコール類と、水とを、前記ゲル原料中のシラン化合物全量1モルに対し、前記アルコール類を4〜8モル及び前記水を3〜6モルの割合で混合し、前記ゲル原料中のシラン化合物を加水分解してゾルを生成させるゾル生成工程と、ゾル生成工程で得られたゾルをゲル化し、その後養生して湿潤ゲルを得る湿潤ゲル生成工程と、湿潤ゲル生成工程で得られた湿潤ゲルを常圧及び/又は減圧下で乾燥する乾燥工程とで主に構成されている。
なお、本発明においてゾルとは、ゲル原料中のシラン化合物が加水分解によりシラノール基に変換しており、シラノール基同士の縮合反応が生じる前の形態であって、溶媒中に溶解もしくは分散している状態を意味する。また、湿潤ゲルとは、アルコール類及び水の液体媒体を含んでいながらも、流動性を有さない湿潤状態のシリカゲル固形物を意味する。
以下、本発明のシリカキセロゲルの製造方法の各工程について説明する。
In the method for producing the silica xerogel of the present invention, tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane are in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05-0.35: 0.65-0. The gel raw material, alcohols, and water contained at a ratio of 95 to 4 to 8 moles of the alcohols and 3 to 6 moles of the water with respect to 1 mole of the total amount of the silane compound in the gel raw material. A sol generating step of mixing and hydrolyzing the silane compound in the gel raw material to generate a sol; and a wet gel generating step of gelling the sol obtained in the sol generating step and then curing to obtain a wet gel; The wet gel obtained in the wet gel production step is mainly composed of a drying step for drying under normal pressure and / or reduced pressure.
In the present invention, the sol is a form in which the silane compound in the gel raw material is converted to a silanol group by hydrolysis, and before the condensation reaction between the silanol groups occurs, and is dissolved or dispersed in the solvent. Means the state. In addition, the wet gel means a silica gel solid in a wet state that contains a liquid medium of alcohols and water but does not have fluidity.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of the silica xerogel of this invention is demonstrated.

[ゾル生成工程]
本発明の製造方法では、ゲル原料として、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95、好ましくは0.10〜0.30:0.70〜0.90、より好ましくは0.15〜0.25:0.75〜0.85の割合で含有する物を用いる。
[Sol generation process]
In the production method of the present invention, tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane are used as a gel raw material in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0. .95, preferably 0.10 to 0.30: 0.70 to 0.90, more preferably 0.15 to 0.25: 0.75 to 0.85.

上述したように、テトラアルコキシシランは、加水分解することにより1分子中にシラノール基を4個生成するので、その後のゲル化工程において湿潤ゲルの架橋密度を高めて、ゲル壁の強度あるいは剛性を高めることができる。また、モノアルキルトリアルコキシシランは、加水分解反応により1分子中にシラノール基を3個生成するので、その後のゲル化工程において湿潤ゲルの架橋密度を高めることができ、更には、湿潤ゲルのゲル壁表面を、体積の大きなアルキル基で被覆することができる。このため、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを上記モル比で含有するゲル原料を用いることで、ゲル壁の強度あるいは剛性が高く、ゲル壁表面が体積の大きなアルキル基で被覆された湿潤ゲルを生成することができる。   As described above, tetraalkoxysilane is hydrolyzed to generate four silanol groups in one molecule, so that in the subsequent gelation step, the crosslink density of the wet gel is increased, and the strength or rigidity of the gel wall is increased. Can be increased. In addition, since monoalkyltrialkoxysilane generates three silanol groups in one molecule by a hydrolysis reaction, the crosslink density of the wet gel can be increased in the subsequent gelation step. The wall surface can be coated with a large volume of alkyl groups. For this reason, by using a gel raw material containing tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in the above molar ratio, the gel wall has high strength or rigidity, and the gel wall surface is covered with a large volume alkyl group. A gel can be produced.

本発明において、ゲル原料には、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルモノアルコキシシランを含んでいてもよいが、これらを含有させることで、テトラアルコキシシランの相対的な割合が減少するので、ジアルキルジアルコキシシランとトリアルキルモノアルコキシシランとの合計量は、テトラアルコキシシラン1モルに対し0.5モル以下が好ましく、0.25モル以下がより好ましく、含有しないことが特に好ましい。   In the present invention, the gel raw material may contain a dialkyl dialkoxysilane and a trialkylmonoalkoxysilane, but the inclusion of these reduces the relative proportion of tetraalkoxysilane, so that the dialkyl dialkoxy is reduced. The total amount of silane and trialkylmonoalkoxysilane is preferably 0.5 mol or less, more preferably 0.25 mol or less, and particularly preferably not contained per 1 mol of tetraalkoxysilane.

得られるシリカキセロゲルの嵩密度を下げたり、平均空孔径を大きくするためには、テトラアルコキシシランの相対的な割合を、上述した範囲内で低くしたゲル原料を用いることが好ましい。また、得られるシリカキセロゲルの嵩密度を上げたり、平均空孔径を小さくするためには、テトラアルコキシシランの相対的な割合を、上述した範囲内で大きくしたゲル原料を用いることが好ましい。   In order to reduce the bulk density of the resulting silica xerogel or increase the average pore diameter, it is preferable to use a gel raw material in which the relative proportion of tetraalkoxysilane is lowered within the above-described range. Further, in order to increase the bulk density of the silica xerogel obtained or to reduce the average pore diameter, it is preferable to use a gel raw material in which the relative proportion of tetraalkoxysilane is increased within the above-described range.

ゾル生成工程では、上記ゲル原料と、水と、アルコール類とを特定の割合で混合し、ゲル原料中のシラン化合物を加水分解させてゾルを得る。   In the sol generation step, the gel raw material, water, and alcohols are mixed at a specific ratio, and the silane compound in the gel raw material is hydrolyzed to obtain a sol.

シラン化合物は、水が共存すると加水分解反応が進行して、シラノール基が生成する。例えば、テトラアルコキシシランは、下式(1)の反応で加水分解し、モノアルキルトリアルコキシシランは下式(2)の反応で加水分解する。   In the silane compound, when water coexists, a hydrolysis reaction proceeds and a silanol group is generated. For example, tetraalkoxysilane is hydrolyzed by the reaction of the following formula (1), and monoalkyltrialkoxysilane is hydrolyzed by the reaction of the following formula (2).

Si(OR)+4HO →Si(OH)+4R−OH ・・・(1)
R−Si(OR)+3HO →R−Si(OH)+3R−OH ・・・(2)
Si (OR) 4 + 4H 2 O → Si (OH) 4 + 4R—OH (1)
R—Si (OR) 3 + 3H 2 O → R—Si (OH) 3 + 3R—OH (2)

シラン化合物の加水分解は、次第に進行し始め、20〜60℃の温度環境下で、2〜48時間行うことが好ましく、50〜60℃の温度環境下で2〜8時間行うことがより好ましい。このようにして加水分解を行うことで、シラン化合物をほぼ完全に加水分解することができる。   The hydrolysis of the silane compound starts to proceed gradually and is preferably performed for 2 to 48 hours in a temperature environment of 20 to 60 ° C, and more preferably 2 to 8 hours in a temperature environment of 50 to 60 ° C. By performing hydrolysis in this way, the silane compound can be hydrolyzed almost completely.

上記ゲル原料と混合するアルコール類は、特に制限はない。得られる湿潤ゲルの乾燥速度の速さから、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノールが好ましい。なかでも、ゲル壁との界面張力を低減させる上で表面張力が低く、且つ沸点の低いアルコールである、メタノール、エタノール、2−プロパノールがより好ましい。   The alcohol mixed with the gel material is not particularly limited. Methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol, n-butanol, 2-butanol, and t-butanol are preferred because of the high drying speed of the resulting wet gel. Of these, methanol, ethanol, and 2-propanol, which are alcohols having a low surface tension and a low boiling point in reducing the interfacial tension with the gel wall, are more preferable.

上記ゲル原料と混合する水の量は、ゲル原料中のシラン化合物全量1モルに対し、3〜6モルが好ましく、3〜5モルがより好ましく、3〜4モルが特に好ましい。水はシラン化合物と反応してシラノールを生成させるために必要であり、水の量が、上記割合で3モル未満であると、シラン化合物の加水分解が十分に進行しない場合があると考えられる。この状態で、次の湿潤ゲル生成工程に進むと、シラノール基同士の縮合反応が進行せず、アルコキシ基がシラノール基に変換されただけのシリカが生成すると考えられるので、得られる湿潤ゲルの強度あるいは剛性が不十分となり、乾燥時の収縮が大きくなる。また、水の量が、上記割合で6モルを超えると、ゾルのゲル化時に疎水性の高いアルキル基が疎水性相互作用で局在化すると考えられ、空孔径が均質なキセロゲルが得られない場合がある。   The amount of water mixed with the gel raw material is preferably 3 to 6 mol, more preferably 3 to 5 mol, and particularly preferably 3 to 4 mol with respect to 1 mol of the total amount of silane compounds in the gel raw material. Water is necessary to react with the silane compound to produce silanol, and it is considered that the hydrolysis of the silane compound may not sufficiently proceed when the amount of water is less than 3 mol in the above ratio. In this state, when proceeding to the next wet gel generation step, it is considered that the condensation reaction between silanol groups does not proceed, and it is considered that silica having only alkoxy groups converted to silanol groups is generated. Or rigidity becomes inadequate and shrinkage | contraction at the time of drying becomes large. In addition, when the amount of water exceeds 6 mol in the above ratio, it is considered that a highly hydrophobic alkyl group is localized by hydrophobic interaction during gelation of the sol, and a xerogel having a uniform pore size cannot be obtained. There is a case.

上記ゲル原料と混合するアルコール類の量は、ゲル原料中のシラン化合物全量1モルに対し、4〜8モルが好ましく、4〜6.5モルがより好ましく、4.5〜6が特に好ましい。アルコールの量が、上記割合で4モル未満であると、モノアルキルトリアルコキシシランとの相溶性が損なわれ、不均質な状態で加水分解が進行すると考えられる。そのため、一部に加水分解されないシラン類が残存して、得られる湿潤ゲルの強度あるいは剛性が不十分となり、乾燥時の収縮が大きくなる。また、アルコールの量が、上記割合で8モルを超えると、シラン化合物の加水分解が十分に進行しない場合がある。この状態で、次の湿潤ゲル生成工程に進むと、シラノール基同士の縮合反応が進行せず、アルコキシ基がシラノール基に変換されただけのシリカが生成すると考えられるので、得られる湿潤ゲルの強度あるいは剛性が不十分となり、乾燥時の収縮が大きくなる。   The amount of alcohol mixed with the gel material is preferably 4 to 8 mol, more preferably 4 to 6.5 mol, and particularly preferably 4.5 to 6 with respect to 1 mol of the total amount of silane compounds in the gel material. If the amount of alcohol is less than 4 moles in the above ratio, compatibility with the monoalkyltrialkoxysilane is impaired, and it is considered that hydrolysis proceeds in a heterogeneous state. Therefore, silanes that are not hydrolyzed remain in part, and the strength or rigidity of the resulting wet gel becomes insufficient, and shrinkage during drying increases. On the other hand, if the amount of alcohol exceeds 8 mol in the above ratio, hydrolysis of the silane compound may not sufficiently proceed. In this state, when proceeding to the next wet gel generation step, it is considered that the condensation reaction between silanol groups does not proceed, and it is considered that silica having only alkoxy groups converted to silanol groups is generated. Or rigidity becomes inadequate and shrinkage | contraction at the time of drying becomes large.

得られるシリカキセロゲルの嵩密度を下げたり、平均空孔径を大きくするためには、ゲル原料と混合するアルコール類、水の量比を上記した範囲内で高めることが好ましい。また、得られるシリカキセロゲルの嵩密度を上げたり、平均空孔径を小さくするためには、ゲル原料と混合するアルコール類、水の量比を上記した範囲内で低くすることが好ましい。   In order to reduce the bulk density of the resulting silica xerogel or increase the average pore diameter, it is preferable to increase the ratio of alcohol and water mixed with the gel raw material within the above-mentioned range. Moreover, in order to raise the bulk density of the silica xerogel obtained or to reduce the average pore size, it is preferable to reduce the amount ratio of alcohol and water mixed with the gel raw material within the above-mentioned range.

ゾル生成工程では、シラン化合物の加水分解反応を促進させるため、酸触媒を添加することが好ましい。   In the sol production step, it is preferable to add an acid catalyst in order to promote the hydrolysis reaction of the silane compound.

酸触媒としては、フッ酸、塩酸、硝酸、硫酸、亜硫酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、臭酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸等の無機酸類、酸性リン酸アルミニウム、酸性リン酸マグネシウム、酸性リン酸亜鉛等の酸性リン酸塩類、酢酸、プロピオン酸、シュウ酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、アジピン酸、アゼライン酸等の有機カルボン酸類が挙げられる。使用する酸触媒の種類に制限はないが、得られるシリカキセロゲルの耐水性の点から、酢酸、シュウ酸、コハク酸が特に好ましい。   Acid catalysts include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, odorous acid, chloric acid, chlorous acid, hypochlorous acid and other inorganic acids, acidic phosphoric acid Examples thereof include acidic phosphates such as aluminum, acidic magnesium phosphate and acidic zinc phosphate, and organic carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, oxalic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, adipic acid and azelaic acid. Although there is no restriction | limiting in the kind of acid catalyst to be used, Acetic acid, an oxalic acid, and a succinic acid are especially preferable from the point of the water resistance of the silica xerogel obtained.

上記酸触媒の添加量は、シラン化合物の全量100質量部に対し、0.001〜0.1が好ましく、0.01〜0.05質量部がより好ましい。   The amount of the acid catalyst added is preferably 0.001 to 0.1, more preferably 0.01 to 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the silane compound.

ゾル生成工程におけるゾルの調合法としては、密閉容器あるいは密閉式の撹拌機の付いた反応装置に所定量のアルコール類を注入し、前記モル比になるようにテトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランを順次添加した後、前記モル比となるように所定量の水を添加して十分に撹拌する。また、酸触媒を使用する際は、あらかじめ水に溶解させておくことが好ましい。また、酸性白土、シリカ、アルミナ、ベーマイト、ジルコニア、チタニア、酸化亜鉛等の粘度調整用の各種無機フィラーを添加して粘度調整してゾルの粘度を所望の粘度に調整してもよい。   As a method for preparing the sol in the sol production step, a predetermined amount of alcohol is injected into a closed vessel or a reactor equipped with a closed stirrer, and tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane so that the molar ratio is obtained. Are sequentially added, and then a predetermined amount of water is added so as to achieve the molar ratio, followed by thorough stirring. Moreover, when using an acid catalyst, it is preferable to make it dissolve in water beforehand. Further, the viscosity of the sol may be adjusted to a desired viscosity by adding various inorganic fillers for viscosity adjustment such as acidic clay, silica, alumina, boehmite, zirconia, titania, zinc oxide and the like.

[湿潤ゲル生成工程]
湿潤ゲル生成工程では、前記工程で得られたゾルをゲル化し、その後養生して湿潤ゲルを得る。
[Wet gel production process]
In the wet gel production step, the sol obtained in the above step is gelled and then cured to obtain a wet gel.

ゾルのゲル化は、ゾルに水性塩基触媒を添加し、30〜70℃に加温して行うことが好ましい。また、ゾルのゲル化は、液体媒体や水性塩基触媒が揮発しないような密閉容器内で行うことが好ましい。   The gelation of the sol is preferably performed by adding an aqueous base catalyst to the sol and heating to 30 to 70 ° C. The gelation of the sol is preferably performed in a sealed container so that the liquid medium and the aqueous base catalyst do not volatilize.

水性塩基触媒の添加量は、ゲル原料中のシラン化合物全量100質量部に対し0.5〜5質量部が好ましく、ゲル化時間の短縮及び得られるシリカキセロゲルの耐水性の点から、1〜4質量部がより好ましい。ゾルをゲル化する際、ゾルに水性塩基触媒を添加することで、ゾル中のシラノール基を有するシラン化合物の脱水縮合、あるいは、一部には脱アルコール縮合を促進することができ、より短時間でゲル化を進行させることができる。水性塩基触媒の添加量が前記割合で0.5質量部未満であると、ゲル化時間が数日にも及ぶことがあり、生産性あるいは経済性の点で好ましくない。また、5質量部を超えると、ゲル化時間の短縮は可能となるが、得られるシリカキセロゲルに水性塩基触媒が残留することがあり、シリカキセロゲルの耐水性が損なわれる可能性がある。   The addition amount of the aqueous base catalyst is preferably 0.5 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of silane compounds in the gel raw material, and is 1 to 4 from the viewpoint of shortening the gelation time and the water resistance of the resulting silica xerogel. Part by mass is more preferable. When the sol is gelled, by adding an aqueous base catalyst to the sol, dehydration condensation of the silane compound having a silanol group in the sol or, in part, dealcoholization condensation can be promoted, and in a shorter time. The gelation can proceed. If the amount of the aqueous base catalyst added is less than 0.5 parts by mass in the above ratio, the gelation time may take several days, which is not preferable from the viewpoint of productivity or economy. If the amount exceeds 5 parts by mass, the gelation time can be shortened, but the aqueous base catalyst may remain in the obtained silica xerogel, and the water resistance of the silica xerogel may be impaired.

上記水性塩基触媒としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化アンモニウム、フッ化アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム等のアンモニウム化合物、メタ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ポリ燐酸ナトリウム等の塩基性燐酸ナトリウム塩、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、3−エトキシプロピルアミン、ジイソブチルアミン、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、3−(ジブチルアミノ)プロピルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、t−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、3−(メチルアミノ)プロピルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、3−メトキシアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の脂肪族アミン類、モルホリン、N−メチルモルホリン、2−メチルモルホリン、ピペラジン及び誘導体、ピペリジン及び誘導体、イミダゾール及び誘導体等の含窒素複素環状化合物類が挙げられる。なかでも、乾燥後のシリカキセロゲルに残存し難く、耐水性を損なわないという点から、揮発性の高いものが好ましく、さらには経済性の点で水酸化アンモニウム(アンモニア水)がより好ましい。   Examples of the aqueous base catalyst include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide and other alkali metal hydroxides, ammonium hydroxide, ammonium fluoride, ammonium chloride, ammonium bromide and other ammonium compounds, Basic sodium phosphate such as sodium phosphate, sodium pyrophosphate, sodium polyphosphate, allylamine, diallylamine, triallylamine, isopropylamine, diisopropylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, 2-ethylhexylamine, 3-ethoxypropylamine, diisobutylamine , 3- (diethylamino) propylamine, di-2-ethylhexylamine, 3- (dibutylamino) propylamine, tetramethylethylenediamine, t-butylamine, ec-Butylamine, propylamine, 3- (methylamino) propylamine, 3- (dimethylamino) propylamine, 3-methoxyamine, dimethylethanolamine, methyldiethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and other aliphatic amines, morpholine And nitrogen-containing heterocyclic compounds such as N-methylmorpholine, 2-methylmorpholine, piperazine and derivatives, piperidine and derivatives, imidazole and derivatives. Among these, highly volatile ones are preferable from the viewpoint that they hardly remain in the dried silica xerogel and do not impair the water resistance, and more preferably ammonium hydroxide (ammonia water) from the viewpoint of economy.

水性塩基触媒は、作業性の点で、水溶液の形態で使用することが好ましい。そして、水性塩基触媒を水溶液の形態で使用する場合、ゾルに添加される水の量が、ゾル100質量部に対して、50質量部以下となるように濃度を調整して用いることが好ましく、より好ましくは50質量部以下であり、更に好ましくは30質量部以下である。前述したように、モノアルキルトリアルコキシシラン中のメチル基は、疎水性が高いために、ゾルに水が大量に添加されると、疎水性相互作用で局在化して均質な低密度シリカキセロゲルが得られない場合がある。   The aqueous base catalyst is preferably used in the form of an aqueous solution from the viewpoint of workability. And when using an aqueous base catalyst with the form of aqueous solution, it is preferable to use it, adjusting the density | concentration so that the quantity of the water added to sol may be 50 mass parts or less with respect to 100 mass parts of sol, More preferably, it is 50 mass parts or less, More preferably, it is 30 mass parts or less. As described above, since the methyl group in the monoalkyltrialkoxysilane has high hydrophobicity, when a large amount of water is added to the sol, it is localized by hydrophobic interaction and a homogeneous low density silica xerogel is formed. It may not be obtained.

ゾルのゲル化温度は、30〜70℃が好ましく、40〜65℃がより好ましい。ゲル化温度が30℃未満であると、ゾルが完全にゲル化するまでに時間を要する上に、生成される湿潤ゲルの強度が低く、乾燥時に大きく収縮する場合があるので、所望のシリカキセロゲルが得られない場合がある。また、ゲル化温度が70℃を超えると、溶媒(特にアルコール類)が揮発して分離する現象が見られ、これにより得られる湿潤ゲルの体積が減少して、所望のシリカキセロゲルが得られない場合がある。   The gelation temperature of the sol is preferably 30 to 70 ° C, and more preferably 40 to 65 ° C. When the gelation temperature is less than 30 ° C., it takes time until the sol is completely gelled, and the strength of the generated wet gel is low and may shrink greatly during drying. Therefore, the desired silica xerogel May not be obtained. In addition, when the gelation temperature exceeds 70 ° C., a phenomenon in which the solvent (particularly alcohols) is volatilized and separated is observed, and the volume of the wet gel obtained thereby decreases, and the desired silica xerogel cannot be obtained. There is a case.

ゲル化時間は、ゲル化温度や、後述するゲル化後の養生条件時間により異なるが、ゲル化時間と後述する養生時間とを合計して、4〜75時間が好ましく、6〜48時間が好ましい。このようにして、ゲル化及び養生を行うことで、ゲル壁の強度や剛性が高く、乾燥時に収縮し難い湿潤ゲルを得ることができる。   The gelation time varies depending on the gelation temperature and the curing condition time after gelation described below, but the total gelation time and the curing time described below are preferably 4 to 75 hours, and preferably 6 to 48 hours. . In this way, by performing gelation and curing, a wet gel that has high gel wall strength and rigidity and is difficult to shrink during drying can be obtained.

このようにして、ゾルをゲル化した後、密閉容器内に設置した状態でさらに加温を継続させて養生(エイジング)させる。これにより、湿潤ゲルを構成するシリカ粒子同士の結合が強くなり、その結果ゲル壁の強度あるいは剛性を向上させて、乾燥時の収縮を抑制させる。   In this way, after the sol is gelled, it is further cured (aged) while being heated in a state where it is placed in a closed container. Thereby, the coupling | bonding of the silica particles which comprise a wet gel becomes strong, As a result, the intensity | strength or rigidity of a gel wall is improved and the shrinkage | contraction at the time of drying is suppressed.

養生温度は、30〜70℃が好ましく、40〜60℃がより好ましい。養生温度が30℃未満であると、乾燥時の収縮を抑制するのに十分なゲル壁の強度を得るまでに長い時間を要するので、生産性の点で好ましくない。また、養生温度が70℃を超えると、溶媒(特にアルコール類)が揮発して、分離する現象が見られ、これにより得られる湿潤ゲルの体積が減少して、所望のシリカキセロゲルが得られない場合がある。   The curing temperature is preferably 30 to 70 ° C, and more preferably 40 to 60 ° C. If the curing temperature is less than 30 ° C., it takes a long time to obtain sufficient gel wall strength to suppress shrinkage during drying, which is not preferable in terms of productivity. When the curing temperature exceeds 70 ° C., the solvent (particularly alcohols) is volatilized and separated, and the volume of the resulting wet gel is reduced, so that the desired silica xerogel cannot be obtained. There is a case.

養生時間は、4〜72時間が好ましく、12〜24時間がより好ましい。養生時間が4時間未満であると、ゲル壁の強度向上が不十分な場合があり、72時間を越えると、ゲル壁の強度の向上における養生の効果が乏しくなり、逆に生産性を損なう場合がある。   The curing time is preferably 4 to 72 hours, and more preferably 12 to 24 hours. If the curing time is less than 4 hours, the gel wall strength may not be sufficiently improved. If the curing time exceeds 72 hours, the effect of curing in improving the gel wall strength is poor, and conversely, the productivity is impaired. There is.

なお、ゾルのゲル化終了時点を判別することは困難な場合が多いので、ゾルのゲル化と、その後の養生は、連続して一連の操作で行ってもよい。   In addition, since it is often difficult to determine the end point of gelation of the sol, gelation of the sol and subsequent curing may be performed in a series of operations.

得られるシリカキセロゲルの嵩密度を下げたり、平均空孔径を大きくするためには、ゲル化温度や養生温度を上記範囲内で高めたり、ゲル化時間と養生時間の合計時間を上記範囲内で長くすることが好ましい。また、得られるシリカキセロゲルの嵩密度を上げたり、平均空孔径を小さくするためには、ゲル化温度や養生温度を上記範囲内で低くしたり、ゲル化時間と養生時間の合計時間を上記範囲内で短くすることが好ましい。   In order to reduce the bulk density of the resulting silica xerogel or increase the average pore diameter, the gelation temperature and curing temperature are increased within the above range, or the total time of gelation time and curing time is increased within the above range. It is preferable to do. In addition, in order to increase the bulk density of the silica xerogel obtained and to reduce the average pore diameter, the gelation temperature and the curing temperature are lowered within the above range, or the total time of the gelation time and the curing time is within the above range. It is preferable to shorten the length.

[乾燥工程]
乾燥工程では、前記工程で得られた湿潤ゲル中の媒体を揮散させるために加熱を施す。
[Drying process]
In the drying step, heating is performed to volatilize the medium in the wet gel obtained in the step.

乾燥温度及び乾燥時間に制限はないが、急激な加熱では、湿潤ゲル中の媒体が突沸して、ゲルに大きな亀裂が生じる場合がある。例えば、亀裂のあるシリカキセロゲルを断熱材用途に使用した場合、亀裂が空気の伝導伝熱を生じさせ、断熱性を損なわせたり、粉状となり取扱性が損なわれる場合がある。
したがって、亀裂の発生を抑制するため、乾燥工程は、圧力1〜10kPaの減圧下にて、温度40〜80℃で、3〜48時間乾燥(減圧乾燥)した後、常圧下にて、温度105〜200℃で、0.5〜3.0時間乾燥(常圧乾燥)することが好ましい。
Although there is no limitation on the drying temperature and drying time, rapid heating may cause the medium in the wet gel to bump and cause large cracks in the gel. For example, when a cracked silica xerogel is used for a heat insulating material, the crack may cause conduction heat transfer of air, thereby impairing the heat insulation property or becoming powdery and handling properties may be impaired.
Therefore, in order to suppress the generation of cracks, the drying process is performed at a temperature of 40 to 80 ° C. under a reduced pressure of 1 to 10 kPa for 3 to 48 hours (under reduced pressure drying), and then at a normal pressure and at a temperature of 105. It is preferable to dry (normal pressure drying) at -200 degreeC for 0.5 to 3.0 hours.

減圧乾燥は、湿潤ゲル中の媒体の突沸を抑制しながらも、速やかに除去することを目的としており、上記の温度、圧力の範囲であれば、湿潤ゲル媒体の突沸現象を抑制することができ、亀裂の無い取扱性のよいシリカキセロゲルが得られ易くなる。減圧乾燥時の温度、圧力、乾燥時間は、上記範囲内で適宜調整することが好ましく、圧力1〜5kPaの減圧下にて、温度40〜60℃で、6〜24時間減圧乾燥することがより好ましい。   The purpose of the drying under reduced pressure is to quickly remove the medium in the wet gel while suppressing the bumping. If the temperature and pressure are within the above ranges, the bumping phenomenon of the wet gel medium can be suppressed. This makes it easy to obtain a silica xerogel having no cracks and good handleability. The temperature, pressure, and drying time during drying under reduced pressure are preferably adjusted as appropriate within the above ranges, and may be dried under reduced pressure at a pressure of 1 to 5 kPa at a temperature of 40 to 60 ° C. for 6 to 24 hours. preferable.

減圧乾燥後のゲルは、収縮する傾向にあるが、常圧下で、温度105〜200℃で乾燥することにより、スプリングバック現象を起こして、嵩密度が低く、空気の平均自由工程よりも小さな細孔を有するシリカキセロゲルが得られ易くなる。常圧乾燥は、常圧下にて、150〜200℃で、0.5〜2時間行うことが好ましい。なお、本発明において、常圧とは0.1MPaを意味する。   The gel after drying under reduced pressure tends to shrink, but when dried under normal pressure at a temperature of 105 to 200 ° C., it causes a springback phenomenon, has a low bulk density, and is smaller than the mean free path of air. A silica xerogel having pores is easily obtained. The normal pressure drying is preferably performed at 150 to 200 ° C. for 0.5 to 2 hours under normal pressure. In the present invention, the normal pressure means 0.1 MPa.

このようにして得られる本発明のシリカキセロゲルは、従来の製造方法より工程数を減らすことができ、生産性に優れていると共に、嵩密度が90〜200kg/mと極めて小さく、更には、平均空孔径が20〜65nmと空気の平均自由行程よりも小さな細孔を有しているものであり、断熱性能に優れ、建築分野、家電製品、産業用設備等の断熱材等の用途に好ましく適用できる。また、断熱材の用途の他に、触媒担持体等の用途にも好ましく用いることができる。 The silica xerogel of the present invention thus obtained can reduce the number of steps compared to the conventional production method, is excellent in productivity, and has a very low bulk density of 90 to 200 kg / m 3 , It has pores smaller than the mean free path of air with an average pore diameter of 20 to 65 nm, has excellent heat insulation performance, and is preferable for applications such as heat insulating materials in the construction field, home appliances, industrial equipment, etc. Applicable. Moreover, it can use preferably for uses, such as a catalyst carrier other than the use of a heat insulating material.

本発明のシリカキセロゲルを例えば、断熱材の用途で使用する場合、シリカキセロゲルを、ウレタン発泡液等の溶媒に分散させ、目的の製品に形成したり、あるいは、無機繊維断熱材等の他の断熱材に塗工して用いることができる。   When the silica xerogel of the present invention is used for, for example, a heat insulating material, the silica xerogel is dispersed in a solvent such as a urethane foam and formed into a target product, or other heat insulating materials such as an inorganic fiber heat insulating material. It can be used by coating the material.

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、各例で得られたシリカキセロゲルの嵩密度、平均空孔径は、以下のようにして測定した。
・嵩密度の測定方法:アルキメデス法に従い電子比重計にて測定した。
・平均空孔径の測定方法及び比表面積の測定方法:窒素吸着法により表面積測定装置(日本ベル製)にて測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The bulk density and average pore diameter of the silica xerogel obtained in each example were measured as follows.
-Bulk density measurement method: Measured with an electronic hydrometer according to the Archimedes method.
Measurement method of average pore diameter and measurement method of specific surface area: Measurement was performed by a nitrogen adsorption method with a surface area measuring device (Nippon Bell).

(例1)
シラン化合物として、テトラメトキシシランを3.8質量部及びメチルトリメトキシシランを64.6質量部含むゲル原料(モル比で、テトラメトキシシラン:メチルトリメトキシシラン=0.05:0.95)と、水27質量部(シラン化合物全量1モルに対して3モル)と、メタノール64質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)とを混合し、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を13.68質量部加え、30℃で2時間ゲル化した後、30℃で72時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、常圧下にて、80℃で6時間乾燥し、その後150℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は152kg/mで、平均空孔径は40nmで、比表面積は716m/gであった。
(Example 1)
As a silane compound, a gel raw material (tetramethoxysilane: methyltrimethoxysilane = 0.05: 0.95) containing 3.8 parts by mass of tetramethoxysilane and 64.6 parts by mass of methyltrimethoxysilane; , 27 parts by weight of water (3 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 64 parts by weight of methanol (4 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and reacted at 23 ° C. for 24 hours. Obtained.
13.68 parts by mass of 5% strength aqueous ammonia as an aqueous base catalyst was added to the obtained sol and gelled at 30 ° C. for 2 hours, followed by curing at 30 ° C. for 72 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 80 ° C. for 6 hours under normal pressure, and then dried at 150 ° C. for 1 hour to obtain a silica xerogel.
The resulting silica xerogel had a bulk density of 152 kg / m 3 , an average pore diameter of 40 nm, and a specific surface area of 716 m 2 / g.

(例2)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを36.4質量部及びメチルトリエトキシシランを57.85質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリエトキシシラン=0.35:0.65)と、水36質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)と、エタノール138質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)とを混合し、酸触媒としてシュウ酸をシラン化合物の全量100質量部に対し0.0009質量部加え、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として10%濃度のフッ化アンモニウム水溶液を47.1質量部加え、60℃で0.5時間ゲル化した後、60℃で6時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、3kPaの減圧下にて、50℃で6時間乾燥し、その後、常圧下にて、160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は175kg/mで、平均空孔径は33nmで、比表面積は668m/gであった。
(Example 2)
As a silane compound, a gel raw material containing 36.4 parts by mass of tetraethoxysilane and 57.85 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetraethoxysilane: methyltriethoxysilane = 0.35: 0.65); , 36 parts by weight of water (4 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 138 parts by weight of ethanol (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed, and oxalic acid is added to the total amount of silane compounds as an acid catalyst. To 100 parts by mass, 0.0009 part by mass was added and reacted at 23 ° C. for 24 hours to obtain a sol.
To the obtained sol, 47.1 parts by mass of a 10% aqueous ammonium fluoride solution as an aqueous base catalyst was added and gelled at 60 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 60 ° C. for 6 hours to obtain a wet gel. It was.
The obtained wet gel was dried at 50 ° C. for 6 hours under reduced pressure of 3 kPa, and then dried at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 175 kg / m 3 , an average pore diameter of 33 nm, and a specific surface area of 668 m 2 / g.

(例3)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを15.6質量部及びメチルトリメトキシシランを57.8質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリメトキシシラン=0.15:0.85)と、水54質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)と、2−プロパノール240質量部(シラン化合物全量1モルに対して8モル)とを混合し、酸触媒として酢酸をシラン化合物の全量100質量部に対し0.0014質量部加え、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を44.04質量部加え、60℃で0.7時間ゲル化した後、60℃で18時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、2kPaの減圧下にて、40℃で24時間乾燥し、その後、常圧下にて、105℃で3時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は95kg/mで、平均空孔径は28nmで、比表面積は753.6m/gであった。
(Example 3)
As a silane compound, a gel material containing 15.6 parts by mass of tetraethoxysilane and 57.8 parts by mass of methyltrimethoxysilane (in terms of molar ratio, tetraethoxysilane: methyltrimethoxysilane = 0.15: 0.85); , 54 parts by weight of water (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 240 parts by weight of 2-propanol (8 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and acetic acid is used as the acid catalyst. 0.0014 mass part was added with respect to 100 mass parts of whole quantity, and it was made to react at 23 degreeC for 24 hours, and obtained sol.
44.04 parts by mass of 5% aqueous ammonia as an aqueous base catalyst was added to the obtained sol and gelled at 60 ° C. for 0.7 hours, and then cured at 60 ° C. for 18 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 40 ° C. for 24 hours under a reduced pressure of 2 kPa, and then dried at 105 ° C. for 3 hours under normal pressure to obtain a silica xerogel.
The resulting silica xerogel had a bulk density of 95 kg / m 3 , an average pore diameter of 28 nm, and a specific surface area of 753.6 m 2 / g.

(例4)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを15.6質量部及びメチルトリエトキシシランを75.65質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリエトキシシラン=0.15:0.85)と、水31.5質量部(シラン化合物全量1モルに対して3.5モル)と、メタノール128質量部(シラン化合物全量1モルに対して8モル)とを混合し、酸触媒としてシュウ酸をシラン化合物の全量100質量部に対し0.012質量部加え、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のモルホリン水溶液を36.5質量部加え、70℃で0.5時間ゲル化した後、60℃で24時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、10kPaの減圧下にて、40℃で48時間乾燥し、その後、常圧下にて、200℃で0.5時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は160kg/mで、平均空孔径は29nmで、比表面積は679.3m/gであった。
(Example 4)
As a silane compound, a gel material containing 15.6 parts by mass of tetraethoxysilane and 75.65 parts by mass of methyltriethoxysilane (in terms of molar ratio, tetraethoxysilane: methyltriethoxysilane = 0.15: 0.85); 31.5 parts by mass of water (3.5 mol with respect to 1 mol of the total amount of silane compounds) and 128 parts by mass of methanol (8 mol with respect to 1 mol of the total amount of silane compounds) are mixed, and oxalic acid is used as the acid catalyst. A sol was obtained by adding 0.012 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the silane compound and reacting at 23 ° C. for 24 hours.
To the obtained sol, 36.5 parts by mass of a 5% morpholine aqueous solution as an aqueous base catalyst was added and gelled at 70 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 40 ° C. for 48 hours under reduced pressure of 10 kPa, and then dried at 200 ° C. for 0.5 hours under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 160 kg / m 3 , an average pore diameter of 29 nm, and a specific surface area of 679.3 m 2 / g.

(例5)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを20.8質量部及びn−プロピルトリメトキシシランを65.6質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:n−プロピルトリメトキシシラン=0.20:0.80)と、水36質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)と、エタノール115質量部(シラン化合物全量1モルに対して5モル)とを混合し、60℃で4時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度の水酸化カリウム水溶液を34.56質量部加え、70℃で0.5時間ゲル化した後、70℃で6時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、5kPaの減圧下にて、80℃で4時間乾燥し、その後、常圧下にて、180℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は156kg/mで、平均空孔径は48nmで、比表面積は652.7m/gであった。
(Example 5)
As a silane compound, a gel material containing 20.8 parts by mass of tetraethoxysilane and 65.6 parts by mass of n-propyltrimethoxysilane (in molar ratio, tetraethoxysilane: n-propyltrimethoxysilane = 0.20: 0 .80), 36 parts by weight of water (4 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 115 parts by weight of ethanol (5 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. To obtain a sol.
34.56 parts by mass of a 5% strength aqueous potassium hydroxide solution as an aqueous base catalyst was added to the obtained sol, gelled at 70 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 70 ° C. for 6 hours to obtain a wet gel. It was.
The obtained wet gel was dried at 80 ° C. for 4 hours under reduced pressure of 5 kPa, and then dried at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The resulting silica xerogel had a bulk density of 156 kg / m 3 , an average pore diameter of 48 nm, and a specific surface area of 652.7 m 2 / g.

(例6)
シラン化合物として、テトラメトキシシランを19.0質量部及びメチルトリメトキシシランを51.0質量部含むゲル原料(モル比で、テトラメトキシシラン:メチルトリメトキシシラン=0.25:0.75)と、水36質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)と、エタノール104質量部(シラン化合物全量1モルに対して4.5モル)とを混合し、60℃で4時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として25%濃度のアンモニア水を11.2質量部加え、50℃で0.4時間ゲル化した後、30℃で6時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、常圧下にて、60℃で24時間乾燥し、その後160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は107kg/mで、平均空孔径は39nmで、比表面積は755.2m/gであった。また、得られたシリカキセロゲルを、走査電子顕微鏡で表面観察した。90,000倍拡大図を図1に示す。
(Example 6)
As a silane compound, a gel raw material containing 19.0 parts by mass of tetramethoxysilane and 51.0 parts by mass of methyltrimethoxysilane (in molar ratio, tetramethoxysilane: methyltrimethoxysilane = 0.25: 0.75) 36 parts by weight of water (4 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 104 parts by weight of ethanol (4.5 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) were mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. A sol was obtained.
To the obtained sol, 11.2 parts by mass of 25% strength aqueous ammonia as an aqueous base catalyst was added, gelled at 50 ° C. for 0.4 hours, and then cured at 30 ° C. for 6 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 60 ° C. for 24 hours under normal pressure, and then dried at 160 ° C. for 1 hour to obtain a silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 107 kg / m 3 , an average pore diameter of 39 nm, and a specific surface area of 755.2 m 2 / g. Further, the surface of the obtained silica xerogel was observed with a scanning electron microscope. A 90,000 times enlarged view is shown in FIG.

(例7)
シラン化合物として、テトラメトキシシランを19.0質量部、メチルトリメトキシシランを34.0質量部、n−プロピルトリメトキシシランを20.5質量部含むゲル原料(モル比で、テトラメトキシシラン:メチルトリメトキシシラン:n−プロピルトリメトキシシラン=0.25:0.50:0.25)と、水54質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)と、エタノール115質量部(シラン化合物全量1モルに対して5モル)とを混合し、60℃で3時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を7.35質量部加え、30℃で3時間ゲル化した後、50℃で12時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、常圧下にて、200℃で2時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は104kg/mで、平均空孔径は25nmで、比表面積は776.6m/gであった。
(Example 7)
As a silane compound, a gel raw material containing 19.0 parts by mass of tetramethoxysilane, 34.0 parts by mass of methyltrimethoxysilane, and 20.5 parts by mass of n-propyltrimethoxysilane (in terms of molar ratio, tetramethoxysilane: methyl Trimethoxysilane: n-propyltrimethoxysilane = 0.25: 0.50: 0.25), 54 parts by mass of water (6 mols per 1 mol of the total amount of silane compounds), and 115 parts by mass of ethanol (silane compounds) The total amount of 1 mol was 5 mol) and the mixture was reacted at 60 ° C. for 3 hours to obtain a sol.
To the obtained sol, 7.35 parts by mass of 5% ammonia water as an aqueous base catalyst was added and gelled at 30 ° C. for 3 hours, and then cured at 50 ° C. for 12 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 200 ° C. for 2 hours under normal pressure to obtain a silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 104 kg / m 3 , an average pore diameter of 25 nm, and a specific surface area of 776.6 m 2 / g.

(例8)
シラン化合物として、メチルトリメトキシシランを68.0質量部と、水36質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)と、メタノール64質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)とを混合し、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を40.8質量部加え、60℃で0.5時間ゲル化した後、30℃で72時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、3kPaの減圧下にて、50℃で6時間乾燥し、その後、常圧下にて、160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は139kg/mで、平均空孔径は100nm以上で、比表面積は415.3m/gであった。
(Example 8)
As a silane compound, 68.0 parts by mass of methyltrimethoxysilane, 36 parts by mass of water (4 mols per 1 mol of the total amount of silane compounds), and 64 parts by mass of methanol (4 mols per mol of the total amount of silane compounds) Were mixed and reacted at 23 ° C. for 24 hours to obtain a sol.
To the obtained sol, 40.8 parts by mass of 5% aqueous ammonia as an aqueous base catalyst was added, gelled at 60 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 30 ° C. for 72 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 50 ° C. for 6 hours under reduced pressure of 3 kPa, and then dried at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 139 kg / m 3 , an average pore diameter of 100 nm or more, and a specific surface area of 415.3 m 2 / g.

(例9)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを41.6質量部、メチルトリエトキシシランを53.4質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリエトキシシラン=0.40:0.60)と、水27質量部(シラン化合物全量1モルに対して3モル)と、エタノール138質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)とを混合し、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を57.0質量部加え、60℃で0.4時間ゲル化した後、60℃で24時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、3kPaの減圧下にて、50℃で6時間乾燥し、その後、常圧下にて、160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は205kg/mで、平均空孔径は75nmで、比表面積は497.3m/gであった。また、得られたシリカキセロゲルを、走査電子顕微鏡で表面観察した。90,000倍拡大図を図2に示す。
(Example 9)
As a silane compound, a gel material containing 41.6 parts by mass of tetraethoxysilane and 53.4 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetraethoxysilane: methyltriethoxysilane = 0.40: 0.60) , 27 parts by weight of water (3 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 138 parts by weight of ethanol (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and reacted at 23 ° C. for 24 hours. Obtained.
To the obtained sol, 57.0 parts by mass of 5% ammonia water as an aqueous base catalyst was added and gelled at 60 ° C. for 0.4 hours, and then cured at 60 ° C. for 24 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 50 ° C. for 6 hours under reduced pressure of 3 kPa, and then dried at 160 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 205 kg / m 3 , an average pore diameter of 75 nm, and a specific surface area of 497.3 m 2 / g. Further, the surface of the obtained silica xerogel was observed with a scanning electron microscope. A 90,000 times enlarged view is shown in FIG.

(例10)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを36.4質量部及びメチルトリエトキシシランを57.85質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリエトキシシラン=0.35:0.65)と、水63質量部(シラン化合物全量1モルに対して7モル)と、エタノール138質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)とを混合し、酸触媒としてシュウ酸をシラン化合物の全量100質量部に対し0.0015質量部加え、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のモルホリン水溶液を56.55質量部加え、70℃で0.5時間ゲル化した後、70℃で6時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、常圧下にて、60℃で24時間乾燥し、その後160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は266kg/mで、平均空孔径は100nm以上で、比表面積は349.3m/gであった。
(Example 10)
As a silane compound, a gel raw material containing 36.4 parts by mass of tetraethoxysilane and 57.85 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetraethoxysilane: methyltriethoxysilane = 0.35: 0.65); , 63 parts by weight of water (7 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 138 parts by weight of ethanol (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed with oxalic acid as the total amount of the silane compounds. 0.0015 mass part was added with respect to 100 mass parts, and it was made to react at 23 degreeC for 24 hours, and obtained sol.
To the obtained sol, 56.55 parts by mass of a 5% morpholine aqueous solution as an aqueous base catalyst was added, gelled at 70 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 70 ° C. for 6 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 60 ° C. for 24 hours under normal pressure, and then dried at 160 ° C. for 1 hour to obtain a silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 266 kg / m 3 , an average pore diameter of 100 nm or more, and a specific surface area of 349.3 m 2 / g.

(例11)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを36.4質量部及びメチルトリエトキシシランを57.85質量部含むゲル原料(モル比で、テトラエトキシシラン:メチルトリエトキシシラン=0.35:0.65)と、水36質量部(シラン化合物全量1モルに対して4モル)と、エタノール195.5質量部(シラン化合物全量1モルに対して8.5モル)とを混合し、酸触媒として酢酸をシラン化合物の全量100質量部に対し0.0015質量部加え、23℃で24時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のモルホリン水溶液を56.55質量部加え、70℃で0.5時間ゲル化した後、70℃で6時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、常圧下にて、60℃で24時間乾燥し、その後160℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は365kg/mで、平均空孔径は100nm以上で、比表面積は326m/gであった。
(Example 11)
As a silane compound, a gel raw material containing 36.4 parts by mass of tetraethoxysilane and 57.85 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetraethoxysilane: methyltriethoxysilane = 0.35: 0.65); , 36 parts by weight of water (4 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 195.5 parts by weight of ethanol (8.5 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and acetic acid is used as the acid catalyst. A sol was obtained by adding 0.0015 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the compounds and reacting at 23 ° C. for 24 hours.
To the obtained sol, 56.55 parts by mass of a 5% morpholine aqueous solution as an aqueous base catalyst was added, gelled at 70 ° C. for 0.5 hour, and then cured at 70 ° C. for 6 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 60 ° C. for 24 hours under normal pressure, and then dried at 160 ° C. for 1 hour to obtain a silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 365 kg / m 3 , an average pore diameter of 100 nm or more, and a specific surface area of 326 m 2 / g.

(例12)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを41.6質量部及びメチルトリエトキシシランを53.4質量部含むゲル原料(モル比で、テトラメトキシシラン:メチルトリメトキシシラン=0.4:0.6)と、水27質量部(シラン化合物全量1モルに対して3モル)と、エタノール138質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)とを混合し、60℃で4時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を57.0質量部加え、50℃で1時間ゲル化した後、50℃で2時間養生して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、5kPaの減圧下にて、80℃で4時間乾燥し、その後、常圧下にて、180℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は440kg/mで、平均空孔径は20nmで、比表面積は544.2m/gであった。また、得られたシリカキセロゲルを、走査電子顕微鏡で表面観察した。100,000倍拡大図を図3に示す。
(Example 12)
As a silane compound, a gel raw material containing 41.6 parts by mass of tetraethoxysilane and 53.4 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetramethoxysilane: methyltrimethoxysilane = 0.4: 0.6) and , 27 parts by weight of water (3 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 138 parts by weight of ethanol (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. Obtained.
To the obtained sol, 57.0 parts by mass of 5% aqueous ammonia as an aqueous base catalyst was added and gelled at 50 ° C. for 1 hour, and then cured at 50 ° C. for 2 hours to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 80 ° C. for 4 hours under reduced pressure of 5 kPa, and then dried at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 440 kg / m 3 , an average pore diameter of 20 nm, and a specific surface area of 544.2 m 2 / g. Further, the surface of the obtained silica xerogel was observed with a scanning electron microscope. A 100,000 times magnified view is shown in FIG.

(例13)
シラン化合物として、テトラエトキシシランを41.6質量部及びメチルトリエトキシシランを53.4質量部含むゲル原料(モル比で、テトラメトキシシラン:メチルトリメトキシシラン=0.4:0.6)と、水27質量部(シラン化合物全量1モルに対して3モル)と、エタノール138質量部(シラン化合物全量1モルに対して6モル)とを混合し、60℃で4時間反応させてゾルを得た。
得られたゾルに、水性塩基触媒として5%濃度のアンモニア水を57.0質量部加え、50℃で1時間ゲル化して湿潤ゲルを得た。
得られた湿潤ゲルを、5kPaの減圧下にて、80℃で4時間乾燥し、その後、常圧下にて、180℃で1時間乾燥してシリカキセロゲルを得た。
得られたシリカキセロゲルの嵩密度は537kg/mで、平均空孔径は15nmで、比表面積は530.6m/gであった。
各例の製造条件及び得られたキセロゲルの嵩密度及び平均空孔径を下記表1にまとめて記す。
(Example 13)
As a silane compound, a gel raw material containing 41.6 parts by mass of tetraethoxysilane and 53.4 parts by mass of methyltriethoxysilane (in molar ratio, tetramethoxysilane: methyltrimethoxysilane = 0.4: 0.6) and , 27 parts by weight of water (3 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) and 138 parts by weight of ethanol (6 moles relative to 1 mole of the total amount of silane compounds) are mixed and reacted at 60 ° C. for 4 hours. Obtained.
To the obtained sol, 57.0 parts by mass of 5% aqueous ammonia was added as an aqueous base catalyst, and gelled at 50 ° C. for 1 hour to obtain a wet gel.
The obtained wet gel was dried at 80 ° C. for 4 hours under reduced pressure of 5 kPa, and then dried at 180 ° C. for 1 hour under normal pressure to obtain silica xerogel.
The obtained silica xerogel had a bulk density of 537 kg / m 3 , an average pore diameter of 15 nm, and a specific surface area of 530.6 m 2 / g.
The production conditions of each example and the bulk density and average pore diameter of the obtained xerogel are summarized in Table 1 below.

表1の結果より、本発明の製造方法に従った例1〜7では、嵩密度100〜200kg/m、平均空孔径20〜65nm、比表面積600〜800m/gのシリカキセロゲルを得ることが出来た。これらのシリカキセロゲルは、断熱材として好ましく用いることができた。 From the results of Table 1, in Examples 1 to 7 according to the production method of the present invention, silica xerogel having a bulk density of 100 to 200 kg / m 3 , an average pore diameter of 20 to 65 nm, and a specific surface area of 600 to 800 m 2 / g is obtained. Was made. These silica xerogels could be preferably used as a heat insulating material.

一方、テトラアルコキシランを含まないゲル原料を用いた例8は、平均空孔径は65nmよりも大きかった。また、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを併用していても、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランのモル比が本発明の範囲外であるゲル原料を用いた、例9、12、13のシリカキセロゲルは、嵩密度の高いものであった。また、アルコール量や水の量が本発明の範囲外である溶媒を用いてゲル原料をゾル化した例10,11のシリカキセロゲルは、平均空孔径が大きく、更には不均質なシリカキセロゲルになったため、嵩密度も大きいものであった。これらの例8〜13のシリカキセロゲルは、断熱性能が低く、断熱材としては不適であった。   On the other hand, in Example 8 using the gel raw material containing no tetraalkoxylane, the average pore diameter was larger than 65 nm. In addition, even when a tetraalkoxysilane and a monoalkyltrialkoxysilane are used in combination, Examples 9 and 12 using gel raw materials in which the molar ratio of the tetraalkoxysilane and the monoalkyltrialkoxysilane is outside the scope of the present invention. No. 13 silica xerogel had a high bulk density. In addition, the silica xerogels of Examples 10 and 11 in which the gel raw material was solated using a solvent having an alcohol amount or water amount outside the scope of the present invention has a large average pore diameter and further becomes a heterogeneous silica xerogel. Therefore, the bulk density was also large. The silica xerogels of Examples 8 to 13 had low heat insulating performance and were not suitable as heat insulating materials.

Claims (10)

テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランとを、モル比で、テトラアルコキシシラン:モノアルキルトリアルコキシシラン=0.05〜0.35:0.65〜0.95の割合で含有するゲル原料と、アルコール類と、水とを、前記ゲル原料中のシラン化合物全量1モルに対し、前記アルコール類を4〜8モル及び前記水を3〜6モルの割合で混合し、前記ゲル原料中のシラン化合物を加水分解してゾルを生成させ、
得られたゾルをゲル化し、その後養生して湿潤ゲルを得て、
得られた湿潤ゲルを常圧及び/又は減圧下で乾燥することを特徴とするシリカキセロゲルの製造方法。
A gel raw material containing tetraalkoxysilane and monoalkyltrialkoxysilane in a molar ratio of tetraalkoxysilane: monoalkyltrialkoxysilane = 0.05 to 0.35: 0.65 to 0.95; Alcohols and water are mixed at a ratio of 4 to 8 mol of the alcohol and 3 to 6 mol of the water with respect to 1 mol of the total amount of the silane compound in the gel material, and the silane compound in the gel material is mixed. Is hydrolyzed to form a sol,
The resulting sol is gelled, then cured to obtain a wet gel,
A method for producing a silica xerogel, wherein the obtained wet gel is dried under normal pressure and / or reduced pressure.
前記ゲル原料中のシラン化合物を、20〜60℃の温度下で、2〜48時間加水分解して前記ゾルを生成させる請求項に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to claim 1 , wherein the sol is produced by hydrolyzing the silane compound in the gel raw material at a temperature of 20 to 60 ° C for 2 to 48 hours. 前記ゲル原料中のシラン化合物を、50〜60℃の温度下で、2〜8時間加水分解して前記ゾルを生成させる請求項に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to claim 2 , wherein the sol is produced by hydrolyzing the silane compound in the gel raw material at a temperature of 50 to 60 ° C for 2 to 8 hours. 酸触媒を、前記ゲル原料中のシラン化合物の全量100質量部に対し、0.001〜0.1質量部添加して、前記シラン化合物の加水分解を行う請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 An acid catalyst, relative to the total amount 100 parts by weight of the silane compound of the gel material, by adding 0.001 to 0.1 part by weight, any one of the preceding claims carrying out the hydrolysis of the silane compound A method for producing silica xerogel according to claim 1. 前記ゾルのゲル化を、ゾルに水性塩基触媒を添加し、30〜70℃の温度下で行う請求項1〜4のいずれかに記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to any one of claims 1 to 4 , wherein the gelation of the sol is performed at a temperature of 30 to 70 ° C by adding an aqueous base catalyst to the sol. 前記水性塩基触媒を、前記ゲル原料中のシラン化合物全量100質量部に対し、0.5〜5質量部添加する請求項に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 Wherein the aqueous base catalyst, relative to the silane compound the total amount 100 parts by weight of the gel material, silica xerogels method according to claim 5 is added 0.5 to 5 parts by weight. 前記水性塩基触媒としてアンモニアを用いる請求項5又は6に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to claim 5 or 6 , wherein ammonia is used as the aqueous base catalyst. 前記養生を30〜70℃の温度下で行い前記湿潤ゲルを得る請求項1〜7のいずれかに記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to any one of claims 1 to 7 , wherein the wet gel is obtained by performing the curing at a temperature of 30 to 70 ° C. 前記ゾルのゲル化及びその後の養生を合計で4〜75時間行い前記湿潤ゲルを得る請求項1〜8のいずれかに記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The method for producing a silica xerogel according to any one of claims 1 to 8 , wherein the wet gel is obtained by performing gelation of the sol and subsequent curing for a total of 4 to 75 hours. 前記湿潤ゲルの乾燥を、圧力1〜10kPaの減圧下にて、温度40〜80℃で、3〜48時間乾燥した後、常圧下にて、温度105〜200℃で、0.5〜3.0時間乾燥する請求項1〜9のいずれか1項に記載のシリカキセロゲルの製造方法。 The wet gel is dried at a temperature of 40 to 80 ° C. for 3 to 48 hours under a reduced pressure of 1 to 10 kPa, and then at a temperature of 105 to 200 ° C. and 0.5 to 3. The manufacturing method of the silica xerogel of any one of Claims 1-9 dried for 0 hours.
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