RU2721110C2 - Способ получения аэрогелей и композиционный материал на основе аэрогеля - Google Patents
Способ получения аэрогелей и композиционный материал на основе аэрогеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721110C2 RU2721110C2 RU2017130923A RU2017130923A RU2721110C2 RU 2721110 C2 RU2721110 C2 RU 2721110C2 RU 2017130923 A RU2017130923 A RU 2017130923A RU 2017130923 A RU2017130923 A RU 2017130923A RU 2721110 C2 RU2721110 C2 RU 2721110C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gel
- airgel
- sol
- acid
- alcohol
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 22
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical group C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006884 silylation reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 12
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 31
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 17
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001879 gelation Methods 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 claims description 5
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 40
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 5
- 238000000352 supercritical drying Methods 0.000 description 5
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 Al 2 O 3 Chemical class 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020175 SiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N hydrofluoric acid Substances F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003094 microcapsule Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/145—Preparation of hydroorganosols, organosols or dispersions in an organic medium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/155—Preparation of hydroorganogels or organogels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/157—After-treatment of gels
- C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/157—After-treatment of gels
- C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
- C01B33/1585—Dehydration into aerogels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
- C01B33/157—After-treatment of gels
- C01B33/159—Coating or hydrophobisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/42—Coatings containing inorganic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0045—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by a process involving the formation of a sol or a gel, e.g. sol-gel or precipitation processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/28—Compounds of silicon
- C09C1/30—Silicic acid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/28—Compounds of silicon
- C09C1/30—Silicic acid
- C09C1/3081—Treatment with organo-silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/10—Solid density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/32—Thermal properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
- C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
Abstract
Изобретение относится к способу получения аэрогеля и к композиционному материалу из аэрогеля и минеральных волокон, полученному этим способом. Предложен способ получения аэрогеля со следующими технологическими этапами: a) получение силикатного золя гидролизом алкоксисиланов или гидроксиалкоксисиланов в спирте или спиртосодержащей смеси растворителей, b) получение и старение геля, c) гидрофобизация геля агентом силилирования в присутствии кислоты в качестве катализатора и d) сушка геля путем докритической сушки, в котором в качестве гидрофобизатора применяется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3). Также описаны аэрогель для изготовления изоляционных материалов и изоляционный композиционный материал из аэрогеля и минеральных волокон. Технический результат: повышение пористости и стабильности аэрогеля. 4 н. и 12 з.п. ф-лы.
Description
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения аэрогеля согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к получаемому этим способом композиционному материалу в качестве высокоэффективного изоляционного материала.
Уровень техники
Аэрогели имеют низкую плотность, высокую пористость с открытыми порами размерами <50 нм и большую внутреннюю поверхность. Это приводит к низкой теплопроводности. Соответственно, аэрогели подходят также для применения в качестве теплоизоляционных материалов. Однако высокая пористость обусловливает также низкую механическую прочность аэрогеля.
Поэтому в последние годы предлагаются композиционные материалы из волокнитов и аэрогелей. Такие композиты можно применять, например, в качестве изоляционных материалов. Например, в WO 93/06044 описан способ получения композиционного материала с матрицей из аэрогеля, включающий следующие этапы:
- получение предшественника аэрогеля,
- смешение предшественника аэрогеля с волокнами,
- старение содержащего волокна предшественника аэрогеля для получения геля,
- погружение геля в растворитель, подходящий для сверхкритической сушки, и
- сушка геля в сверхкритических условиях.
В качестве волокон, которые можно вводить в аэрогель, годятся, наряду с прочими, также стекловолокна или каменные волокна. Однако описанный способ имеет тот недостаток, что гель необходимо сушить в сверхкритических условиях, для чего обычно используется автоклав, требующий по меньшей мере одну замену растворителя. Этот способ является очень трудоемким и отнимающим много времени. Сушка требует особых затрат на оборудование (реактор высокого давления для сушки в критической точке; например, сушка CO2 при >74 бар/>30°C). Соответственно, сверхкритическая сушка аэрогелей подходит только для обработки небольших партий в лабораторном масштабе.
Из-за дороговизны сверхкритической сушки гелей был разработан способ, согласно которому возможна также докритическая сушка геля при температуре ниже 150°C в потоке циркулирующего воздуха и при нормальном давлении. При докритической сушке геля сначала нужно деактивировать свободные Si-OH-группы образующегося геля для дальнейшей конденсации. Это осуществляют, например, путем добавления в гель триметилхлорсилана (смотри F.Schwertfeger, D.Frank, M.Schmidt, "Hydrophobic waterglass based aerogels without solvent exchange or supercritical drying", Journal of Non-Crystalline Solids, 225(1998), p. 24-29). При этом триметилхлорсилан реагирует с OH-группами на силикатной поверхности геля с отщеплением HCl. В результате гидрофобизации поверхности силиката вода вытесняется из пор геля. Гексаметилдисилоксан и избыточный триметилхлорсилан образуют органическую фазу и остаются в порах геля. Образующаяся соляная кислота сначала насыщает водную фазу и затем при более высоких концентрациях улетучивается в газовую фазу.
Недостатком описанного способа является, однако, то, что его нельзя применять в сочетании с каменными волокнами, так как выделяющаяся соляная кислота частично растворяет каменные волокна. Каменная вата состоит минимум на 52 вес.% из растворимых в кислоте компонентов (оксиды металлов, как Al2O3, CaO, MgO и Fe2O3). По этой причине в настоящее время применяют аэрогели на основе стекловолокон, которые, с одной стороны, достаточно стабильны при кислом pH, но с другой стороны имеют недостаточную термостойкость в случае пожара.
В документе WO 94/25149 описывается способ получения высокопористого ксерогеля, согласно которому поверхности геля придают гидрофобные свойства с помощью модифицирующих поверхность соединений, чтобы уменьшить капиллярное давление в порах геля перед сушкой, для того чтобы гель на последующем этапе сушки не опадал. Способ состоит из последовательности этапов старения, промывки и сушки. Описанный способ является очень затратным, так как перед и после гидрофобизации триметилхлорсиланом гель необходимо промывать апротонными растворителями. Недостатком является также выделяющаяся при гидрофобизации соляная кислота, которая может, например, разрушать каменные волокна.
В DE-OS-196 48798 описан способ получения органически модифицированных аэрогелей путем поверхностной модификации водного геля (без предварительной замены растворителя) и последующей сушки. В качестве агента силилирования предпочтительно подходит гексаметилдисилоксан (HMDSO). При этом дополнительно могут присутствовать также основание или кислота в качестве катализатора реакции гидрофобизации. Предпочтительными кислотами являются соляная, серная, фосфорная, фтористоводородная, щавелевая, уксусная или муравьиная кислота, причем предпочтительнее соляная кислота. Перед сушкой силилированный гель при необходимости можно промыть протонным или апротонным растворителем. Согласно идеям DE-OS-196 48798, образованный гель предпочтительно сушат в докритических условиях. Так как, согласно изложенному в DE-OS-196 48798, можно полностью отказаться от применения органических растворителей, с применяющимся агентом силилирования могут реагировать все доступные для него SiOH-группы. В результате, согласно DE-OS-196 48798, достигается очень высокая степень покрытия внутренней поверхности гидрогеля.
В документе WO 2013/053951 раскрывается способ получения ксерогеля с теплопроводностью от 5 до 25 мВт/(м·К), согласно которому на первом технологическом этапе золь заливают в реактор, в котором до этого находился волокнистый армирующий материал. После этого золь превращают в гель, старят и гидрофобизируют. Потом гидрофобизированный алкогель сначала подсушивают при температурах до 80°C и затем сушат до готовности в подкритических условиях и при температурах >100°C, предпочтительно от 120°C до 140°C, до остаточного содержания спирта <3%. При этом все технологические этапы, вплоть до последнего указанного этапа, можно проводит в одном и том же реакторе. При этом важно, чтобы внутренние стенки отстояли друг от друга на 70 мм или меньше. Если выбрать большее расстояние между стенками, то полученные ксерогели, усиленные волокнами, будут иметь теплопроводность >25 мВт/(м·К).
Алкогель, образованный на втором технологическом этапе, имеет содержание спирта от 15 вес.% до 90 вес.% от веса исходного золя. Гидрофобизация, предпочтительно посредством HMDSO (гексаметилдисилоксан), протекает в присутствии соляной кислоты при значении pH от 1 до 3. Как альтернатива применению соляной кислоты предлагается муравьиная кислота.
Патент US 5,746,992 относится к получению кремниевого аэрогеля. В процессе получения спирт удаляют из алкогеля в подкритических условиях. Согласно одному примеру осуществления, гидролиз тетраэтоксисилана протекает в две ступени: на первой ступени в стеклянном сосуде смешивают друг с другом тетраэтоксисилан, метанол, немного воды и азотную кислоту, сосуд закрывают и выдерживают 24 часа при 60°C. За это время тетраэтоксисилан частично гидролизуется в кислых условиях. Затем смеси придают свойства оснований путем добавления водного/щелочного раствора аммиака и снова выдерживают 24 часа при 60°C, чтобы достичь вторичного гидролиза в основных условиях. В этих условиях получают прозрачный силикагель, который после сушки в печи имеет внутреннюю пористость частиц 74%. В соответствии с US 5,746,992, гидрофобизация геля не предусматривается.
В документе WO 2015/014813 раскрывается способ получения аэрогелевого материала, похожего на аэрогель согласно WO 2013/053951. Как уже было описано в WO 2013/053951, сначала в спиртовой среде получают алкогель, который можно привести в реакцию с активируемым кислотным катализатором гидрофобизатором, в данном случае HMDSO. Новым по сравнению с WO 2012/053951 является то, что гидрофобизатор HMDSO добавляют в золь оксида кремния уже на первом технологическом этапе. При этом объемная доля гидрофобизатора в золе составляет от 3% до 80%. Он активируется только после образования геля (который факультативно можно также состарить) в результате выделения или добавления по меньшей мере одного взаимодействующего с гидрофобизатором катализатора гидрофобизации.
В документе WO 2015/014813 описан пример осуществления способа получения гранулята, который отличается тем, что образованный и состаренный гель механически измельчают, затем переводят в закрытый резервуар высокого давления и гидрофобизируют посредством HCl в присутствии HMDSO, после чего сначала подсушивают на конвейерной ленте при 50°C, а затем сушат до готовности при 150°C.
В следующем примере получают аэрогелевую изоляционную плиту, соединяя спиртовой раствор полиэтоксидисилоксанового золя, содержащего 22% SiO2, и HMDSO с замедлителем выделения, дополненным 10% HCl. После добавления раствора аммиака промешанный золь подают в контурную форму, которая предварительно была выстлана нетканым матом из полиэфирных волокон. После пятичасового старения гелевую плиту поднимают из контурной формы, выдерживают в закрытом резервуаре в течение 24ч при 65°C и гидрофобизируют. При этой температуре HCl выходит из микрокапсул и активирует присутствующий HMDSO. Затем резервуар открывают и гелевую плиту сушат сначала при 50°C, а затем при 130°C.
Задача, стоящая перед изобретением
Задачей настоящего изобретения является разработать способ получения аэрогеля, который можно было бы осуществить с как можно меньшими затратами. Наряду с этим, способ должен позволять экологически максимально чистое получение аэрогеля в промышленном масштабе. Аэрогель (без волоконной матрицы) должен иметь пористость >80%, предпочтительно >90% и особенно предпочтительно >92%, и плотность <0,2 г/мл, предпочтительно <0,15 г/мл и особенно предпочтительно <0,12 г/мл. Еще одна цель состоит в том, чтобы при получении можно было отказаться от сверхкритической сушки аэрогеля. Следующей целью является создать композиционный материал на основе аэрогеля, который может также содержать чувствительные к кислотам волокна, как, например, каменные волокна. Целью является разработка композиционного материала на основе аэрогеля и волокон с теплопроводностью λ <20 мВт/(м·К), предпочтительно <18 мВт/(м·К), который можно получать в промышленном масштабе.
Описание
Изобретение относится к способу получения аэрогеля, в соответствии с которым сначала получают силикатный золь, гидролизуя органосилановое соединение, например, тетраэтоксисилан (TEOS), в кислых или основных условиях, затем образуют гель, добавляя к золю основание, после чего проводят старение образованного геля. После старения осуществляют гидрофобизацию геля агентом силилирования в присутствии кислоты в качестве катализатора, а затем сушку геля, предпочтительно путем докритической сушки. Для получения аэрогеля, соответственно ксерогеля, можно применять по существу те же способы и параметры, какие описаны в документах WO 2013/053951 или WO 2015/014813.
В рамках настоящего изобретения под аэрогелями следует понимать высокопористые твердые тела, в частности, на основе силиката, независимо от способа сушки. В этом смысле в настоящем изобретении под термином "аэрогель" понимается высокопористый материал с воздухом как дисперсионной средой.
В соответствии с изобретением, указанная задача решена способом согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, тем, что в качестве гидрофобизатора используется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3). Большим и неожиданным преимуществом способа по изобретению является то, что гидрофобизация в присутствии азотной кислоты приводит к высокопористым стабильным аэрогелям с исключительно низкой теплопроводностью. В частности, способом согласно изобретению можно в промышленном масштабе получать аэрогели с пористостью >90%, предпочтительно >92% и теплопроводностью <18 мВт/(м·К).
Предпочтительно, силикатный золь получают гидролизом алкоксисиланов или гидроксиалкоксисиланов, предпочтительно из тетраэтоксисилана (TEOS) или триметилхлорсилана. Применение TEOS выгодно тем, что он растворим в спирте, например, EtOH. Соответственно, получение золя можно проводить в спирте, спиртовой или содержащей спирт смеси растворителей, что выгодно для способа тем, что в порах образующегося позднее геля будет присутствовать меньше воды. Под спиртовой смесью растворителей следует понимать смесь, в которой спирт является основным компонентом и предпочтительно имеет объемную долю >90 об.%, особенно предпочтительно >95 об.%. В противоположность этому, под содержащей спирт смесью растворителей понимается такая смесь, в которой объемная процентная доля спирта или спиртов составляет <50 об.%, предпочтительно <40 об.%.
Предпочтительно проводить получение золя в кислой среде путем гидролиза тетраэтоксисилана (TEOS), находящегося в растворителе, предпочтительно EtOH. Для гидролиза предпочтительно применять соляную или муравьиную кислоту. Согласно одному особенно предпочтительному варианту способа, используют предварительно гидролизованный золь. Благодаря этому можно существенно сократить продолжительность процесса получения геля. Предварительно гидролизованные золи являются стабильными и пригодными для хранения, они имеются в продаже. Предпочтительно использовать предварительно гидролизованные золи, находящиеся в спирте, предпочтительно в EtOH, при содержании SiO2 от 5 до 30 вес.%, предпочтительно от 10 до 25 вес.%.
Предпочтительно устанавливать pH при гидрофобизации на уровне от 1 до 7, предпочтительно от 2 до 5. В кислом диапазоне при pH около 2 реакция HMDSO со свободными Si-OH-группами идет быстро.
Предпочтительно устанавливать pH при гидрофобизации на уровне от 0,2 до 5, предпочтительно от 0,5 до 3 и особенно предпочтительно от 0,8 до 2. При этом величину pH измеряют в водной фазе. Неожиданно оказалось, что такое значение pH совместимо с каменными волокнами, если в качестве катализатора гидрофобизации используется азотная кислота.
Целесообразно проводить гелеобразование в температурном диапазоне от 30°C до 80°C, предпочтительно от 50°C до 75°C, особенно предпочтительно от 60°C до 70°C. Для превращения золя в гель в смесь добавляют основание, например, аммиак, в виде водного раствора аммиака.
Предпочтительно проводить гидролиз, гелеобразование и гидрофобизацию в по существу спиртовом растворителе, предпочтительно в EtOH, причем целесообразно, чтобы количество воды составляло меньше 20 об.%, предпочтительно меньше 10 об.% и особенно предпочтительно меньше 5 об.%. Было установлено, что низкое содержание воды положительно сказывается на качестве получаемого аэрогеля.
Для получение волокнистого композиционного материала волокна можно добавлять перед и/или во время получения геля. Предпочтительно, волокна добавляют перед собственно гелеобразованием (конденсация), т.е. волокна и золь смешивают друг с другом предпочтительно между этапами a) и b). Особенно предпочтительно использовать в качестве минеральных волокон каменные волокна. Их большим преимуществом является то, что они практически не горят.
В результате оптимизации отдельных этапов способа неожиданно оказалось возможным проводить гидрофобизацию без предшествующей замены растворителя. Это особенно выгодно, с одной стороны, тем, что процесс протекает быстрее, а с другой стороны тем, что расходуется меньшее количество растворителя.
В принципе допустимо добавлять агент силилирования уже на технологическом этапе a). Это возможно, например, тогда, когда используется стабильный в щелочах агент силилирования, и получение золя и гелеобразование протекает в щелочных условиях. Подходящим агентом силилирования, стабильным к щелочам, является, например, HMDSO.
Объектом настоящего изобретения является также аэрогель, в частности, ксерогель, который может быть получен путем
a) получения золя,
b) получения и при необходимости старения геля,
c) гидрофобизации геля агентом силилирования в присутствии кислоты в качестве катализатора, и
d) сушки геля,
отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора используется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3).
Следующие выгодные свойства геля уже пояснялись при обсуждении способа получения.
Следующим объектом настоящего изобретения является композиционный материал из аэрогеля и волокон, отличающийся тем, что золь, полученный описанным способом, смешивают с минеральными волокнами, в частности, каменными волокнами. Композиционный материал из аэрогеля и волокон имеет пористость >90% и теплопроводность <18 мВт/(м·К). Неожиданно оказалось, что минеральные волокна во время получения не будут заметно набухать. В частности, из-за известной чувствительности каменных волокон к кислотам не следовало ожидать успешного осуществления гидрофобизации в кислых условиях.
Хотя в принципе для получения композиционного материала можно использовать также и стекловолокна, предпочтительно использовать каменные волокна. Преимуществом каменных волокон перед стекловолокнами является то, что они имеют лучшую огнестойкость.
Кроме того, объектом настоящего изобретения является композиционный материал в виде изоляционной плиты, которая состоит из аэрогеля согласно изобретению и минеральных волокон.
Далее изобретение подробнее поясняется на следующих примерах осуществления.
Получение аэрогеля
Берут 122 л этанола (абсолютированного и денатурированного 2% метилэтилкетона (MEK)) и затем добавляют 47 л TEOS (98%-ного). После этого смесь нагревают до примерно 50°C. Затем при перемешивании добавляют 14 л раствора щавелевой кислоты (2,44 г=0,0193 моль). Для гидролиза раствор перемешивают при 50°C в течение примерно 24 ч. Затем смесь охлаждают до 45°C и добавляют 36,5 мл раствора NH4OH (28-30%-ного) в 8 л воды (= 0,07 М). Затем смесь оставляют в покое (без перемешивания) на примерно 24 ч. За это время образуется гель. Затем гель при необходимости однократно или двукратно промывают гептаном в динамических условиях, после чего гидрофобизируют (смотри ниже). Последующую гидрофобизацию также проводят в динамическом режиме, осуществляя циркуляцию агента силилирования (около 15 ч при примерно 60°C). Сразу после окончания гидрофобизации смесь растворитель/гидрофобизатор сливают, обрабатывают и позднее снова используют в следующем процессе получения.
Гидрофобизация лиогеля триметилсилилхлоридом
Преобразование лиогеля в кислых условиях, ведущее к разложению каменной ваты: 1,6 г лиогеля (тетраэтилортосиликат с 7% SiO2 и каменная вата) соединяли с 10 мл триметилсилилхлорида. Каменная вата разлагается в течение ночи на желтоватое, волокнистое и механически непрочное вещество. Таким образом, полученные композиционные материалы являются гидрофобными, высокопористыми и всплывают в воде.
Опыты по гидрофобизации посредством HMDSO с различными органическими и неорганическими кислотами в качестве катализаторов
В качестве катализаторов гидрофобизации использовали различные органические и неорганические кислоты, как, например, серная кислота (H2SO4), соляная кислота (HCl), фосфорная кислота (H3PO4), щавелевая кислота, муравьиная кислота и уксусная кислота. Во всех этих опытах полученные композиционный материал из аэрогеля и каменных волокон выглядел похожим на стекло (прозрачный) и имел от нескольких до большого числа трещин. Для некоторых образцов была установлена также заметная усадка после сушки. Измеренные теплопроводности всегда были выше 20 мВт/(м·К) и поэтому были неудовлетворительными с точки зрения требований к высокоэффективному изоляционному материалу.
Согласно опыту авторов изобретения, базирующемуся на множестве экспериментов, образцы (матрица из каменных волокон и аэрогель), которые выглядят как стекло и/или при высыхании подвергаются усушке, имеют заметно более высокую теплопроводность, чем просвечивающие или белесоватые с виду образцы, которые практически не имеют трещин и при высыхании не усаживаются. Образцы со значениями теплопроводности от 16 до 18 мВт/(м·К) имели синий оттенок и практически не имели трещин.
Теплопроводность определяли согласно стандарту EN 12667 (стандартный способ горячей пластины) при 20°C и нормальном давлении.
Получение композиционного материала из аэрогеля и волокон
55 л предварительно гидролизованного золя (степень предварительного гидролиза 75%; содержание SiO2 20 вес.%) в EtOH (асб.) смешивают с этанолом в количестве, чуть большем двукратного (130 л), и гомогенизируют при перемешивании. Одновременно смесь нагревают до примерно 45°C. Как только температура установится, и смесь будет гомогенизирована, в золь добавляют водный раствор NH4OH (около 6 л; 0,55 М), недолго гомогенизируют и затем переводят в оборудованный датчиком температуры резервуар, в который уже введена волоконная матрица. Затем содержимое резервуара нагревают до примерно 65°C и смесь оставляют стареть. Старение геля осуществляют в течение примерно 24-120 ч, предпочтительно от 48 до 96 часов, особенно предпочтительно в течение примерно 72 часов.
После гелеобразования гель гидрофобизируют в том же резервуаре путем добавки избытка HMDSO (в данном случае примерно 270 л раствора HMDSO концентрацией 20-98 вес.% и примерно 5 л по существу спиртового раствора HNO3 (примерно 4-7 вес.%) в течение 24 ч при 75°C в динамических условиях, то есть путем рециркуляции жидкой фазы.
После охлаждения частично израсходованный гидрофобизирующий раствор переводят в смеситель/отстойник, и полученный композиционный материал из аэрогеля и волокон сушат в печи с циркуляцией воздуха в течение 2-5 ч при температуре около 150°C.
В смеситель/отстойник с частично отработанным гидрофобизирующим раствором добавляют воду (около 10% от имеющегося объема гидрофобизирующего раствора) и смесь интенсивно перемешивают 10-30 минут. Затем массу оставляют в покое на ночь, причем водная фаза оседает на дно. Водную фазу отделяют и утилизируют. Спиртовой гидрофобизирующий раствор можно затем снова использовать в следующей загрузке, при необходимости после сгущения посредством HMDSO.
Настоящее изобретение относится к способу получения аэрогеля и к полученному этим способом композиционному материалу из аэрогеля и минеральных волокон. Можно получить аэрогель на основе силиката с коэффициентом теплопроводности <18 мВт/(м·К), осуществляя гидрофобизацию посредством HMDSO в присутствии азотной кислоты.
Claims (32)
1. Способ получения аэрогеля со следующими технологическими этапами:
a) получение силикатного золя гидролизом алкоксисиланов или гидроксиалкоксисиланов в спирте или спиртосодержащей смеси растворителей,
b) получение и старение геля,
c) гидрофобизация геля агентом силилирования в присутствии кислоты в качестве катализатора и
d) сушка геля путем докритической сушки,
отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора применяется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что силикатный золь получают гидролизом тетраэтоксисилана (TEOS) или триметилхлорсилана.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что получение золя осуществляют в этаноле и гелеобразование происходит в интервале температур от 30°C до 80°C, предпочтительно от 50°C до 75°C, особенно предпочтительно от 60°C до 70°C.
4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что на этапе a) используют предварительно гидролизованный золь.
5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что pH при гидрофобизации устанавливают на уровне от 0,2 до 6, предпочтительно от 0,5 до 5, особенно предпочтительно от 0,8 до 3.
6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что золь получают гидролизом тетраэтоксисилана (TEOS) с массовой долей SiO2 от 5 до 30 вес.%, предпочтительно от 10 до 25 вес. %
7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что по меньшей мере технологические этапы a)-c) проводят в одном и том же реакторе.
8. Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что между этапами a) и b) золь смешивают с минеральными волокнами, при этом в качестве минеральных волокон предпочтительно используют каменные волокна.
9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что гидрофобизацию проводят без предварительной замены растворителя, т.е. in situ.
10. Способ по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что агент силилирования добавляют уже на технологическом этапе a).
11. Способ по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что гидролиз, гелеобразование и гидрофобизацию проводят в по существу спиртовом растворителе, предпочтительно в EtOH.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что количество воды составляет меньше 20 об.%.
13. Аэрогель для изготовления изоляционных материалов, получаемый следующим образом:
a) получение золя гидролизом алкоксисиланов или гидроксиалкоксисиланов в спирте или спиртосодержащей смеси растворителей,
b) получение и старение геля,
c) гидрофобизация геля агентом силилирования в присутствии кислоты в качестве катализатора и
d) сушка геля,
отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора применяется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3).
14. Аэрогель для изготовления изоляционных материалов, который может быть получен способом по любому из пп. 1-12.
15. Изоляционный композиционный материал из аэрогеля и минеральных волокон, получаемый следующим образом:
a) получение золя гидролизом алкоксисиланов или гидроксиалкоксисиланов в спирте или спиртосодержащей смеси растворителей,
b) смешение золя с минеральными волокнами для получения смеси золь + минеральное волокно,
c) получение и старение геля,
d) гидрофобизация геля агентом силилирования в присутствии кислоты как катализатора и
e) сушка геля
отличающийся тем, что в качестве гидрофобизатора применяется гексаметилдисилоксан, а в качестве кислоты азотная кислота (HNO3).
16. Композиционный материал по п. 15 в виде изоляционной плиты с теплопроводностью <20 мВт/(м⋅К), предпочтительно <18 мВт/(м⋅К), в котором минеральные волокна являются каменными волокнами.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH147/15 | 2015-02-04 | ||
| CH00147/15A CH710694B1 (de) | 2015-02-04 | 2015-02-04 | Verfahren zur Herstellung eines Aerogels resp. eines Aerogel-Verbundwerkstoffs, sowie Aerogel resp. Aerogel-Verbundwerkstoff erhältlich nach dem Verfahren. |
| PCT/CH2016/000024 WO2016123724A1 (de) | 2015-02-04 | 2016-02-04 | Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017130923A RU2017130923A (ru) | 2019-03-04 |
| RU2017130923A3 RU2017130923A3 (ru) | 2019-07-17 |
| RU2721110C2 true RU2721110C2 (ru) | 2020-05-15 |
Family
ID=53723958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017130923A RU2721110C2 (ru) | 2015-02-04 | 2016-02-04 | Способ получения аэрогелей и композиционный материал на основе аэрогеля |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20180016152A1 (ru) |
| EP (1) | EP3253712A1 (ru) |
| CN (1) | CN107531494B (ru) |
| CA (1) | CA2975409A1 (ru) |
| CH (1) | CH710694B1 (ru) |
| RU (1) | RU2721110C2 (ru) |
| WO (1) | WO2016123724A1 (ru) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170104914A (ko) | 2016-03-08 | 2017-09-18 | 주식회사 엘지화학 | 에어로겔 블랑켓의 제조방법 및 이로부터 제조된 에어로겔 블랑켓 |
| KR102113324B1 (ko) * | 2016-09-23 | 2020-05-20 | 주식회사 엘지화학 | 초고온용 실리카 에어로겔 블랭킷, 이의 제조방법 및 이의 시공방법 |
| JP2022501478A (ja) * | 2018-09-20 | 2022-01-06 | ブルーシフト マテリアルズ インコーポレイテッド | 熱伝導率、誘電率、および重量の低下を示す充填複合材 |
| DE102018128410A1 (de) * | 2018-11-13 | 2020-05-14 | Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Aerogelen und mit diesem erhältliche Aerogele |
| CN109748284A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-14 | 海南大学 | 一种无机气凝胶的制备方法 |
| CN111285623A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-06-16 | 河南爱彼爱和新材料有限公司 | 一种不掉粉的复合气凝胶纤维及其制备工艺 |
| US20230348285A1 (en) * | 2020-04-30 | 2023-11-02 | Evonik Operations Gmbh | Silica aerogel with increased alkaline stability |
| CN114539979B (zh) * | 2020-11-26 | 2023-04-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 氮化硼气凝胶基的复合定型相变材料及制备和应用 |
| CN113060966B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-08-09 | 山东坚盾建材科技有限公司 | 一种纳米粉末混凝土防水剂 |
| CN113603452B (zh) * | 2021-09-09 | 2023-04-04 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 一种二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法 |
| CN113683389B (zh) * | 2021-09-26 | 2022-12-06 | 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 | 一种重复利用超临界废液生产二氧化硅气凝胶毡的方法 |
| CN114181671B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-09-26 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 二氧化硅气凝胶相变复合材料的制备方法 |
| CN117511219B (zh) * | 2024-01-05 | 2024-04-09 | 中铁建设集团有限公司 | 一种柔性纤维增强纳米微孔气凝胶及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746992A (en) * | 1993-12-23 | 1998-05-05 | Ppg Industries, Inc. | Silica aerogel produced under subcritical conditions |
| RU2310702C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2007-11-20 | Эспен Аэроджелз, Инк. | Аэрогелевый композит с волокнистым ватином |
| WO2013053951A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Enersens | Process for manufacturing xerogels |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5306555A (en) * | 1991-09-18 | 1994-04-26 | Battelle Memorial Institute | Aerogel matrix composites |
| US5565142A (en) | 1992-04-01 | 1996-10-15 | Deshpande; Ravindra | Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification. |
| DE19648797A1 (de) * | 1996-11-26 | 1998-05-28 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten, dauerhaft hydrophoben Aerogelen |
| DE19648798C2 (de) * | 1996-11-26 | 1998-11-19 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wäßrigen Gels (ohne vorherigen Lösungsmitteltausch) und anschließender Trocknung |
| US6696258B1 (en) * | 1998-01-20 | 2004-02-24 | Drexel University | Mesoporous materials and methods of making the same |
| KR100868989B1 (ko) * | 2007-05-23 | 2008-11-17 | 엠파워(주) | 초소수성 실리카 에어로겔 분말의 제조방법 |
| US9215667B2 (en) | 2010-10-21 | 2015-12-15 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Device and method for transmit power control |
| KR20130051304A (ko) * | 2011-11-09 | 2013-05-20 | 엠파워(주) | 초소수성 실리카 에어로겔 분말 |
| EP2644566A1 (de) * | 2012-03-30 | 2013-10-02 | Construction Research & Technology GmbH | Verfahren zur Herstellung von Aerogelen |
| EP2832690A1 (de) | 2013-08-02 | 2015-02-04 | EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt | Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials |
| DE102014101709A1 (de) * | 2013-12-20 | 2015-07-16 | Interbran Systems Ag | Verfahren zur Herstellung von Aerogelen |
-
2015
- 2015-02-04 CH CH00147/15A patent/CH710694B1/de unknown
-
2016
- 2016-02-04 CN CN201680008829.3A patent/CN107531494B/zh active Active
- 2016-02-04 US US15/548,944 patent/US20180016152A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-04 CA CA2975409A patent/CA2975409A1/en not_active Abandoned
- 2016-02-04 EP EP16705420.4A patent/EP3253712A1/de active Pending
- 2016-02-04 WO PCT/CH2016/000024 patent/WO2016123724A1/de active Application Filing
- 2016-02-04 RU RU2017130923A patent/RU2721110C2/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5746992A (en) * | 1993-12-23 | 1998-05-05 | Ppg Industries, Inc. | Silica aerogel produced under subcritical conditions |
| RU2310702C2 (ru) * | 2000-12-22 | 2007-11-20 | Эспен Аэроджелз, Инк. | Аэрогелевый композит с волокнистым ватином |
| WO2013053951A1 (en) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Enersens | Process for manufacturing xerogels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017130923A (ru) | 2019-03-04 |
| CN107531494B (zh) | 2021-07-06 |
| EP3253712A1 (de) | 2017-12-13 |
| CN107531494A (zh) | 2018-01-02 |
| CH710694B1 (de) | 2019-05-15 |
| RU2017130923A3 (ru) | 2019-07-17 |
| CH710694A1 (de) | 2016-08-15 |
| US20180016152A1 (en) | 2018-01-18 |
| CA2975409A1 (en) | 2016-08-11 |
| WO2016123724A1 (de) | 2016-08-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2721110C2 (ru) | Способ получения аэрогелей и композиционный материал на основе аэрогеля | |
| JP7219113B2 (ja) | 改善された疎水性エアロゲル材料 | |
| EP3357864B1 (en) | Method for preparing hydrophobic silica aerogel | |
| JP7384838B2 (ja) | 耐火クラス強化エアロゲル組成物 | |
| JP3897125B2 (ja) | 繊維−強化キセロゲルを製造する方法およびそれらの使用 | |
| EP1879690B1 (en) | Process for the preparation, under subcritical conditions, of monolithic xerogels and aerogels of silica/latex hybrids, modified with alkoxysilane groups | |
| KR102092769B1 (ko) | 실리카 에어로겔의 제조방법 및 이에 의해 제조된 실리카 에어로겔 | |
| CN106185959A (zh) | 一种以微乳液为前体快速制备气凝胶的方法 | |
| JP6330145B2 (ja) | キセロゲルの製造方法 | |
| KR101129375B1 (ko) | 물유리 및 에어로겔로부터 제조된 세라믹 다공체 및 이의 제조방법 | |
| KR100796253B1 (ko) | 초소수성 실리카계 분말의 제조방법 | |
| KR102576553B1 (ko) | 주위 압력에서 실리카를 기재로 하는 절연-재료 성형체를 소수성화시키는 방법 | |
| CN107073430B (zh) | 用于制备有机改性的液凝胶或气凝胶的经济可行的方法 | |
| EP3214041A1 (en) | Method for preparing hydrophobic silica aerogel and hydrophobic silica aerogel prepared therefrom | |
| CN113683387B (zh) | 疏水阻燃二氧化硅气凝胶陶瓷纤维毡及其制备方法 | |
| RU2811474C2 (ru) | Армированные композиции аэрогелей, соответствующие классу пожарной безопасности | |
| US11981576B2 (en) | Method for recycling supercritical waste liquid generated during process of producing silica aerogel blanket | |
| US20230365416A1 (en) | Method for recycling supercritical waste liquid generated during process of producing silica aerogel blanket | |
| CN117940372A (zh) | 制备二氧化硅气凝胶的方法及由其制备的气凝胶 |