二氧化硅气凝胶毡的制备方法和由此制备的二氧化硅气凝胶毡技术

本发明专利技术涉及一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法和由此制备的二氧化硅气凝胶毡，所述制备方法包括：回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液；通过向其中添加酸来中和回收的超临界废液用于再循环；以及重复利用再循环的超临界废液。

Preparation method of silica aerogel felt and silica aerogel felt prepared therefrom

The invention relates to a preparation method of silica aerogel felt and the silica aerogel felt prepared therefrom. The preparation method comprises the following steps: recovering supercritical waste liquid generated after supercritical drying process; neutralizing the recovered supercritical waste liquid by recycling the acid added thereto, and recycling the supercritical waste liquid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化硅气凝胶毡的制备方法和由此制备的二氧化硅气凝胶毡
[相关申请的交叉引用]本申请要求于2017年05月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0059587的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。[
]本专利技术涉及一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法和由此制备的二氧化硅气凝胶毡，一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法和由此制备的二氧化硅气凝胶毡，在所述制备方法中，在制备二氧化硅气凝胶毡时产生的超临界废液被再循环和重复利用。
技术介绍
近来，随着工业技术变得更加先进，对具有优异的绝热性能的气凝胶的兴趣增加。至今开发的气凝胶包括：有机气凝胶如间苯二酚-甲醛或三聚氰胺-甲醛气凝胶粒子；以及含有如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛的金属氧化物的无机气凝胶，或者碳气凝胶。在这些气凝胶中，由于二氧化硅气凝胶是高度多孔的材料并且具有高的孔隙率和比表面积以及低的热导率，因此，预期应用于诸如绝热材料、催化剂、吸音材料和半导体电路的层间绝缘材料的多种领域中。尽管由于复杂的制备工艺和低的机械强度，二氧化硅气凝胶的商业化速率非常低，但是由于不断的研究，正在开发早期应用项目，并且包括绝热材料在内的应用项目的市场在迅速扩张。二氧化硅气凝胶由于其多孔结构而具有低的机械强度。由于这一原因，通过与诸如玻璃纤维、陶瓷纤维或聚合物纤维的基材结合，二氧化硅气凝胶通常被制成诸如气凝胶毡或气凝胶片的产品。例如，在使用二氧化硅气凝胶的二氧化硅气凝胶毡的情况下，二氧化硅气凝胶毡通过二氧化硅溶胶的制备步骤、胶凝步骤、老化步骤、表面改性步骤和超临界干燥步骤制备。上述二氧化硅气凝胶毡在制备过程中使用过量的有机溶剂，因此，有机溶剂占二氧化硅气凝胶毡的生产成本的较高比例。此外，使用的有机溶剂即废液的处理成本非常高。因此，为了降低二氧化硅气凝胶毡的生产成本，需要一种减少所使用的有机溶剂的量或者重复利用废液以减少所产生的废液的量的方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法，该制备方法通过使在进行所述二氧化硅气凝胶毡的制备方法中的超临界干燥步骤之后产生的超临界废液再循环然后重复利用，能够降低生产成本。另外，本专利技术的另一方面提供一种二氧化硅气凝胶毡，该二氧化硅气凝胶毡可以实现具有与仅用首次使用的溶剂制备的二氧化硅气凝胶毡相同或相似的外观和物理性能。技术方案为了解决这些问题，本专利技术提供一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法，该制备方法包括：回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液；通过向其中添加酸来中和回收的超临界废液以再循环；以及重复利用再循环的超临界废液。另外，本专利技术提供一种通过所述二氧化硅气凝胶毡的制备方法制备的二氧化硅气凝胶毡。有益效果根据本专利技术的二氧化硅气凝胶毡的制备方法能够通过使在制备二氧化硅气凝胶毡时产生的超临界废液再循环来降低生产成本，从而减少首次使用的溶剂的量。此外，根据本专利技术的二氧化硅气凝胶毡的制备方法不仅能够重复利用超临界废液，而且能够重复利用老化废液和表面改性废液，从而不仅减少首次使用的溶剂的量，而且减少表面改性剂的量，由此进一步降低生产成本。此外，即使重复利用在制备二氧化硅气凝胶毡时产生的废液，根据本专利技术的二氧化硅气凝胶毡也可以实现具有与仅用首次使用的溶剂制备的二氧化硅气凝胶毡相同或相似的外观和物理性能。具体实施方式下文中，将更详细地描述本专利技术以便更清楚地理解本专利技术。应当理解的是，在本说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应理解为在常用的字典中所定义的含义。还应当理解的是，这些词语或术语应当基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地说明本专利技术的原则，理解为具有与它们在相关领域的背景中和本专利技术的技术思想中的含义一致的含义。本专利技术的二氧化硅气凝胶毡的制备方法能够通过回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液然后对其进行中和以便再循环和重复利用，从而减少首次使用的溶剂的量来降低生产成本，由此降低二氧化硅气凝胶毡的生产成本。另外，即使重复利用在二氧化硅气凝胶毡的制备过程中产生的废液，根据本专利技术的二氧化硅气凝胶毡也可以实现具有与仅用首次使用的溶剂制备的二氧化硅气凝胶毡相同或相似的外观和物理性能。具体地，根据本专利技术的一个实施方案的二氧化硅气凝胶毡的制备方法包括：回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液(步骤1)；通过向其中添加酸来中和回收的超临界废液以再循环(步骤2)；以及重复利用再循环的超临界废液(步骤3)。下文中，将详细描述各个步骤。在根据本专利技术的一个实施方案的二氧化硅气凝胶毡的制备方法中，步骤1)是回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液的步骤。超临界废液可以是在进行二氧化硅气凝胶的常规制备方法之后产生的废液。所述二氧化硅气凝胶毡的制备方法可以是二氧化硅气凝胶毡的常规制备方法，并且可以包括：制备二氧化硅溶胶(步骤1-1)；通过将用于毡的基材浸渍在所述二氧化硅溶胶中并添加碱以进行胶凝来制备湿凝胶-基材复合材料(步骤1-2)；对所述湿凝胶-基材复合材料进行老化(步骤1-3)；对老化后的湿凝胶-基材复合材料进行表面改性(步骤1-4)；以及对表面改性后的湿凝胶-基材复合材料进行超临界干燥以制备二氧化硅气凝胶毡(步骤1-5)。在步骤1-1中，二氧化硅溶胶可以通过混合二氧化硅前体、水和极性有机溶剂来制备。当制备二氧化硅溶胶时，可以选择性地使用酸催化剂如盐酸。二氧化硅前体可以是含有硅的醇盐类化合物，更具体地是四烷基硅酸酯。四烷基硅酸酯可以是选自四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、甲基三乙基原硅酸酯、二甲基二乙基原硅酸酯、原硅酸四丙酯、原硅酸四异丙酯、原硅酸四丁酯、原硅酸四仲丁酯、原硅酸四叔丁酯、原硅酸四己酯、原硅酸四环己酯和原硅酸四(十二烷基)酯中的一种或多种。其中，优选地，四烷基硅酸酯是选自原硅酸四甲酯(TMOS)和原硅酸四乙酯(TEOS)中的一种或多种。二氧化硅前体通过水和极性有机溶剂水解，结果，可以生成二氧化硅(SiO2)。同时，作为二氧化硅前体，可以使用上面描述的化合物的预水解产物。在这种预水解产物的情况下，可以使用直接制备的或市售的物质。当直接制备时，例如，可以使用通过混合TEOS与醇然后向其中添加酸性水溶液而水解的预水解产物。另外，在二氧化硅溶胶的制备中使用的极性有机溶剂可以是醇类溶剂。具体地，醇类溶剂可以是一元醇，如甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇；或多元醇，如甘油、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇和山梨糖醇。当考虑与水和气凝胶的可混合性时，优选使用一元醇类溶剂作为极性有机溶剂。在步骤1-2中，所述用于毡的基材可以是薄膜、片材、网、纤维、多孔体、泡沫、非织造体或它们的两层以上的层压体。此外，根据用于毡的基材的用途，可以在其表面上形成表面粗糙度或图案化。更具体地，所述用于毡的基材可以是通过包括空间或空隙而能够进一步改善绝热性能的纤维，气凝胶通过上述空间或空隙可以容易地进入到用于毡的基材中。此外，优选地，所述用于毡的基材优选具有低的热导率。具体地，所述用于毡的基材可以包括，但是不特别局限于选自聚酰胺、聚苯并咪唑、芳香聚酰胺、丙烯酸树脂、酚树脂、聚酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯或它们的共聚物等)、纤维素、碳、棉、羊毛、麻、非织造织物、玻璃纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法，包括：回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液；通过向其中添加酸来中和回收的超临界废液以再循环；以及重复利用再循环的超临界废液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.05.12 KR 10-2017-00595871.一种二氧化硅气凝胶毡的制备方法，包括：回收在进行超临界干燥步骤之后产生的超临界废液；通过向其中添加酸来中和回收的超临界废液以再循环；以及重复利用再循环的超临界废液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，基于100重量份的所述回收的超临界废液，所述酸以0.2重量份至1.5重量份的量添加。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述酸是乙酸或盐酸。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述酸在包含水和极性有机溶剂的酸性溶液的状态下添加。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述再循环的超临界废液的pH为2至小于7.5。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述再循环的超临界废液在二氧化硅溶胶的制备步骤中重复利用。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，基于在二氧化硅溶胶的制备步骤中...

【专利技术属性】
技术研发人员：金美利，李悌均，吴景实，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR