WO2016123724A1 - Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff - Google Patents

Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff Download PDF

Info

Publication number
WO2016123724A1
WO2016123724A1 PCT/CH2016/000024 CH2016000024W WO2016123724A1 WO 2016123724 A1 WO2016123724 A1 WO 2016123724A1 CH 2016000024 W CH2016000024 W CH 2016000024W WO 2016123724 A1 WO2016123724 A1 WO 2016123724A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gel
sol
acid
airgel
fibers
Prior art date
Application number
PCT/CH2016/000024
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lukas Huber
Ivo MIJUSKOVIC
Original Assignee
Flumroc Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flumroc Ag filed Critical Flumroc Ag
Priority to CN201680008829.3A priority Critical patent/CN107531494B/zh
Priority to CA2975409A priority patent/CA2975409A1/en
Priority to RU2017130923A priority patent/RU2721110C2/ru
Priority to EP16705420.4A priority patent/EP3253712A1/de
Priority to US15/548,944 priority patent/US20180016152A1/en
Publication of WO2016123724A1 publication Critical patent/WO2016123724A1/de

Links

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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aerogelherstellung und ein mittels dieses Verfahrens hergestellten Verbundwerkstoffes aus einem Aerogel und Mineralfasern. Ein auf Silikat-Basis hergestelltes Aerogelmaterial mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von < 18 mW/mK ist erhältlich, indem dieses mit HMDSO in Gegenwart von Salpetersäure hydrophobiert wird.

Description

Verfahren zur Aerogelherstellung und Aerogel- Verbundwerkstoff
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aerogels gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen mittels des Verfahrens erhältlichen
Verbundwerkstoff als Hochleistungsdämmstoff.
Stand der Technik
Aerogele haben eine niedrige Dichte, grosse Porosität mit offenen Poren im Bereich < 50nm und eine grosse innere Oberfläche. Daraus resultiert eine niedrige Wärmeleitfähigkeit.
Entsprechend eignen sich Aerogele auch als Wärmedämmstoffe. Die hohe Porosität führt aber auch zu einer geringen mechanischen Stabilität des Aerogels.
In den letzten Jahren sind deshalb Verbundwerkstoffe aus Fasermaterialien und Aerogelen vorgeschlagen worden. Solche Verbundwerkstoffe können beispielsweise als Dämmstoffe eingesetzt werden. In der WO 93/06044 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmatrixverbundwerkstoffes mit folgenden Verfahrensschritten offenbart:
Herstellung eines Aerogel- Vorläufers
Mischen des Aerogel- Vorläufers mit Fasern,
Altern des die Fasern enthaltenen Aerogel-Vorläufers zur Herstellung eines Gels, Eintauchen des Gels in ein zur superkritischen Trocknung geeignetes Lösungsmittel und
Trocknen des Gels unter superkritischen Bedingungen.
Als Fasern, welche im Aerogel eingebettet sein können, eignen sich u.a. auch Glas- oder Steinwollefasern. Das beschriebene Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass das Gel unter superkritischen Bedingungen getrocknet werden muss, wofür ein Autoklav erforderlich üblicherweise mindestens ein Lösungsmittelwechsel vorgenommen wird. Dies ist ein sehr aufwändiges und zeitraubendes Verfahren. Die Trocknung erfordert einen speziellen apparativen Aufwand (Druckreaktor für das Kritisch-Punkt-Trocknen; z.B. Trocknung CO2 bei >74bar/>30°C). Dementsprechend ist die superkritische Trocknung von Aerogelen nur für kleine Ansätze und im Labormassstab geeignet.
Wegen der Aufwändigkeit der superkritischen Trocknung von Gelen wurde ein Verfahren entwickelt, nach welchem auch eine unterkritische Trocknung des Gels unter 150 °C im
BESTÄTIGUNGSKOPIE Umluftstrom und bei Normaldruck möglich ist. Bei der unterkritischen Trocknung eines Gels sollen die freien Si-OH -Gruppen des entstandenen Gels für eine weitere Kondensation zunächst desaku'viert werden. Dies geschieht z.B. durch Zugabe von Trimethylchlorsilan zum Gel (siehe F. Schwertfeger, D. Frank, M. Schmidt,„Hydrophobie waterglass based aerogels without solvent exchange or supercritical drying" in Journal of Non-Crystalline Solids, 225 (1998), p. 24 - 29). Dabei reagiert das Trimethylchlorsilan unter Abspaltung von HCl mit den OH-Gruppen der Silicatoberffäche des Gels. Durch die Hydrophobierung der Silicat-Oberfläche wird das Wasser aus den Poren des Gels verdrängt. Hexamethyldisiloxan und überschüssiges Trimethylchlorsilan bilden die organische Phase und verbleiben in den Poren des Gels. Die entstehende Salzsäure sättigt zunächst die Wasserphase und entweicht dann bei höheren Konzentrationen in die Gasphase.
Das beschriebene Verfahren hat allerdings den Nachteil, dass es in Verbindung mit Steinwollefasern nicht eingesetzt werden kann, da die freiwerdende Salzsäure die
Steinwollefasern teilweise auflöst. Steinwolle besteht zu min. 52 Gew.-proz. aus
säurelöslichen Anteilen (Metalloxide wie AI2O3, CaO, MgO und FeÄ). Aus diesem Grund werden zur Zeit Glaswolle basierte Aerogele verwendet, welche einerseits in saurem pH genügend stabil sind, andererseits aber nur ungenügende Temperaturfestigkeit im Brandfall aufweisen,
Die WO 94/25149 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines hochporösen Xerogels, in welchem die Oberfläche des Gels mit oberflächenmodifizierenden Verbindungen hydrophobiert wird, um den Kapillardruck in den Poren des Gels vor der Trocknung zu reduzieren, damit das Gel beim abschliessenden Trocknungsschritt nicht kollabiert. Das Verfahren besteht aus einer Abfolge von Alterungs-, Wasch- und Trocknungsschritten. Das beschriebene Verfahren ist sehr aufwändig, weil vor und nach der Hydrophobierung mit Trimethylchlorsilan das Gel mit aprotischen Lösungsmitteln gewaschen werden muss. Nachteilig ist auch die bei der Hydrophobierung frei werdende Salzsäure, welche beispielsweise Steinwollefasern angreifen würde.
Die DE-OS-1 6 48 798 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wässrigen Gels (ohne vorherigen
Lösungsmittelaustausch) und anschliessender Trocknung. Als Silylierungsmittel kommt vorzugsweise Hexamethyldisiloxan (H DSO) zum Einsatz. Dabei kann zusätzlich auch noch eine Base oder Säure als Katalysator der Hydrophobierungsreaktion vorhanden sein. Bevorzugte Säuren sind Salz-, Schwefel-, Phosphor-, Fluss-, Oxal-, Essig- oder Ameisensäure, wobei jedoch Salzsäure bevorzugt ist. Vor der Trocknung kann das silylierte Gel
gegebenenfalls mit einem protischen oder aprotischen Lösungsmittel gewaschen werden. Gemäss Lehre der DE-OS-196 48 798 wird das gebildete Gel vorzugsweise unterkritisch getrocknet. Da gemäss Lehre der DE-OS-196 48 798 auf die Verwendung von organischen Lösungsmitteln vollständig verzichtet wird, können alle für das verwendete
Süylierungsmittel erreichbaren SiOH-Gruppen mit dem Silylierungsmittel reagieren.
Dadurch kann nach der DE-OS-196 48 798 ein sehr hoher Belegungsgrad der inneren
Oberfläche des Hydrogels erreicht werden.
WO 2013/053951 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Xerogels mit einer
Wärmeleitfähigkeit zwischen 5 and 25 mW/mK, bei welchem in einem ersten
Verfahrensschritt ein Sol in einen Reaktor gegossen wird, in dem vorgängig ein fasriges Verstärkungsmaterial angeordnet wurde. Das Sol wird anschliessend geliert, gealtert und hydrophobiert. Sodann wird das hydrophobierte Alcogel zuerst bei Temperaturen bis 80 °C vorgetrocknet und dann unter subkritischen Bedingungen und Temperaturen > 100 °C und vorzugsweise zwischen 120 °C und 140 °C fertig getrocknet, bis der Alkoholrestgehalt < 3% ist Dabei können alle Verfahrensschritte, bis auf den letztgenannten Verfahrensschritt, im gleichen Reaktor durchgeführt werden. Von Bedeutung dabei ist, dass die Innenwände lOeinen Abstand von 70 mm oder weniger voneinander haben. Werden grössere
Wandabstände gewählt, dann weisen die hergestellten, faservertärkten Xerogele eine Wärmeleitfähgkeit > 25 mW/ Km auf.
Das im zweiten Verfahrensschritt gebildete Alcogel hat einen Alkoholgehalt zwischen 15 Gew.% und 90 Gew.% relativ zum Gewicht des ursprünglichen Sols. Die Hydrophobierung mit vorzugsweise HMDSO (Hexamethyldisiloxan) geschieht in Gegenwart von Salzsäure bei einem pH-Wert zwischen 1 und 3. Als Alternative für die Verwendung von Salzsäure wird Ameisensäure vorgesehlagen,
US Patent r. 5,746,992 bezieht sich auf die Herstellung eines Silizium-Aerogels. Beim I ierstellungsprozess wird der Alkohol aus dem Alkogel unter subkritischen Bedingungen entfernt Gemäss einem Ausführungsbeispiel findet die Hydrolyse von Tetraethoxysilan in zwei Stufen statt: hl einer ersten Stufe werden das Tetraethoxysilan, Methanol, etwas Wasser und Salpetersäure in einem Glasbehälter miteinander vermischt, der Glasbehälter verschlossen und während 24 Stunden bei 60 "C gehalten. Während dieser Zeit hydrolysiert das Tetraethoxysilan unter sauren Bedingungen teilweise. Danach wird das Gemisch durch Zugabe einer wässrig/ alkoholischen Ammoniaklösung basisch gestellt und nochmals während 24 Stunden bei 60 °C gehalten, um eine sekundäre Hydrolyse unter basischen Bedingungen zu erreichen. Unter diesen Bedingungen wir ein klares Kieselsäuregel erhalten, das nach der Trocknung in einem Ofen eine interne Parükelporosität von 74 Prozent hatte. Gemäss der US 5,746,992 ist keine Hydrophobierung des Gels vorgesehen.
Die WO 2015/014813 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials, das demjenigen der WO 2013/053951 ähnlich ist. Wie in der WO 2013/053951 bereits beschrieben wird zuerst in einem alkoholischen Milieu ein Alkogel hergestellt, das man mit einem säurekatalytisch aktivierbaren Hydrophobierungsmittel, vorliegend HMDSO, reagieren lässt. Das Neue gegenüber der WO 2012/ 053951 ist, dass das
I Iydrophobierungsmittel HMDSO bereits im ersten Verfahrensschritt dem Siliziumoxid-Sol zugegeben wird. Der Volumenanteil des Hydrophobierungsmittels im Sol beträgt dabei 3 bis 80%. Dieses wird erst nach Bildung des Gels, das optional auch gealtert sein kann, durch Freisetzung oder Zugabe mindestens eines mit dem Hydrophobierungsmittel
zusammenwirkenden Hydrophobierungskatalysators aktiviert.
Die WO 2015/ 014813 beschreibt ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines Granulats, das dadurch gekennzeichnet sind, dass das gebildete und gealterte Gel mechanisch zerkleinert, dann in einen geschlossenen Druckbehälter transferiert und mittels HCl in Gegenwart von HMDSO hydrophobiert, und anschliessend auf einem Förderband bei 50 °C zuerst vorgetrocknet und danach bei 150 °C fertig getrocknet wird.
In einem weiteren Beispiel wird eine Aerogel-Dämmstoffplatte hergestellt, indem eine alkoholische Lösung mit einem Polyethoxydisiloxan Sol mit 22% Si02 Gehalt und HMDSO mit einem mit 10% HCl dotierten Slow-Release Agens versetzt wird. Nach Zugabe einer Ammoniaklösung wird das durchmischte Sol in eine Passform gegeben, die zuvor mit einer Polyestervlies-Fasermatte ausgelegt wurde. Nach einer 5-stündigen Alterung wird die
Gelplatte aus der Passform gehoben und in einem geschlossenen Gefäss während 24h bei 65 "C gelagert und hydrophobiert. Bei dieser Temperatur tritt HCl aus der Mikroverkapselung aus und aktiviert das anwesende HMDSO. Das Gefäss wird dann geöffnet und die Gelplatte zunächst bei 50 °C und dann bei 130 °C getrocknet.
Auf abe der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aerogelherstellung vorzuschlagen, das möglichst kostengünstig durchführbar ist. Daneben soll das Verfahren die möglichst umweltfreundliche Herstellung eines Aerogelmaterials im industriellen Massstab erlauben. Das Aerogelmaterial (ohne Fasermatrix) soll eine Porosität von > 80%, vorzugsweise > 90% und besonders bevorzugt >92%, und eine Dichte < 0,2 g/ ml und vorzugsweise 0,15 g/ml und besonders bevorzugt < 0.12 g/ ml aufweisen. Noch ein Ziel ist es, dass bei der Herstellung auf eine überkritische Trocknung des Aerogelmaterials verzichtet werden kann. Ein weiteres Ziel ist es, ein Aerogel- Verbundwerkstoff
bereitzustellen, welcher auch säureempfindliche Fasern, wie beispielsweise Steinwollefasem, enthalten kann. Ziel ist es, einen Faser- Aerogel- Verbundwerkstoff mit einer
Wärmeleitfähigkeit λ < 20 mW/mK und vorzugsweise < 18 mW/mK zur Verfügung zu stellen, der in einem industriellen Massstab hergestellt werden kann.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aerogels, bei welchem zuerst ein silikatisches Sol hergestellt, indem eine Organosilanverbindung, z.B. Tetraethoxysilan (TTEOS), unter sauren oder basischen Bedingungen hydrolisiert wird, anschliessend ein Gel erzeugt wird, indem eine Base zum Sol gegeben wird, und das entstandene Gel sodann gealtert wird. Nach dem Altern erfolgt die Hydrophobierung des Gels mit einem
Silylierungsmittel in Gegenwart einer Säure als Katalysator, und danach das Trocknen des Gels vorzugsweise durch unterkritisches Trocknen. Für die Herstellung des Aero- resp. Xerogels können im Wesentlichen die gleichen Verfahren und Parameter verwendet werden, wie sie in der WO 2013/053951 oder der WO 2015/014813 beschrieben sind.
Im Rahmen der vorliegende Erfindung soll unter Aerogele hochporöse Festkörper, insbesondere solche auf Silikatbasis, unabhängig von der Trocknungsmethode verstanden werden In diesem Sinne wird vorliegend unter dem Begriff„Aerogel" ein hochporöses Material mit Luft als Dispersionsmittel verstanden.
Erfind ungsgernäss wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst, indem als Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan und als Säure
Salpetersäure (HN03) eingesetzt wird. Das erfmdungsgemässe Verfahren hat den grossen und überraschenden Vorteil, dass die Hydrophobierung in Gegenwart von Salpetersäure hochporöse, stabile Aerogele erzeugt mit hervorragend tiefen Wärmeleitfähigkeiten.
Insbesondere können mit dem erfindungsgemässen Verfahren Aerogele mit einer Porosität <90% und vorzugsweise >92% und einer Wärmeleitfähigkeit < 18 mW/mK in industriellen Massstab hergestellt werden. Vorteilhaft wird das silikatische Sol durch Hydrolyse von Alkoxysilanen oder Hydroxyalkoxysilanen, vorzugsweise aus Tetrae thoxy sil an (TEOS) oder Tr im e thy Ich ! o r si 1 an, hergestellt. Die Verwendung von TEOS hat den Vorteil, dass dieses in Alkohol, z.B. EtOH, lösbar ist. Entsprechend kann die Herstellung des Sols in Alkohol, einem alkoholischen oder einem alkoholhaltigen Lösungsmittel emisch durchgeführt werden, was für den Prozess von Vorteil ist, da weniger Wasser in den Poren des später gebildeten Gels vorliegt. Unter einem alkoholischen Lösungsmittelgemisch soll ein Gemisch verstanden werden, in dem Alkohol der Hauptbestandteil ist und vorzugsweise einen Volumenanteil von >90 Vol-% und besonders bevorzugt >95 Vol-% aufweist. Demgegenüber soll unter einem
alkoholhaltigen Lösungsmittelgemisch ein solches verstanden werden, in dem der prozentuale Volumenanteil des oder der Alkohole < 50 Vol-% und vorzugsweise < 40 Vol-% ist.
Vorteilhaft erfolgt die Herstellung des Sols vorzugsweise in einem sauren Milieu durch Hydrolyse von Tetraethoxysiian (TEOS), das in einem Lösungsmittel, vorzugsweise EtOH, vorgelegt wird. Für die Hydrolyse wird vorzugsweise Salzsäure oder Ameisensäure verwendetGemäss einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird ein
vorhydrolysiertes Sol eingesetzt. Dadurch lässt sich der Prozess der Gelherstellung wesentlich verkürzen. Vorhydrolisierte Sole sind stabil und lagerfähig, und sind
kommerziell erhältlich. Vorzugsweise werden vorhydrolysierte Sole eingesetzt, die in einer Menge zwischen 5% und 30 % (m/ m) S1O2 und vorzugsweise zwischen 10% und 25% (m/ m) SiOii Alkohol, vorzugsweise EtOH, vorliegen.
Vorteilhaft wird der pH bei der Hydrophobierung auf einen Wert zwischen 1 und 7, vorzugsweise zwischen 2 und 5 eingestellt. Im sauren Bereich bei ca. pH 2 reagiert HMDSO rasch mit den noch freien Si-OH-Gruppen. Vorteilhaft wird der pH bei der Hydrophobierung auf einen Wert zwischen 0,2 und 5, vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 und besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 2 eingestellt. Der pH-Wert wird dabei in der wässerigen Phase gemessen. Überraschenderweise ist ein solcher pH-Wert verträglich mit Steinwollefasern, wenn Salpetersäure als
Hydrophobierungskatalystor eingesetzt wird. Zweckmässigerweise erfolgt die Gelierung in einem Temperaturintervall zwischen 30°C und 80°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 75°C, und besonders bevorzugt zwischen 60nC und 70°C. Zur Gelierung des Sols wird dem Gemisch eine Base, z.B. Ammoniak, zugegeben, die als wässerige Ammoniaklösung vorliegt.
Vorteilhaft wird die Hydrolyse, Gelierung und die Hydrophobierung in einem im
Wesentlichen alkoholischen Lösungsmittel, vorzugsweise EtOH, durchgeführt, wobei zweckmässigerweise der Wasseranteil kleiner als 20 Vol.%, vorzugsweise kleiner als 10 Vol.% und besonders bevorzugt kleiner 5 Vol.% ist. Es wurde festgestellt, dass ein geringer Wasseranteil einen positiven Einfluss auf die Qualität des hergestellten Aerogels hat.
Für die Herstellung eines Faser- Verbundwerkstoffes können vor und/ oder während der Gelherstellung Fasern zugesetzt werden. Vorzugsweise werden die Fasern vor der eigentlichen Gelierung (Kondensation) zugegeben, d.h. die Fasern und das Sol werden vorzugsweise zwischen den Schritten a) und b) miteinander gemischt. Besonders vorteilhaft werden als Mineralfasern Steinwollefasern eingesetzt. Diese haben den grossen Vorteil, dass sie praktisch nicht brennbar sind.
Durch Optimierung der einzelnen Verfahrensschritte ist es überraschenderweise möglich, die Hydrophobierung ohne vorherigen Lösungsmittelaustausch durchzuführen. Dies hat den grossen Vorteil, dass einerseits das Verfahren rascher abläuft und andererseits geringere Lösungsmittelmengen verbraucht werden.
Grundsätzlich denkbar ist, das Silylierungsmitiel bereits bei Verfahrensschritt a) zuzugeben. Dies ist dann möglich, wenn ein beispielsweise im Alkalischen stabiles Silylierun smi ttel eingesetzt wird und die Solherstellung und Gelierung im Alkalischen erfolgt. Ein geeignetes, im Alkalischen stabiles Silylierungsmitiel ist beispielsweise HMDSO.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Aerogel, insbesondere Xerogel,
erhältlich durch
a) Herstellen eines Sols,
b) Erzeugen und gegebenenfalls Altern des Gels
c) Hydrophobieren des Gels mit einem Silylierungsmittel in Gegenwart einer
Säure als Katalysator, und
d) Trocknen des Gels
dadurch gekennzeichnet, dass
e) dass als Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan und als Säure Salpetersäure (HN03) eingesetzt wird.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Gels wurden bereits bei der Diskussion des
Herstellverfahrens erläutert. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Aerogel-Faser- Verbundwerkstoff erhältlich dadurch, dass das gemäss dem beschriebenen Verfahren hergestellte Sol mit Mineralfasern, insbesondere Steinwollefasern, gemischt wird. Der Aerogel-Faser-Verbundwerkstoff hat eine Porosität von > 90% und eine Wärmeleitf ähigkeit < 18 mW/ m . Überraschenderweise werden die Mineralfasern während der Herstellung nicht merklich angelöst. Insbesondere konnte aufgrund der bekannten Säureempfindlichkeit der Steinwollefasern nicht erwartet werden, dass die Hydrophobierung unter sauren
Bedingungen erfolgreich durchgeführt werden kann. Obwohl grundsätzlich auch Glaswollefasern für die Herstellung des Verbundwerkstoffes eingesetzt werden können, werden vorzugsweise Steinwollefasern verwendet.
Steinwollefasern haben gegenüber Glaswollefasern den Vorteil, dass deren
Feuerbeständigkeil wesentlich besser ist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist im Weiteren ein Verbundwerkstoff in Gestalt einer Dämmplatte, die aus dem erfindungsgemässen Aerogel und Mineralfasern besteht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der nachfolgenden Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert.
Herstellung eines Aerogeis
Es werden 122 L Ethanol (abs. und denaturiert mit 2% Methylethylketon ({MEK) vorgelegt und dann 47 L TEOS (98%) zugegeben. Das Gemisch wird sodann auf ca. 50 °C aufgeheizt. Danach wird 14 L Oxalsäurelösung (2,44g = 0.0193 mol) unter Rühren zugegeben. Für die Hydrolyse wird die Lösung bei 50 °C während ca. 24 h gerührt. Danach lässt man die
Mischung auf 45 <C abkühlen und gibt 36.5 ml NI I40I I-Lösung (28 - 30%ig) in 8 L Wasser (= 0.07 M) zu. Danach lässt man die Mischung während ca. 24 h stehen (ohne Rühren). In dieser Zeit bildet sich das Gel aus. Danach wird das Gel gegebenenfalls ein- oder zweimal mit Heptan dynamisch gewaschen und danach hydrophobiert werden (siehe unten). Die anschliessende Hydrophobierung geschieht ebenfalls dynamisch, indem das
Silylierungsmittel im Kreislauf geführt wird (ca. 15 h bei ca. 60 °C). Sobald die
Hydrophobierung abgeschlossen ist, wird das Lösungsmittel-/ Hydrophobierungsmittel- Gemisch abgelassen, aufgearbeitet und später in einem nächsten Herstellungsprozess wieder verwendet. Hydrophobierung eines Lyogels mit Trimethysilylchlorid:
Umsetzung des Lyogels unter sauren Bedingungen, welche zur Zersetzung von Steinwolle führt: 1.6g Lyogel (aus 7% SiC Tetraethylorthosilikat mit Steinwolle) wurden mit 10ml Trimethylsilylclilorid zusammengegeben. Steinwolle zerfällt über Nacht zu einer gelblichen, faserigen und mechanisch instabilen Substanz. So hergestellte Verbundwerkstoffe sind hydrophob, hoch porös und schwimmen auf Wasser.
Hydrophobierungsversuche mit HMDSO mit diversen organischen und anorganischen Säuren als Katalysatoren
Als Hydrophobierungskatalysatoren wurden verschiedene organische und anorganische Säuren, wie z.B. Schwefelsäure (H2S04), Salzsäure (HCl), Phosphorsäure (H3P04),
Oxalsäure, Ameisensäure und Essigsäure, eingesetzt. Bei all diesen Versuchen hatte der erhaltene Aerogel-Steinwollfaser- erbundwerkstoff eine„glasige" (transparente) Ansicht und mehrere bis viele Risse. Bei einigen Proben wurde auch eine deutliche Schrumpfung nach dem Trocknen festgestellt. Die gemessenen Wärmeleitfähigkeiten bewegten sich durchwegs oberhalb von 20 mW/ m und waren daher im Lichte der Anforderungen an einen Hochleistungsdämmstoff unbefriedigend.
Nach den auf einer Vielzahl von Versuchen basierenden Erfahrungen der Erfinder haben Proben (Steinwollfasermatrix und Aerogel), die sich glasig ansehen und/ oder beim
Trocknen eine Schrumpfung untergehen, deutlich höhere Wärmeleitfähigkeiten als solche, die eher„translucent" oder„milchig" aussehen, praktisch keine Risse aufweisen und beim Trocknen nicht schrumpfen. Proben mit Leitfähigkswerten zwischen 16 und 18 mW/mK haben einen Blaustich und praktisch keine Risse.
Die Wärmeleitfähigkeit wurde gemäss der Norm EN 12667 (Standard hot plate method) bei 20 oC und Normaldruck bestimmt.
Herstellung des Aerogel-Faserverbundwerkstoffs
55 L eines vorhydrolysietten So s (zu 75% vorhydrolisiert; 20% (m/m) SiC Gehalt) in ErOH (abs.) wird mit etwas mehr als der doppelten Menge Ethanol (130 L) versetzt und unter Rühren homogenisiert. Gleichzeitig wird das Gemisch auf ungefähr 45 °C auf eheizt. Sobald sich die Temperatur eingestellt hat und das Gemisch homogenisiert ist, wird eine wässerige NHsOH-Lösung (ca. 6 L; 0,55 M) zum Sol gegeben, kurz homogenisiert und danach in einen mit einem Temperaturfühler ausgestatteten Behälter transferiert, in welchem eine Fasermatrix bereits eingebracht ist. Danach wird der Inhalt des Behälters auf ca. 65 "C erwärmt, und die Mischung zum Altern stehen gelassen. Die Alterung des Gels erfolgt zwischen 24 und 120 h, vorzugsweise zwischen 48 und 96 Stunden und besonders bevorzugt während ungefähr 72 Stunden. Nach der Gelierung wird das Gel im gleichen Behälter durch Zugabe eines Überschusses HMDSO (vorliegend von ca. 270 L einer 20 bis 98% (m/m) HMDSO - Lösung) und ca. 5 L einer im Wesentlichen alkoholischen HN03-Lösung (ca. 4 bis 7% m/m) während 24 h bei 75 oC dynamisch, d.h. durch Umwälzen der flüssigen Phase, hydrophobiert.
Nach dem Abkühlen wird die teilweise verbrauchte Hydrophobierlösung in einen
Mixer/ Settier transferiert, und der hergestellte Aerogel-Faser- Verbundwerkstoff in einem Umluftofen während 2 bis 5 h bei ca. 150 oC getrocknet.
Im Mixer/SetÜer wird der teilweise verbrauchten Hydrophobierangslösung Wasser zugesetzt (ca. 10% des vorhandenen Volumens der Hydrophobierlösung) und das Gemisch während 10 bis 30 Minuten intensiv gerührt. Danach lässt man das Gemisch über Nacht stehen, wobei sich eine wässerige Phase am Boden absetzt. Die wässerige Phase wird abgetrennt und entsorgt. Die alkoholische Hydrophobierlösung kann sodann,
gegebenenfalls nachdem sie mit HMDSO aufkonzentriert wurde, in einem nächsten Batch wieder eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aerogelherstellung und ein mittels dieses Verfahrens hergestellten Verbundwerkstoffes aus einem Aerogei und Mineralfasern. Ein auf Silikat-Basis hergestelltes Aerogelmaterial mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von < 18 mW/mK ist erhältlich, indem dieses mit HMDSO in Gegenwart von Salpetersäure hydrophobiert wird.

Claims

Patentartsprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Aerogels mittels folgender Verfahrensschritte:
a) Herstellen eines silikatischen Sols
b) Erzeugen und gegebenenfalls Altern des Gels
c) Hydrophobieren des Gels mit einem Silylierungsmittel in Gegenwart einer Säure als Katalysator, und
d) Trocknen des Gels durch unterkritisches Trocknen
dadurch gekennzeichnet,
e) dass als Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan und als Säure Salpetersäure (HNO3) eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das silikatische Sol durch Hydrolyse von Alkoxysilanen oder Hydroxyalkoxysilanen, vorzugsweise aus
Tetraethoxysilaii (TEOS) oder Trimethylchlorsilan, hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Sols in Alkohol, vorzugsweise Ethanol, oder einem alkoholhaltigen
Lösungsmittelgemisch durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) ein vorhydrolysiertes Sol eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pH bei der Hydrophobierung auf einen Wert zwischen 0,2 und 6, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 und besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 3 eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sol durch Hydrolyse von Tetraethoxysilan (TEOS) mit einem Massenanteil zwischen 5 und 30 Gewichtsprozenten S1O2 und vorzugsweise mit einem Massenanteil zwischen 10 und 25 Gewichtsprozenten S1O2 hergestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gelierung in einem Temperaturintervall zwischen 30°C und 80°C, vorzugsweise zwischen 50°C und 75°C, und besonders bevorzugt zwischen 60°C und 70°C erfol t.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Verfahrensschritte a) bis c) in ein und demselben Reaktor durchgeführt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten a) und b) das Sol mit Mineralfasern gemischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Mineralfasern
Stei n wol 1 e fasern eingesetzt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrophobierung ohne vorherigen Lösungsmittelaustausch, d.h. in situ, durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Silylierungsmittel bereits bei Verfahrensschritt a) zugegeben wird.
13. Aerogel erhältlich durch
a) Herstellen eines Sols,
b) Erzeugen und gegebenenf alls Altern des Gels
c) Hydrophobieren des Gels mit einem Silylierungsmittel in Gegenwart einer Säure als Katalysator, und
d) Trocknen des Gels
dadurch gekennzeichnet, dass
e) dass als Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan und als Säure Salpetersäure (HN03) eingesetzt wird.
14. Aerogel erhältlich nach Anspruch 14 und einem der Ansprüche 2 bis 10.
15. Verbundwerkstoff aus einem Aerogel und Mineralfasern erhältlich durch
a) Herstellen eines Sols,
b) Mischen des Sols mit Mineralwollefasem zur Herstellung einer Sol- Mineralfasermischung,
c) Erzeugen und gegebenenfalls Altern des Gels
d) Hydrophobieren des Gels mit einem Silylierungsmittel in Gegenwart einer Säure als Katalysator, und
e) Trocknen des Gels
dadurch gekennzeichnet, dass
f) dass als Hydrophobierungsmittel Hexamethyldisiloxan und als Säure Salpetersäure (HN03) eingesetzt wird.
16. Verbundwerkstoff erhältlich nach Anspruch 15 und einem der Ansprüche 2 bis 12.
17. Verbundwerkstoff nach Anspruch 15 oder 6 in Gestalt einer Dämmplatte.
18. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mineralwollefasern Steinwollfasern sind.
19. Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 15 bis 18 mit einer Wärmeleitfähigkeit von < 20 mW/ mK und vorzugsweise < 18 mW/mK.
PCT/CH2016/000024 2015-02-04 2016-02-04 Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff WO2016123724A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680008829.3A CN107531494B (zh) 2015-02-04 2016-02-04 制备气凝胶的方法和气凝胶-复合材料
CA2975409A CA2975409A1 (en) 2015-02-04 2016-02-04 Method for aerogel production and an aerogel composite material
RU2017130923A RU2721110C2 (ru) 2015-02-04 2016-02-04 Способ получения аэрогелей и композиционный материал на основе аэрогеля
EP16705420.4A EP3253712A1 (de) 2015-02-04 2016-02-04 Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff
US15/548,944 US20180016152A1 (en) 2015-02-04 2016-02-04 Method for aerogel production and aerogel composite material

Applications Claiming Priority (2)

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.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016123724A1 true WO2016123724A1 (de) 2016-08-11

Family

ID=53723958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2016/000024 WO2016123724A1 (de) 2015-02-04 2016-02-04 Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180016152A1 (de)
EP (1) EP3253712A1 (de)
CN (1) CN107531494B (de)
CA (1) CA2975409A1 (de)
CH (1) CH710694B1 (de)
RU (1) RU2721110C2 (de)
WO (1) WO2016123724A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3284721A4 (de) * 2016-03-08 2018-05-09 LG Chem, Ltd. Verfahren zur herstellung einer aerogeldecke und damit hergestellte aerogeldecke
CN108473321A (zh) * 2016-09-23 2018-08-31 株式会社Lg化学 用于超高温的二氧化硅气凝胶毡、其制造方法和其构建方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993006044A1 (en) 1991-09-18 1993-04-01 Battelle Memorial Institute Aerogel matrix composites
WO1994025149A1 (en) 1993-04-28 1994-11-10 University Of New Mexico Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification
US5746992A (en) 1993-12-23 1998-05-05 Ppg Industries, Inc. Silica aerogel produced under subcritical conditions
DE19648798A1 (de) 1996-11-26 1998-06-04 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wäßrigen Gels (ohne vorherigen Lösungsmitteltausch) und anschließender Trocknung
WO2012053951A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Device and method for transmit power control
WO2013053951A1 (en) 2011-10-14 2013-04-18 Enersens Process for manufacturing xerogels
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

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19648797A1 (de) * 1996-11-26 1998-05-28 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten, dauerhaft hydrophoben Aerogelen
US6696258B1 (en) * 1998-01-20 2004-02-24 Drexel University Mesoporous materials and methods of making the same
BR0115523A (pt) * 2000-12-22 2003-09-16 Aspen Aerogels Inc Compósito
KR100868989B1 (ko) * 2007-05-23 2008-11-17 엠파워(주) 초소수성 실리카 에어로겔 분말의 제조방법
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

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993006044A1 (en) 1991-09-18 1993-04-01 Battelle Memorial Institute Aerogel matrix composites
WO1994025149A1 (en) 1993-04-28 1994-11-10 University Of New Mexico Preparation of high porosity xerogels by chemical surface modification
US5746992A (en) 1993-12-23 1998-05-05 Ppg Industries, Inc. Silica aerogel produced under subcritical conditions
DE19648798A1 (de) 1996-11-26 1998-06-04 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wäßrigen Gels (ohne vorherigen Lösungsmitteltausch) und anschließender Trocknung
WO2012053951A1 (en) 2010-10-21 2012-04-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Device and method for transmit power control
WO2013053951A1 (en) 2011-10-14 2013-04-18 Enersens Process for manufacturing xerogels
EP2832690A1 (de) * 2013-08-02 2015-02-04 EMPA Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Verfahren zur Herstellung eines Aerogelmaterials
WO2015014813A1 (de) 2013-08-02 2015-02-05 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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
F. SCHWERTFEGER; D. FRANK; M. SCHMIDT: "Hydrophobic waterglass based aerogels without solvent exchange or supercritical drying", JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS, vol. 225, 1998, pages 24 - 29

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3284721A4 (de) * 2016-03-08 2018-05-09 LG Chem, Ltd. Verfahren zur herstellung einer aerogeldecke und damit hergestellte aerogeldecke
US11274044B2 (en) 2016-03-08 2022-03-15 Lg Chem, Ltd. Method for producing aerogel blanket and aerogel blanket produced thereby
CN108473321A (zh) * 2016-09-23 2018-08-31 株式会社Lg化学 用于超高温的二氧化硅气凝胶毡、其制造方法和其构建方法
EP3375757A4 (de) * 2016-09-23 2018-12-12 LG Chem, Ltd. Silicaaerogeldecke für ultrahohe temperatur, herstellungsverfahren dafür und installationsverfahren dafür
US10829380B2 (en) 2016-09-23 2020-11-10 Lg Chem, Ltd. Silica aerogel blanket for ultra-high temperature, method for producing same, and method for constructing same
CN108473321B (zh) * 2016-09-23 2021-11-19 株式会社Lg化学 用于超高温的二氧化硅气凝胶毡、其制造方法和其构建方法

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 (de) 2019-07-17
CH710694A1 (de) 2016-08-15
US20180016152A1 (en) 2018-01-18
CA2975409A1 (en) 2016-08-11
RU2721110C2 (ru) 2020-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016123724A1 (de) Verfahren zur aerogelherstellung und aerogel- verbundwerkstoff
DE19648798C2 (de) Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen durch Oberflächenmodifikation des wäßrigen Gels (ohne vorherigen Lösungsmitteltausch) und anschließender Trocknung
EP0859739B1 (de) Verfahren zur herstellung von organisch modifizierten aerogelen unter verwendung von alkoholen
EP0805781B1 (de) Verfahren zur herstellung von modifizierten aerogelen
EP0778815B1 (de) Verfahren zur herstellung von faserverstärkten xerogelen, sowie ihre verwendung
EP0859740B1 (de) Verfahren zur herstellung von organisch modifizierten aerogelen, bei dem die gebildeten salze ausgefällt werden
DE69732758T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Aerogels
EP0778814B1 (de) Aerogelverbundstoffe, verfahren zu ihrer herstellung sowie ihre verwendung
EP0810975A2 (de) Verfahren zur herstellung hydrophiler oder teilweise hydrophiler, anorganischer aerogele
EP0861207B1 (de) Verfahren zur herstellung von organisch modifizierten aerogelen unter verwendung von alkoholen, bei dem die gebildeten salze ausgefällt werden
EP0789667B1 (de) Verfahren zur herstellung von aerogelen
DE19648797A1 (de) Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten, dauerhaft hydrophoben Aerogelen
CH712479A1 (de) Anlage und Verfahren zur Herstellung eines Aerogel-Verbundwerkstoffs und Aerogel-Verbundwerkstoff.
WO2019170264A1 (de) Verfahren zur herstellung eines aerogelmaterials
DE19752456A1 (de) Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen auf Basis von Siliciumtetrachlorid
WO1997048642A1 (de) Verfahren zur herstellung von organisch modifizierten aerogelen
DE19631267C1 (de) Verfahren zur Herstellung von organisch modifizierten Aerogelen
DE19801004A1 (de) Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen kugelförmigen Lyogelen in wasserunlöslichen Silylierungsmitteln
EP0984828B1 (de) Verfahren zur herstellung von im wesentlichen kugelförmigen lyogelen sowie aerogelen
EP4201882A1 (de) Monolithischer silica-formkörper und dessen herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16705420

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2975409

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15548944

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016705420

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017130923

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A