气凝胶复合体及其制造方法、带有气凝胶复合体的支撑构件以及绝热材技术

本发明专利技术涉及气凝胶复合体及其制造方法、带有气凝胶复合体的支撑构件以及绝热材。本发明专利技术的气凝胶复合体的制造方法具备如下工序：调制液态组合物的工序，所述液态组合物含有二氧化硅粒子、以及选自由分子内具有水解性官能团的硅化合物和该硅化合物的水解产物组成的组中的至少一种；由所述液态组合物调制溶胶的工序；以及将由所述溶胶生成的湿润凝胶干燥的工序。序。序。

Aerogel gel complex and its manufacturing method, support member with aerogel gel complex and thermal insulation material

【技术实现步骤摘要】
气凝胶复合体及其制造方法、带有气凝胶复合体的支撑构件以及绝热材
[0001]本申请是申请号201580051494.9(国际申请号为PCT/JP2015/077060)、申请日为2015年9月25日、专利技术名称“气凝胶复合体、带有气凝胶复合体的支撑构件以及绝热材”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及气凝胶复合体、带有气凝胶复合体的支撑构件以及绝热材。

技术介绍

[0003]作为热导率小且具有绝热性的材料，已知有二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶作为具有优异的功能性(绝热性等)、特异的光学特性、特异的电气特性等的功能材料是有用的，例如，被用于利用了二氧化硅气凝胶的超低介电常数特性的电子基板材料、利用了二氧化硅气凝胶的高绝热性的绝热材料、利用了二氧化硅气凝胶的超低折射率的光反射材料等。
[0004]作为制造这样的二氧化硅气凝胶的方法，已知将由烷氧基硅烷水解并聚合而得到的凝胶状化合物(醇凝胶)在分散介质的超临界条件下干燥的超临界干燥法(例如，参照专利文献1)。超临界干燥法是如下方法：将醇凝胶和分散介质(干燥所使用的溶剂)导入高压容器中，对分散介质施加大于或等于其临界点的温度和压力使其成为超临界流体，从而除去醇凝胶中所含的溶剂。但是，超临界干燥法需要高压工艺，因此需要对能够耐受超临界的特殊装置等进行设备投资，而且需要大量劳力和时间。
[0005]因此，提出了使用不需要高压工艺的通用方法对醇凝胶进行干燥的方法。作为这样的方法，例如已知如下方法：将单烷基三烷氧基硅烷与四烷氧基硅烷以特定比率并用作为凝胶原料，从而使所得到的醇凝胶的强度提高，在常压下进行干燥(例如，参照专利文献2)。然而，在采用这样的常压干燥的情况下，由于醇凝胶内部的毛细管力所引起的应力，从而有凝胶收缩的倾向。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:美国专利第4402927号
[0009]专利文献2:日本特开2011
‑
93744号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的课题
[0011]这样，虽然针对以往的制造工艺所存在的问题从各种观点出发进行了研究，但无论采用上述哪一种工艺，所得到的气凝胶操作性都差，难以大型化，因此在生产率方面存在课题。例如，通过上述工艺得到的块状的气凝胶，有时仅仅在用手触碰而想要拿起时就会破损。可推测这是因为，气凝胶的密度低，并且气凝胶具有10nm左右的微粒仅脆弱地连结而成
的细孔结构。
[0012]作为改善以往的气凝胶所具有的这样的问题的方法，可考虑通过将凝胶的细孔径增大至微米级程度而对凝胶赋予柔软性的方法。然而，那样操作所得到的气凝胶存在热导率大幅增大这样的问题，会失去气凝胶的优异绝热性。
[0013]本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的是提供绝热性和柔软性优异的气凝胶复合体。此外，本专利技术还提供担载这样的气凝胶复合体而成的带有气凝胶复合体的支撑构件、以及绝热材。
[0014]用于解决课题的方法
[0015]本专利技术人为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，如果是将二氧化硅粒子与气凝胶复合化而成的气凝胶复合体，则能够表现优异的绝热性和柔软性。
[0016]本专利技术提供含有气凝胶成分和二氧化硅粒子的气凝胶复合体。本专利技术的气凝胶复合体不同于通过以往技术获得的气凝胶，是绝热性和柔软性优异的气凝胶复合体。
[0017]气凝胶复合体可以具有：由气凝胶成分和二氧化硅粒子形成的三维网眼骨架、以及细孔。由此，易于进一步提高绝热性和柔软性。
[0018]此外，本专利技术还提供含有二氧化硅粒子作为构成三维网眼骨架的成分的气凝胶复合体。这样操作所得到的气凝胶复合体的绝热性和柔软性优异。
[0019]此外，本专利技术还提供一种气凝胶复合体，其是将由溶胶生成的湿润凝胶干燥而成的，该溶胶含有二氧化硅粒子、以及选自由分子内具有水解性官能团的硅化合物和该硅化合物的水解产物组成的组中的至少一种。这样操作所得到的气凝胶复合体的绝热性和柔软性优异。
[0020]需要说明的是，上述气凝胶复合体也可以是将由溶胶生成的湿润凝胶干燥而成的，该溶胶含有二氧化硅粒子、以及选自由分子内具有水解性官能团的硅化合物和该硅化合物的水解产物组成的组中的至少一种。
[0021]本专利技术中，上述溶胶可以进一步含有选自由分子内具有反应性基团的聚硅氧烷化合物和聚硅氧烷化合物的水解产物组成的组中的至少一种。由此，能够实现更加优异的绝热性和柔软性。
[0022]此外，二氧化硅粒子的平均一次粒径可设为1～500nm。由此，易于进一步提高绝热性和柔软性。
[0023]此时，二氧化硅粒子的形状可设为球状。此外，二氧化硅粒子可设为非晶质二氧化硅粒子，进一步该非晶质二氧化硅粒子可设为选自由熔融二氧化硅粒子、气相二氧化硅粒子和胶体二氧化硅粒子组成的组中的至少一种。由此，能够实现更加优异的绝热性和柔软性。
[0024]需要说明的是，上述干燥可以在小于干燥所使用的溶剂的临界点的温度和大气压下进行。由此，更加容易得到绝热性和柔软性优异的气凝胶复合体。
[0025]本专利技术进一步提供一种带有气凝胶复合体的支撑构件，其具备上述气凝胶复合体以及担载气凝胶复合体的支撑构件。根据本专利技术，由于上述气凝胶复合体具有优异的绝热性和柔软性，因此能够表现优异的绝热性和对于以往的气凝胶而言难以实现的优异的弯曲性。
[0026]本专利技术进一步提供具备上述气凝胶复合体的绝热材。就本专利技术所涉及的绝热材而
言，由于上述气凝胶复合体具有优异的绝热性和柔软性，因此能够表现优异的绝热性和对于以往的绝热材而言难以实现的优异的弯曲性。
[0027]专利技术效果
[0028]根据本专利技术，能够提供绝热性和柔软性优异的气凝胶复合体。即，能够提供表现优异的绝热性，并且操作性提高，还能够实现大型化，能够提高生产率的气凝胶复合体。这样绝热性和柔软性优异的气凝胶复合体具有可应用于各种用途的可能性。根据本专利技术，还可提供担载这样的气凝胶复合体而成的带有气凝胶复合体的支撑构件、以及绝热材。在此，本专利技术的重要的一点在于，与以往的气凝胶相比，容易进行绝热性和柔软性的控制。这是为了获得柔软性而需要牺牲绝热性、或为了获得绝热性而需要牺牲柔软性的以往的气凝胶所无法实现的。需要说明的是，上述“绝热性和柔软性优异”并不一定是指表示二者特性的数值都高，包括例如“在将绝热性保持得良好的同时柔软性优异”的情况、“在将柔软性保持得良好的同时绝热性优异”的情况等。
附图说明
[0029]图1为示意性表示本专利技术的一个实施方式所涉及的气凝胶复合体的微细结构的图。
[0030]图2为表示粒子的二轴平均一次粒径的算出方法的图。
[0031]图3为将实施例15中得到的带有气凝胶复合体的箔状支撑构件中的气凝胶复合体的表面分别以(a)1万倍、(b)5万倍、(c)20万倍、以及(d)35万倍观察所得到的SEM图像。
[0032]图4为将实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶复合体的制造方法，其具备如下工序：调制液态组合物的工序，所述液态组合物含有二氧化硅粒子、以及选自由分子内具有水解性官能团的硅化合物和该硅化合物的水解产物组成的组中的至少一种；由所述液态组合物调制溶胶的工序；以及将由所述溶胶生成的湿润凝胶干燥的工序。2.根据权利要求1所述的制造方法，所述液态组合物进一步含有选自由分子内具有反应性基团的聚硅氧烷化合物和该聚硅氧烷化合物的水解产物组成的组中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，所述二氧化硅粒子的平均一次粒径为1～500nm。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：小竹智彦，宫武正人，村井曜，
申请(专利权)人：昭和电工材料株式会社，
类型：发明
国别省市：