SE0950003A1 - Silica aerogel body as transparent panel in energy windows - Google Patents
Silica aerogel body as transparent panel in energy windowsInfo
- Publication number
- SE0950003A1 SE0950003A1 SE0950003A SE0950003A SE0950003A1 SE 0950003 A1 SE0950003 A1 SE 0950003A1 SE 0950003 A SE0950003 A SE 0950003A SE 0950003 A SE0950003 A SE 0950003A SE 0950003 A1 SE0950003 A1 SE 0950003A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- silica aerogel
- panel
- wet gel
- autoclave
- aerogel material
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 70
- 239000004965 Silica aerogel Substances 0.000 title claims description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 239000011240 wet gel Substances 0.000 claims description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 15
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 11
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 8
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 8
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- AIFLGMNWQFPTAJ-UHFFFAOYSA-J 2-hydroxypropanoate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O AIFLGMNWQFPTAJ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 5
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 claims description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 2
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000015250 liver sausages Nutrition 0.000 claims 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims 1
- XYSQXZCMOLNHOI-UHFFFAOYSA-N s-[2-[[4-(acetylsulfamoyl)phenyl]carbamoyl]phenyl] 5-pyridin-1-ium-1-ylpentanethioate;bromide Chemical compound [Br-].C1=CC(S(=O)(=O)NC(=O)C)=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1SC(=O)CCCC[N+]1=CC=CC=C1 XYSQXZCMOLNHOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGAPHEBNTGUMBB-UHFFFAOYSA-N acetic acid;ethyl acetate Chemical compound CC(O)=O.CCOC(C)=O UGAPHEBNTGUMBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 1
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/78—Heat insulating elements
- E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/60—Thermal insulation
- F24S80/65—Thermal insulation characterised by the material
-
- 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
-
- 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
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- F24J2/515—
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
- F24S80/50—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings
- F24S80/56—Elements for transmitting incoming solar rays and preventing outgoing heat radiation; Transparent coverings characterised by means for preventing heat loss
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
- Y02A30/249—Glazing, e.g. vacuum glazing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
- Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
- Y02B80/22—Glazing, e.g. vaccum glazing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Architecture (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Description
2 såsom baserat på t ex värmeledningstal, med en på förväg önskad och bestämd form och Storlek. 2 as based on, for example, thermal conductivity, with a predetermined and determined shape and size.
Sammanfattning av uppfinningg Det senare angivna syftet ovan uppnås medelst en kropp av ett silikaaerogeimaterial som är poröst och innefattar nanopartiklar, varvid kroppen - har en densitet i intervallet 60-300 kg/m3; - har en värmeledningsförmåga Å som är lägre än 0,020 W/(m*K) då uppmätt vid en densitet av 150 kg/m3 och temperatur av cirka 20°C; och - företrädesvis är sprickfri.SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned object is achieved by means of a body of a silicaaerogy material which is porous and comprises nanoparticles, the body - having a density in the range 60-300 kg / m 3; has a thermal conductivity Å of less than 0.020 W / (m * K) when measured at a density of 150 kg / m3 and a temperature of about 20 ° C; and - preferably is crack-free.
Kroppen eller silikaaerogelmaterialet som den består av enligt före- liggande uppfinning har ett väldigt lågt värmeledningstal. Vid en densitet av 150 kg/ma och temperatur av cirka 20°C och i icke-evakuerat tillstånd, dvs ett tillstånd då det fortfarande finns luft kvar i porerna av materialet, är värmeled- ningsförmågan (värmeledningstalet) under 0,020 W/(m*K), vilket skall jämfö- ras med 0,021 W/(m*K) för aerogelmaterialet som beskrivs i SE 422 045, det senare i och för sig uppmätt vid en högre densitet på 240 kg/ma men dock l evakuerat tillstånd (luftfritt tillstånd för porerna), vilket i sig innebär ett betydligt lägre värmeledningstal än vid icke-evakuerat tillstånd. Som jämförelse kan sägas att för vakuum ligger värmeledningstalet på 0,022 W/(m*K) vid cirka rumstemperatur.The body or silica aerogel material of which it is composed according to the present invention has a very low thermal conductivity. At a density of 150 kg / ma and a temperature of about 20 ° C and in the non-evacuated state, ie a state where there is still air left in the pores of the material, the thermal conductivity (thermal conductivity number) is below 0.020 W / (m * K), which is to be compared with 0.021 W / (m * K) for the airgel material described in SE 422 045, the latter per se measured at a higher density of 240 kg / ma but still evacuated state (airless state for the pores), which in itself means a significantly lower thermal conductivity than in the case of non-evacuated condition. For comparison, it can be said that for vacuum the thermal conductivity is 0.022 W / (m * K) at about room temperature.
Specifika utföringsformer av uppfinningen Det finns många olika möjliga användningsområden för en kropp, så- som tex en panel, enligt föreliggande uppfinning. Beroende på tilltänkt appli- kation kan silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning ges olika egenskaper som är lämpliga för den specifika applikationen. En inneboende egenskap hos ett silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning är möi- ligheten för en hög genomsynlighet av materialet. Detta innebär att materialet enligt en specifik utföringsform kan hålla en hög klarhet, vilket innebär att det är lämpligt att använda i applikationer då såväl ljus ska kunna tränga genom samt att man ska kunna se genom materialet så gott som lika bra som för vanligt fönsterglas. Detta innebär i sin tur att en panel enligt föreliggande uppfinning kan användas i energifönsterapplikationer, som också är genom- 3 synliga, men även energibesparande eftersom värmeledningstalet är så iågt för materialet. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning gäller vidare följande for kroppen; - är genomsynlig och har en total transparens som är åtminstone 90%; och - har ett brytningsindex i intervallet 1,017-1,060, då uppmätt vid en tjocklek av 14 mm och som icke-ínnesluten kropp.Specific Embodiments of the Invention There are many different possible uses for a body, such as a panel, according to the present invention. Depending on the intended application, the silica aerogel material of the present invention can be given different properties suitable for the specific application. An inherent property of a silica gel material according to the present invention is the possibility of a high transparency of the material. This means that the material according to a specific embodiment can maintain a high level of clarity, which means that it is suitable for use in applications where both light can penetrate and that you can see through the material almost as well as for ordinary window glass. This in turn means that a panel according to the present invention can be used in energy window applications, which are also transparent, but also energy-saving because the thermal conductivity is so low for the material. According to a specific embodiment of the present invention, the following further applies to the body; - is transparent and has a total transparency of at least 90%; and - has a refractive index in the range 1.017-1.060, when measured at a thickness of 14 mm and as a non-enclosed body.
Transparens inom området för optik är synonymt med genomsynlig och genomskinlig, dvs klar. Transparensen hos ett material kan delas upp i den transparens som kan härledas från ljus eller strålning som direkt tränger rakt genom materialet, så kallat normalinfall, samt ljus eller strålning som sprids i materialet, men tränger igenom därefter, så kallat spritt ljus eller diffust ljus. Den totala transparensen kan definieras som transparensen som härleds från såväl direkt ljusgenomträngning som genomträngning av spritt eller diffust ljus.Transparency in the field of optics is synonymous with transparent and translucent, ie clear. The transparency of a material can be divided into the transparency that can be derived from light or radiation that penetrates directly through the material, so-called normal incidence, and light or radiation that is scattered in the material, but penetrates thereafter, so-called diffused light or diffused light. The total transparency can be defined as the transparency that is derived from both direct light penetration and penetration of scattered or diffused light.
Kropparna enligt föreliggande uppfinning kan emellertid framställas så att dessa har andra egenskaper än just hög transparens. Ett sådant exempel är en kropp enligt föreiiggande uppfinning, varvid kroppen vidare - är translucent genom att glasfibrer är inblandade i silikaaerogelmaterialet elier genom att ytan av kroppen är värmebehandlad eller ruggad.However, the bodies according to the present invention can be manufactured so that they have other properties than just high transparency. One such example is a body according to the present invention, wherein the body is further translucent in that glass fibers are involved in the silica aerogel material or in that the surface of the body is heat-treated or roughened.
Sådan behandling kan t ex göras genom att ytbehandla genom sprut- ning med vatten eller genom att bränna på ytan.Such treatment can be done, for example, by surface treatment by spraying with water or by burning on the surface.
Med ett translucent material menas ett material som släpper genom ljus men som inte är genomsynligt. Det finns applikationer då translucenta kroppar enligt föreliggande uppfinning skulle kunna vara mycket användbara.By a translucent material is meant a material that lets light through but is not transparent. There are applications where translucent bodies of the present invention could be very useful.
Ett sådant exempel är för paneler i energifönster i t ex ett badrum där man gärna släpper genom ljus, men inte önskar ha någon genomsynlighet. Genom inblandningen avt ex glasfibrer i panelmaterialet ökar dessutom den meka- niska stabiliteten av material, vilket givetvis kan vara önskvärt för vissa appli- kationer. Giasfibrerna som kan blandas in kan ha olika former, såsom t ex nät, stavar eller spån. Att värmebehandla ytan för att göra materialet trans- lucent kan göras genom att ytan överhettas, vilket medför att porerna ”kraschar” och att ytan på så vis reser sig. 4 Utöver glasfibrer finns det många andra substanser eller materia! som för vissa applikationsändamål kan vara fördelaktiga att inblanda i materialet enligt föreliggande uppfinning. Exempel på sådana är våglängdsskiftare och Ijusfilter. Detta kan t ex genomföras för att medföra att färgen på materialet kan ändras. Det finns naturligt en viss blåaktighet i en standardpanel enligt föreliggande uppfinning. Med hjälp avt ex en våglängdsskiftare skulle det blåa ljuset som standardpanelmaterialet normalt ger ifrån sig kunna skiftas till en annan färg, t ex grönt ljus. Vidare skulle en våglängdsskiftare kunna blandas in för att sänka andelen diffust ljus, genom minskad spridning av ljuset, och således få som effekt att andelen direkt genomträngande ljus ökar.One such example is for panels in energy windows in, for example, a bathroom where you are happy to let light through, but do not want any transparency. The incorporation of eg glass fibers in the panel material also increases the mechanical stability of the material, which may of course be desirable for certain applications. The gias fibers that can be mixed in can have different shapes, such as nets, rods or shavings. Heat-treating the surface to make the material translucent can be done by overheating the surface, which means that the pores “crash” and the surface thus rises. 4 In addition to fiberglass, there are many other substances or materials! which for certain application purposes may be advantageous to incorporate into the material of the present invention. Examples of such are wavelength shifters and light filters. This can be done, for example, to cause the color of the material to change. There is, of course, some bluishness in a standard panel according to the present invention. With the help of a wavelength shifter, for example, the blue light that the standard panel material normally emits could be shifted to another color, such as green light. Furthermore, a wavelength shifter could be mixed in to lower the proportion of diffused light, by reducing the scattering of the light, and thus have the effect that the proportion of directly penetrating light increases.
Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning är därför en våglängdsskiftare inblandad i silikaaerogelmaterialet.Therefore, according to a specific embodiment of the present invention, a wavelength shifter is involved in the silica aerogel material.
Såsom nämnts ovan kan även andra material vara inblandande i materialet enligt föreliggande uppfinning. Enligt en specifik utföringsform har kroppen vidare följande egenskap: - är opak genom att kolfibrer, glasull, mineralull och/eller stenull är inblandat i silikaaerogelmaterialet.As mentioned above, other materials may also be included in the material of the present invention. According to a specific embodiment, the body further has the following property: - is opaque in that carbon, glass wool, mineral wool and / or rock wool are mixed into the silica aerogel material.
Med ett opakt material menas i detta avseende ett material som är ogenomskinligt, vilket innebär att ljus inte går genom materialet och att man givetvis inte då heller kan se genom materialet. Genom inblandning av kolfib- rer, glasull, mineralull och/eller stenull i silikaaerogelmaterialet enligt före- liggande uppfinning ökas den mekaniska stabiliteten av materialet, men däremot går transparensen helt förlorad. Opaka kroppar, såsom paneler, enligt föreliggande kan med fördel användas som isoleringsmaterial då ett lågt värmeledningstal samt mekanisk stabilitet är viktigt medan transparens är ointressant.By an opaque material is meant in this respect a material that is opaque, which means that light does not pass through the material and that of course you can not then see through the material either. By mixing carbon fibers, glass wool, mineral wool and / or rock wool in the silica aerogel material according to the present invention, the mechanical stability of the material is increased, but on the other hand the transparency is completely lost. Opaque bodies, such as panels, according to the present invention can advantageously be used as insulation material as a low thermal conductivity and mechanical stability are important while transparency is uninteresting.
Det finns dessutom andra rent processmässiga möjliga åtgärder, dvs utöver inblandning av substanser, att genomföra för att öka vissa egenskaper som kan vara viktiga för olika typer av applikationer. Såsom nämnts ovan är evakuering av materialet, vilket innebär att väsentligen all luft som finns kvar i porerna av materialet drivs bort, en möjlig metod som innebär att värmeled- ningstalet av föreliggande material kan förbättras ytterligare. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning är kroppen evakuerad och är superisolerande och har en värmeledningsförmåga A som är 0,007 W/(m*K) eller lägre, då uppmätt vid en densitet av 150 kglm3 och temperatur av cirka °C. Detta är ett värde på värmeledningstalet som iigger betydligt lägre än såväl vakuum som materialet som beskrivs i SE 422 045. Eftersom värmeled- ningstalet varierar med densiteten kan det vara av intresse att reglera den erhållna densiteten av materialet för vissa applikationer. Såsom angivits kan densiteten för silikaaerogelmaterialet enligt föreliggande uppfinning ligga mellan 60 och 300 kg/ma, såsom mellan 80 och 250 kg/m3, men i ett antal applikationer ligger den önskade densiteten melian 100 och 200 kg/m3, så- som i intervallet 125-175 kg/mfi, i ex vid cirka 150 kg/mß.There are also other purely procedural possible measures, ie in addition to mixing substances, to implement to increase certain properties that may be important for different types of applications. As mentioned above, evacuation of the material, which means that essentially all air remaining in the pores of the material is expelled, is a possible method which means that the thermal conductivity of the present material can be further improved. According to a specific embodiment of the present invention, the body is evacuated and is super-insulating and has a thermal conductivity A which is 0.007 W / (m * K) or lower, when measured at a density of 150 kg / m 3 and a temperature of about ° C. This is a value of the thermal conductivity that is significantly lower than both the vacuum and the material described in SE 422 045. Since the thermal conductivity varies with the density, it may be of interest to regulate the obtained density of the material for certain applications. As stated, the density of the silica aerogel material of the present invention may be between 60 and 300 kg / m 3, such as between 80 and 250 kg / m 3, but in a number of applications the desired density is between 100 and 200 kg / m 3, as in the range 125 -175 kg / m fi, in ex at about 150 kg / mß.
Det finns vidare andra egenskaper som kan vara önskvärda att till- skänka materialet enligt föreliggande uppfinning. Enligt en specifik utförlngs- form av föreliggande uppfinning är silikaaerogelmateriaiet vidare vattenresi- stent genom att en silanförening är inbunden i siiikaaerogelmaterialet. Detta kan vara en fördel eftersom materialet på så vis blir mer lätthanterligt. Ett exempel på silanföreningar som kan vara inbundna är hexametyldisilazan (HM DS).There are further other properties which may be desirable to impart to the material of the present invention. According to a specific embodiment of the present invention, the silica aerogel material is further water resistant in that a silane compound is bound in the silica aerogel material. This can be an advantage because the material thus becomes easier to handle. An example of silane compounds that may be bound is hexamethyldisilazane (HM DS).
Kroppen enligt föreliggande uppfinning kan vidare vara innesluten i ett omgärdande material. Detta är också något som kan medföra att t ex paneler enligt föreliggande uppfinning blir lättare att hantera och transportera. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning omgärdar därför ett inneslutande material kroppen. Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är det inneslutande materialet valt från gruppen bestående av transparenta materiai, plastfolier, glasskivor och plastskivor. Vilken typ av inneslutande material som används beror givetvis på önskad applikation. Till exempel då en innesluten kropp med hög transparens är det som önskas måste givetvis det inneslutande materialet också vara transparent, t ex en transparent plastfolie. En annan möjlighet är att använda ett glasmaterial för att innesluta kroppen. l fallet då en panel av ett silikaaerogelmaterial enligt föreliggande uppfinning är innesluten mellan två isolergias kan dessa isolerglas t ex vara färgade. Detta för att minska intrycket av den blådimrniga anblicken som annars eventuellt kan förekomma från silikaaerogelmaterialet. För en 6 innesluten opak kropp kan däremot givetvis icke-transparenta material användas, t ex plastfolier även i detta fall.The body of the present invention may further be enclosed in a surrounding material. This is also something that can make, for example, panels according to the present invention easier to handle and transport. According to a specific embodiment of the present invention, therefore, an enclosing material surrounds the body. According to another embodiment of the invention, the enclosing material is selected from the group consisting of transparent materials, plastic foils, glass sheets and plastic sheets. The type of enclosing material used depends, of course, on the desired application. For example, when an enclosed body with high transparency is what is desired, the enclosing material must of course also be transparent, for example a transparent plastic foil. Another possibility is to use a glass material to enclose the body. In the case where a panel of a silica aerogel material according to the present invention is enclosed between two insulating shafts, these insulating glasses may, for example, be colored. This is to reduce the impression of the bluish mist that may otherwise occur from the silica gel material. For a 6 enclosed opaque body, on the other hand, of course, non-transparent materials can be used, eg plastic foils also in this case.
Med kropp menas enligt föreliggande uppfinning en geometrisk kropp.By body is meant according to the present invention a geometric body.
Såsom antytts ovan är paneler mycket tänkbara geometriska kroppar enligt föreliggande uppfinning. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning är därför kroppen en panel, tex en panel som har en tjocklek av upp till 5 cm. Enligt en annan specifik utföringsform av föreliggande uppfin- ning är kroppen en rörskålsformad kropp.As indicated above, panels are highly conceivable geometric bodies according to the present invention. According to a specific embodiment of the present invention, therefore, the body is a panel, for example a panel having a thickness of up to 5 cm. According to another specific embodiment of the present invention, the body is a tubular cup-shaped body.
Med panel enligt föreliggande uppfinning avses vidare geometriska for~ mer där längd och bredd är större än tjockleken. Enligt föreliggande uppfin- ning är helt olika tjocklekar, längder och bredder möjliga. Enligt en speciflk utföringsform har paneien en storlek av upptill 1,5 m * 2 m (bredd * längd), såsom t ex 600 mm * 1200 mm (bredd * längd).By panel according to the present invention is further meant geometric shapes where length and width are greater than the thickness. According to the present invention, completely different thicknesses, lengths and widths are possible. According to a specific embodiment, the panel has a size of up to 1.5 m * 2 m (width * length), such as, for example, 600 mm * 1200 mm (width * length).
Med föreliggande uppfinning beskrivs även ett förfarande för fram- ställning av en silikaaerogelkropp som är porös och innefattar nanopartiklar.The present invention also describes a process for producing a silica aerogel body which is porous and comprises nanoparticles.
Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar för- farandet stegen: - tillförsel av receptstartkomponenter till en blandare, varvid receptstartkom- ponenterna åtminstone omfattar en sllanförening, en alkohol som är vald från gruppen bestående av metanol, etanol och propanol och en katalysator som antingen är ammoniak eller titanlaktat; - blandning i blandaren under temperaturkontroll för bildning av en solgel som genom polyrnerisation övergår i en våtgel; - fyllning av våtgelen i åtminstone en gjutform; - uppehållning av våtgelen i gjutformen; - avformning av gjutformen och överföring av våtgelen till en transportanord- ning; - tillförsel av transporteringsanordningen och ovanliggande våtgel till en auto- klav till vilken autoklav antingen superkrltisk koldioxid eller flytande koldioxid tillsätts successivt, för att åstadkomma extraktion där avdrivning av alkohol från våtgelen i autoklaven genomförs, för påbörjande bildning av en silika- aerogel; 7 -tömning av autoklaven och vidare bearbetning av silikaaerogelen i en värm- ningsprocess vid 200°C etler högre för ytterligare avdrivning av alkohol och bildning av ett väsentligen alkoholfritt silikaaerogetmaterial; - uttömningen av det bildade väsentligen alkoholfria silikaaerogelmaterialet från värmningsprocessen och eventueltt ytterligare bearbetning av det bildade väsentligen alkoholfria silikaaerogelmateriaiet för formning till önskad form och storlek, varvid tillförsel av ytteriigare receptkomponenter eventuellt utförs vid antingen blandningen i blandaren, vid extraktionen eller vid värmnings- processen.According to a specific embodiment of the present invention, the process comprises the steps of: - supplying recipe starter components to a mixer, the recipe starter components comprising at least one silane compound, an alcohol selected from the group consisting of methanol, ethanol and propanol and a catalyst which is either ammonia or titanium lactate; mixing in the mixer under temperature control to form a sun gel which, by polymerization, turns into a wet gel; filling the wet gel into at least one mold; - retention of the wet gel in the mold; shaping the mold and transferring the wet gel to a transport device; supplying the conveying device and supernatant wet gel to an autoclave to which autoclave either supercrylic carbon dioxide or liquid carbon dioxide is added successively, to effect extraction where evaporation of alcohol from the wet gel in the autoclave is carried out, to initially form a silica airgel; Emptying the autoclave and further processing the silica aerogel in a heating process at 200 ° C or higher to further evaporate alcohol and form a substantially alcohol-free silica aeroget material; the discharge of the formed substantially non-alcoholic silica aerogel material from the heating process and optionally further processing of the formed substantially non-alcoholic silica aerogel material for molding to the desired shape and size, wherein addition of additional recipe components is optionally performed in either the mixture in the mixer or in the extraction process.
I samband med beskrivningen av förfarandet ovan kan följande förklaringar av vissa termer och delar vara viktiga att förstå.In connection with the description of the procedure above, the following explanations of certain terms and parts may be important to understand.
En solgel är definitionsmässigt en suspension bestående av ett lös- ningsmedel och en sol som sedan fàr polyrnerisera och aggregera för att bilda en gel. Lösningsmedlet, i detta fali metanol, etanol eller propanol, kan sedan evaporeras bort och resultatet blir ett poröst material.A sun gel is by definition a suspension consisting of a solvent and a sun which is then allowed to polymerize and aggregate to form a gel. The solvent, in this case methanol, ethanol or propanol, can then be evaporated off and the result is a porous material.
Ett exempel på ett material för en gjutform i detta fall är t ex glas, men det finns andra material som är lika tänkbara.An example of a material for a mold in this case is, for example, glass, but there are other materials that are equally conceivable.
Steget med uppehållning av våtgelen i gjutformen kan t ex genomföras genom att gjutformen sänks ner i ett vattenbad och hålls där i cirka 1-3 dagar.The step of retaining the wet gel in the mold can be carried out, for example, by immersing the mold in a water bath and holding it there for about 1-3 days.
Det skulle enligt föreliggande uppfinning även kunna vara möjligt att snabba på polymerisationen under uppehållningssteget. Detta skulle t ex kunna vara möjligt genom att behandla våtgelen med strålning, såsom UV-ljus, eller ultra- ljud eller genom värmebehandling.According to the present invention, it could also be possible to accelerate the polymerization during the residence step. This could, for example, be possible by treating the wet gel with radiation, such as UV light, or ultrasound or by heat treatment.
Ett exempel på avformningssteget är att nämnda gjutform sänks ner i ett avformningsbad innehållande lösningsmedel, därefter tas gjutformens ovansida av så att våtgelen släpper från gjutformen och flyter upp i lösnings- medlet, när våtgelen sedan blir tyngre av inblandning från lösningsmediet sjunker våtgelen ner på en transporteringsanordning som placerats i avform- ningsbadet mellan våtgelen och gjutformen efter att våtgelen flutit upp i lösningsmedlet. Lösningsmedlet är i detta fall lämpligen samma lösnings- medel som används i resterande del av processen.An example of the demolding step is that said mold is immersed in a demolding bath containing solvent, then the top of the mold is removed so that the wet gel releases from the mold and floats up in the solvent, when the wet gel then becomes heavier by admixture from the solvent medium. which is placed in the demoulding bath between the wet gel and the mold after the wet gel has floated up in the solvent. In this case, the solvent is suitably the same solvent used in the remainder of the process.
Transporteringsanordningen som beskrivs ovan kan vara av olika typ.The transport device described above can be of different types.
Det finns olika exempel som är tänkbara. Ett galler har testats och detta kan 8 enligt detta förfarande fungera fullgott för vissa applikationstyper. Däremot kan det uppstå små märken i gelen där gallret håller uppe denna. För andra applikationer, såsom vid tillverkning av transparenta paneler för fönsterapp- likationer, är detta inte fullt acceptabelt och då bör andra typer av transpor- teringsanordningar användas, såsom ett stödjande plan, tex ett membran, som är gasgenomsläppligt. Det finns dessutom andra tekniker som skulle kunna vara möjliga att använda enligt föreliggande uppfinning. Detta är t ex transportering av gelen på en luftbädd som håller gelen svävande. Likaså i autoklaven kan teknik användas som ser till att gelen inte behöver vila mot en transportanordning såsom ett galler eller ett stödjande plan. Detta skulle exempelvis kunna vara att rikta ett gasinflöde av lämplig gas, tex en inert gas, med tillräcklig kraft för att hålla gelen svävande. Vidare skulle även anordningar som har enheter som sinsemellan växlande håller uppe gelen vara möjliga. Dessa tekniklösningar medför att risken för deformering av gelen minskas eller elimineras och medför dessutom säkerställande av att koldioxid i autoklaven kommer i kontakt med alla delar och sidor av gelen.There are various examples that are conceivable. A grid has been tested and this can according to this procedure work perfectly for certain application types. However, small marks may appear in the gel where the grid holds it up. For other applications, such as in the manufacture of transparent panels for window applications, this is not fully acceptable and then other types of transport devices should be used, such as a support plane, such as a membrane, which is gas permeable. In addition, there are other techniques that could be possible to use in accordance with the present invention. This is, for example, transporting the gel on an air bed that keeps the gel floating. Also in the autoclave, technology can be used which ensures that the gel does not have to rest against a transport device such as a grid or a supporting plane. This could, for example, be to direct a gas inflow of suitable gas, such as an inert gas, with sufficient force to keep the gel floating. Furthermore, devices having units which alternately hold the gel together would also be possible. These technical solutions reduce or eliminate the risk of deformation of the gel and also ensure that carbon dioxide in the autoclave comes into contact with all parts and sides of the gel.
Det är alltså vid avformningssteget ofta viktigt att våtgelen inte ändras i termer av struktur och form och därför bör alltså transporteringsanordningen~ eller transporttekniken väljas noga. l detta avseende kan även resterande del av processen få betydelse. Genom att ha en vertikal uppställning för kom- mande steg, dvs då paneler tillverkas, såsom vid transport och tillförsel till autoklaven, istället för en horisontell uppställning kan vidare problemet med deformering av paneler minska.Thus, at the demoulding step, it is often important that the wet gel does not change in terms of structure and shape and therefore the conveying device or conveying technique should be carefully chosen. In this respect, the remaining part of the process can also be important. Furthermore, by having a vertical arrangement for future steps, ie when panels are manufactured, such as during transport and supply to the autoclave, instead of a horizontal arrangement, the problem of deformation of panels can be reduced.
Avdrivningen av alkohol som genomförs i autoklaven, vilken autoklav är fylld med alkoholen ifråga, kan antingen göras med hjälp av superkritisk koldioxid eller flytande koldioxid. Ett exempel på hur detta kan genomföras är med superkritisk koldioxid vid t ex från 90 bar till 150 bar och vid från 45°C till 80°C eller med flytande koldioxid vid t ex 50-70 bar och temperatur av 10- °C. Detta steg är mycket enklare och betydligt säkrare än alkoholavdriv- ningssteget som beskrivs i SE 422 045.The evaporation of alcohol carried out in the autoclave, which autoclave is filled with the alcohol in question, can be done either with the aid of supercritical carbon dioxide or liquid carbon dioxide. An example of how this can be done is with supercritical carbon dioxide at eg from 90 bar to 150 bar and at from 45 ° C to 80 ° C or with liquid carbon dioxide at eg 50-70 bar and a temperature of 10- ° C. This step is much simpler and much safer than the alcohol stripping step described in SE 422 045.
Enligt en annan specifik utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar förfarandet för framställning av en silikaaerogelkropp som är porös och innefattar nanopartiklar följande steg: 9 -tillförsel av receptstartkomponenter till en blandare, varvid receptstartkom- ponenterna åtminstone omfattar en silanförening, en alkohol som är vald från gruppen bestående av metanol, etanol och propanol och en katalysator som antingen är ammoniak eller titanlaktat; - blandning i blandaren under temperaturkontroll för bildning av en solgel som genom polymerisation övergår i en våtgel; - fyllning av våtgelen i åtminstone en gjutforrn; - uppehållning av våtgelen i gjutformen; - direkt tillförsel av gjutformen till en autoklav till vilken autoklav antingen superkritisk koldioxid eller flytande koldioxid tillsätts successivt, för att åstadkomma extraktion där avdrivning av alkohol från våtgelen i autoklaven genomförs, för påbörjande bildning av en silikaaerogel; -tömning av autoklaven och vidare bearbetning av silikaaerogelen i en värmningsprocess vid 200°C eller högre för ytterligare avdrivning av alkohol och bildning av ett väsentligen alkoholfritt silikaaerogelmaterial; - uttömningen av det bildade väsentligen alkoholfria silikaaerogelmaterialet från värmningsprocessen och eventuellt ytterligare bearbetning av det bildade väsentligen alkoholfria silikaaerogelmaterialet för formning till önskad form och storlek, varvid tillförsel av ytterligare receptkomponenter eventuellt utförs vid antingen blandningen i blandaren, vid extraktionen eller vid värmnings- processen.According to another specific embodiment of the present invention, the process for producing a silica aerogel body which is porous and comprises nanoparticles comprises the following steps: 9 - supplying recipe starter components to a mixer, the recipe starter components comprising at least one silane compound, an alcohol selected from the group consisting of of methanol, ethanol and propanol and a catalyst which is either ammonia or titanium lactate; mixing in the mixer under temperature control to form a sun gel which, by polymerization, transforms into a wet gel; filling the wet gel into at least one mold; - retention of the wet gel in the mold; direct supply of the mold to an autoclave to which autoclave either supercritical carbon dioxide or liquid carbon dioxide is added successively, to effect extraction where evaporation of alcohol from the wet gel in the autoclave is carried out, for the initial formation of a silica airgel; emptying the autoclave and further processing the silica airgel in a heating process at 200 ° C or higher to further evaporate alcohol and form a substantially alcohol-free silica airgel material; the discharge of the formed substantially non-alcoholic silica aerogel material from the heating process and any further processing of the formed substantially non-alcoholic silica aerogel material for molding to the desired shape and size, wherein addition of additional recipe components is optionally performed at either the mixture in the mixer, during the extraction process or during the heating process.
Ovanstående specifika utföringsform medför att steget med avformnlng av våtgelen inte måste utföras före extraktionssteget i autoklaven. Detta ställer dock givetvis nya krav på gjutformen då denna ska uppehållas i autoklaven. Även i detta fall kan det tänkas att en transporteringsanordning infogas underst i gjutformen, såsom tex en transporteringsanordning i form av ett stödjande plan, t ex ett membran, som är gasgenomsläppligt, för att komma till användning vid ett senare steg under och eventuellt efter extrak- tionen i autoklaven. Avformning av gjutformen görs i detta fail alltså efter extraktionen eller efter värmningsprocessen.The above specific embodiment means that the step of forming the wet gel does not have to be performed before the extraction step in the autoclave. However, this of course places new demands on the mold as it must be kept in the autoclave. Also in this case it is conceivable that a conveying device is inserted at the bottom of the mold, such as for instance a conveying device in the form of a supporting plane, for example a membrane, which is gas permeable, for use at a later stage during and possibly after extraction. tion in the autoclave. Molding of the mold is done in this fail, ie after the extraction or after the heating process.
Såsom beskrivs ovan, för de olika specifika utföringsformerna, så genomförs efterföljande värmningsprocessen vid en temperatur över 200°C.As described above, for the various specific embodiments, the subsequent heating process is carried out at a temperature above 200 ° C.
Den temperatur som väljs beror till stor del på önskat slutmaterial för silika- aerogelkroppen. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning genomförs värmningsprocessen vid 250°C-350°C, vilket är fullgott för de lösningsmedel som är tílltänka enligt föreliggande uppfinning. Detta innebär att värmningsprocessen enligt föreliggande uppfinning är betydligt mindre energikrävande än den som beskrivs i SE 422 045 där ett temperaturintervall av mellan 500°C och 750°C är aktuellt, dvs för att uppnå en liknande effekt.The temperature selected largely depends on the desired final material for the silica airgel body. According to a specific embodiment of the present invention, the heating process is carried out at 250 ° C-350 ° C, which is sufficient for the solvents contemplated by the present invention. This means that the heating process according to the present invention is considerably less energy-intensive than that described in SE 422 045 where a temperature range of between 500 ° C and 750 ° C is relevant, ie to achieve a similar effect.
Det finns även andra tänkbara lösningsmedel som kan användas i allmänhet för att framställa ett silikaaerogelmaterial. Detta är t ex etylaceto- acetat. Detta är dock inte något som är önskvärt eftersom värmningspro- cessen då måste genomföras vid över 400°C för att silikaaerogelmaterialet ska bli klart igen, efter att vid ett par hundra grader varit brunaktigt pga det använda lösningsmedlet. Dessutom medför denna kända process att HF an- vänds som katalysator vid bildning av solgelen, vilket inte heller är önskvärt.There are also other possible solvents that can be used in general to prepare a silica gel material. This is, for example, ethyl acetate-acetate. However, this is not something that is desirable because the heating process must then be carried out at over 400 ° C for the silica aerogel material to be clear again, after being brownish at a couple of hundred degrees due to the solvent used. In addition, this known process means that HF is used as a catalyst in the formation of the sun gel, which is also not desirable.
Det finns dock applikationer enligt föreliggande förfaranden då en förhöjd temperatur är önskvärd i värmningsprocessen. Detta kan t ex vara för att uppnå krympning eller glasning av materialet, vilket innebär en form- förändring av materialet och som kan ge en ökad mekanisk stabilitet. Enligt en specifik utföringsform av föreliggande uppfinning genomförs därför värm- ningsprocessen vid åtminstone 500°C för att åstadkomma krympning av det väsentligen alkoholfria silikaaerogelmaterialet. Krympningen ökar med ökande temperatur och önskas en kraftigare krympning av materialet kan värmningsprocessen således genomföras vid t ex åtminstone 700°C.However, there are applications according to the present methods when an elevated temperature is desirable in the heating process. This can, for example, be to achieve shrinkage or glazing of the material, which means a change in the shape of the material and which can provide increased mechanical stability. According to a specific embodiment of the present invention, therefore, the heating process is carried out at at least 500 ° C to effect shrinkage of the substantially non-alcoholic silica aerogel material. The shrinkage increases with increasing temperature and if a stronger shrinkage of the material is desired, the heating process can thus be carried out at, for example, at least 700 ° C.
Tätning av porerna på ytan kan också genomföras på materialet enligt föreliggande uppfinning. Detta skulle med ett annat ord kunna kallas ytglas- ning eller krympning av endast ytan. Detta kan genomföras med olika typer av teknik, såsom genom “sputtering”, vilket även kallas sputtring eller katod- förstoftning på svenska, av ytan eller genom värmeupphettning av ytan.Sealing of the pores on the surface can also be performed on the material of the present invention. In other words, this could be called glazing or shrinking the surface only. This can be done with different types of technology, such as by “sputtering”, which is also called sputtering or cathode sputtering in Swedish, of the surface or by heat heating the surface.
Vidare är det som anges ovanför slutgiltig avdrivningen av alkohol i samband med den första specifika förfarandeutföringsformen även giltigt för den andra specifika utföringsformen eniigt föreliggande uppfinning.Furthermore, what is stated above is the final evaporation of alcohol in connection with the first specific process embodiment is also valid for the second specific embodiment according to the present invention.
Då det gäller katalysatorer som kan användas enligt föreliggande uppfinning kan detta förfarande köras såväl basiskt som surt. l det sura fallet är tänkbara alternativ HF, HCI och H2SO4, men där HF är den som är minst 'll önskvärd. Det är dock föredraget att använda sig av basiska katalysatorer, såsom ammoniak eller titanlaktat. Ett exempel på en kommersiellt tillgänglig titanlaktatkataiysator som kan användas vid föreliggande förfaranden är vida- re Tyzor®. Olika typer av blandare kan användas vid föreliggande förfaran- den, t ex en Sulzer®-blanciare.In the case of catalysts which can be used according to the present invention, this process can be run both basic and acidic. In the acidic case, possible alternatives are HF, HCl and H2SO4, but where HF is the one that is least desirable. However, it is preferred to use basic catalysts, such as ammonia or titanium lactate. An example of a commercially available titanium lactate catalyst that can be used in the present processes is further Tyzor®. Different types of mixers can be used in the present processes, for example a Sulzer® blancer.
Enligt föreliggande uppfinning är det möjligt att framställa siiikaaero- gelkroppar, såsom t ex paneler eller rörskålsformade kroppar. Enligt en speci- fik utföringsform av föreliggande förfaranden är därför den bildade siiikaaero- gelkroppen panel- eller rörskålsformad. Enligt en annan utföringsform av före- liggande förfaranden så innesluts den bildade siiikaaerogelkroppen slutligen i ett inneslutande material. Detta kan göras fört ex paneler, men även andra former.According to the present invention, it is possible to produce silica gel bodies, such as, for example, panels or tubular bodies. Therefore, according to a specific embodiment of the present methods, the formed silica gel body is panel-shaped or tubular. According to another embodiment of the present method, the formed silica gel body is finally enclosed in an enclosing material. This can be done for eg panels, but also other shapes.
Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning omfattar receptstart- komponenterna åtminstone en silanförening som är tetrametylortosilikat (TMOS), även kallad tetrametoxisilan, eller en blandning av tetrametylorto- silikat (TIVIOS) och tetraetylortosilikat (TEOS), den senare även kallad tetra- etoxisilan. Såsom nämnts ovan utförs eventuellt tillförsel av ytterligare receptkomponenter vid antingen blandningen i blandaren, vid extraktionen eller vid värmningsprocessen. Exempel på sådana möjliga ytterligare recept- komponenter är kolfibrer, stenull, glasull, mineralull, glasfibrer, våglängde- skiftare, järn-, titan- eller tennföreningar, borföreningar och siianföreningar, eller en blandning därav. Flera av dessa beskrivs ovan, men när det gäller olika möjliga metaliföreningar, såsom olika metallsalter, av vilka endast ett antal specificeras ovan, inblandas dessa för att åstadkomma färgning av silikaaerogeimateriaiet enligt föreliggande uppfinning. Utöver dessa finns även andra möjliga inblandningskomponenter eller receptkomponenter.According to an embodiment of the present invention, the prescription starting components comprise at least one silane compound which is tetramethylorthosilicate (TMOS), also called tetramethoxysilane, or a mixture of tetramethylorthosilicate (TIVIOS) and tetraethylorthosilicate (TEOS), the latter also called tetraethoxane. As mentioned above, any additional recipe components are added during either the mixing in the mixer, during the extraction or during the heating process. Examples of such possible additional recipe components are carbon fibers, rock wool, glass wool, mineral wool, glass fibers, wavelength shifters, iron, titanium or tin compounds, boron compounds and cyan compounds, or a mixture thereof. Several of these are described above, but in the case of various possible metal compounds, such as various metal salts, only a number of which are specified above, these are mixed in to effect staining of the silica aerogene material of the present invention. In addition to these, there are also other possible admixture components or prescription components.
Exempel på sådana är t ex dendrimerer. Andra exempel är etylenglykol eller boroxid, vilka skulle kunna blandas in för att bryta en dei bindningar i silika- aerogeimaterialet. Detta skulle t ex kunna göras för att öka elasticiteten av materialet enligt föreliggande uppfinning och som ett exempel skulle sådana komponenter kunna blandas in redan vid blandningssteget i förfarandet.Examples of such are, for example, dendrimers. Other examples are ethylene glycol or boron oxide, which could be mixed in to break any of the bonds in the silica aerogging material. This could be done, for example, to increase the elasticity of the material according to the present invention, and as an example, such components could be mixed in already at the mixing step of the process.
En specifik utföringsform är vidare en panel eller en rörskåisformad kropp som är framställd med ett förfarande enligt föreliggande uppfinning. Två 12 andra möjliga specifika utföringsformer är ett energifönster innefattande en transparent eller translucent panel enligt föreliggande uppfinning samt ett isoleringsmaterial innefattande en opak panel enligt föreliggande uppfinning.A specific embodiment is further a panel or a tubular body formed by a method according to the present invention. Two other possible specific embodiments are an energy window comprising a transparent or translucent panel according to the present invention and an insulating material comprising an opaque panel according to the present invention.
Slutsatser Med föreliggande uppfinning beskrivs en kropp av ett silikaaerogel- material som har utmärkta egenskaper, såsom ett väldigt lågt värmeled- ningstal, dvs är mycket isolerande. Vidare beskrivs olika specifika utförings- former dar kroppen, såsom t ex en panel, enligt föreliggande uppfinning givits olika fördelaktiga egenskaper, såsom hög transparens, ökad mekanisk stabilitet samt ökad hanterings- och transportmöjlighet, varav det senare har gjorts genom att panelen är innesluten i ett inneslutande material.Conclusions The present invention describes a body of a silica aerogel material which has excellent properties, such as a very low thermal conductivity, i.e. is very insulating. Furthermore, various specific embodiments are described in which the body, such as a panel, according to the present invention has been given various advantageous properties, such as high transparency, increased mechanical stability and increased handling and transport possibilities, the latter of which has been done by enclosing the panel in a enclosing material.
Vidare beskrivs med föreliggande uppfinning förfaranden för fram- ställning av ett format silikaaerogelmaterial, såsom t ex en panel, som är såväl förhållandevis energisnåla och säkra ijämförelse med känd teknik.Furthermore, the present invention describes methods for producing a shaped silica gel material, such as, for example, a panel, which are both relatively energy-efficient and safe compared to the prior art.
Claims (24)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950003A SE533051C2 (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Silica aerogel body as transparent panel in energy windows |
PCT/SE2010/050004 WO2010080060A1 (en) | 2009-01-08 | 2010-01-04 | Silica aerogel as transparent panel in energy saving window |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950003A SE533051C2 (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Silica aerogel body as transparent panel in energy windows |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0950003A1 true SE0950003A1 (en) | 2010-06-15 |
SE533051C2 SE533051C2 (en) | 2010-06-15 |
Family
ID=42261279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0950003A SE533051C2 (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Silica aerogel body as transparent panel in energy windows |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE533051C2 (en) |
WO (1) | WO2010080060A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011088093A1 (en) | 2011-12-09 | 2013-06-13 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Door for a household heat treatment device |
GR20150100145A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | Πανεπιστημιο Πατρων | Pathetic cooling of glass panes with hydrophilous translucent materials |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE422045C (en) * | 1979-04-30 | 1985-03-18 | Guy Von Dardel | VIEW TO MAKE SILICA EROGEL IN THE FORM OF A SIGNIFICANT CRACKLESS, PREFERRED TRANSPARENT BLOCK AND USE OF THE SAME IN SOLAR PANELS |
JP2005164132A (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-23 | Dainatsukusu:Kk | Solar heat collector panel |
US20060178496A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Industrial Technology Research Institute | Silica aerogels with high-temperature hydrophobation synthesized by using co-precursor solutions |
WO2007011988A2 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-25 | Aspen Aerogels, Inc. | Aerogel composites with complex geometries |
WO2007146945A2 (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-21 | Aspen Aerogels, Inc. | Aerogel-foam composites |
-
2009
- 2009-01-08 SE SE0950003A patent/SE533051C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-01-04 WO PCT/SE2010/050004 patent/WO2010080060A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010080060A1 (en) | 2010-07-15 |
SE533051C2 (en) | 2010-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101409884B1 (en) | Preparation method of hydrophobic monolith type silica aerogel | |
KR101955307B1 (en) | Preparation method of hydrophobic silica aerogel and hydrophobic silica aerogel produced by the same | |
JP6655776B2 (en) | Silica airgel, heat insulating material and method for producing silica airgel | |
CN104194022B (en) | A kind of biodegradable high-barrier plastic film material and preparation method thereof | |
CN101671029B (en) | Method for preparing SiO2 aerogel in normal pressure drying condition | |
JP6388918B2 (en) | Airgel production method and apparatus | |
Sun et al. | Porous BPPO-based membranes modified by multisilicon copolymer for application in diffusion dialysis | |
CN106629750A (en) | Normal pressure preparation method for transparent silica bulk aerogel | |
JP2016047979A (en) | Adiabatic sheet and method for producing the same | |
KR20160100082A (en) | Preparation method of silica aerogel-containing blanket and silica aerogel-containing blanket prepared by using the same | |
EP3281928A1 (en) | Method for manufacturing low-dust high-insulation aerogel blanket | |
Lin et al. | Characterization of sol-gel ORMOSIL antireflective coatings from phenyltriethoxysilane and tetraethoxysilane: Microstructure control and application | |
KR20190008007A (en) | Method for preparing hydrophobic silica aerogel | |
KR102092770B1 (en) | Method of preparing for silica aerogel and silica aerogel prepared by the same | |
SE0950003A1 (en) | Silica aerogel body as transparent panel in energy windows | |
CN106564858B (en) | A kind of nano silicone frustule granular cell layer array and preparation method thereof | |
KR100823072B1 (en) | A method for preparation of aerogel having high transparency and an aerogel prepared therefrom | |
CN108217632A (en) | The preparation method of graphene aerogel with superhigh specific surface area | |
CN108854873A (en) | A kind of preparation method of high temperature oxidation resisting silicon/aluminium oxide binary aerogel | |
CN103738970A (en) | High transmittance nano-porous aerogel material and preparation method thereof | |
CN107583697A (en) | A kind of glass substrate and polystyrene substrate room temperature Direct Bonding method and glass substrate recovery method | |
CN109320195A (en) | Al2O3-SiO2The preparation method of composite material | |
CN105585923A (en) | Multifunctional composite coating material and preparation method thereof | |
JP7090417B2 (en) | Manufacturing method of silica airgel | |
CN103224332B (en) | A kind of groove structure for glass etching |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |