【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包括蒸汽干燥步驟的制備二氧化硅氣凝膠氈的方法。
技術介紹
1、氣凝膠是由納米顆粒組成的高度多孔材料，并且具有高孔隙率、大的比表面積和低的導熱率，因此被認為是高效絕熱材料、隔音材料等的優選選擇。然而，這種氣凝膠由于其多孔結構而具有非常低的機械強度的事實促成了正在開發氣凝膠復合材料的工作，其中氣凝膠通過浸漬結合到由典型絕熱纖維(例如有機或無機纖維)形成的纖維氈。
2、例如，使用二氧化硅氣凝膠的含二氧化硅氣凝膠的氈通過二氧化硅溶膠制備-凝膠化-老化-表面改性-干燥的工序制備。在這種情況下，當包括老化和表面改性步驟時，需要大量的溶劑，并且制備后產生的大量廢液需要單獨的處理成本。
3、此外，制備氣凝膠的典型方法具有挑戰性的問題，例如復雜的總體工藝步驟，長的工藝時間和涉及大規模生產的商業化的高生產成本，這歸因于額外的設備和用于老化和表面改性的較大空間，使得盡管與典型的絕熱材料相比具有出色的絕熱性能，但商業化具有挑戰性。
4、對于氣凝膠氈，通常主要使用常壓熱空氣干燥(熱空氣干燥)，但是熱空氣干燥從外部到內部順序地加熱干燥樣品，使得高揮發性有機溶劑在低揮發性水之前蒸發。因此，在凝膠的孔中水的量增加的情況下進行干燥，這經常由于收縮等而導致破壞孔結構的毛細管現象。具有孔結構失效的氣凝膠氈具有絕熱性能相對降低的問題。當在沒有用具有低表面張力的有機溶劑取代的情況下立即進行干燥時，這可能是進一步麻煩的。
5、此外，熱空氣干燥花費相對長的時間將干燥樣品的溫度升高至最佳干燥溫度，并因此在低于最佳干
6、已經提出超臨界干燥作為克服熱空氣干燥的低干燥效率和降低的絕熱性能的方法。超臨界干燥是這樣的干燥方法，其中將超臨界流體例如超臨界co2加入到高壓反應器中，并在濕凝膠氈中用乙醇取代，并萃取取代的乙醇。然而，問題是超臨界干燥需要單獨的干燥設備用于超臨界萃取，導致非常高的初始投資成本。此外，超臨界干燥必須經歷壓縮-萃取-減壓的過程，并且這是耗時的。特別地，超臨界干燥中的萃取步驟基于以下原理工作：不處于超臨界狀態的液體流體在初始階段稀釋和除去溶劑，其中溶劑以比超臨界流體更大的比例存在，并且因此，隨著溶劑的更大比例，萃取花費顯著更長的時間。此外，干燥在超臨界萃取器中進行，因此連續干燥過程是不適用的，而僅允許間歇過程。因此，當從干燥工藝單獨應用超臨界干燥時，幾乎不能實現氣凝膠氈的商業化/大規模生產。
7、[相關現有技術文獻]
8、[專利文件]
9、(專利文件1)韓國專利公開號2001-0033498(2001年4月25日公開)。
技術實現思路
1、技術問題
2、本專利技術的一個方面提供了一種通過在短時間內有效干燥來制備具有優異絕熱性能的二氧化硅氣凝膠氈的方法。
3、技術方案
4、根據本專利技術的一個方面，提供了.一種制備二氧化硅氣凝膠氈的方法，所述方法包括以下步驟：
5、1)制備含有二氧化硅前體組合物的二氧化硅溶膠；
6、2)用所述二氧化硅溶膠浸漬氈基材；
7、3)在所述氈基材浸漬有所述二氧化硅溶膠的狀態下，使所述二氧化硅溶膠進行凝膠化以制備二氧化硅濕凝膠氈；
8、4)表面改性所述二氧化硅濕凝膠氈；以及
9、5)將經表面改性的二氧化硅濕凝膠氈置于蒸汽干燥器中，并供應蒸汽以干燥所述氈，
10、其中所述蒸汽干燥器內部的溫度大于70℃。
11、(2)本專利技術提供根據上述(1)的方法，其中在步驟5)中，以0.1至25kg/h的流速供應所述蒸汽。
12、(3)本專利技術提供根據上述(1)或(2)的方法，其中所述蒸汽干燥器內部的溫度為80至250℃。
13、(4)本專利技術提供根據上述(1)至(3)中任一項的方法，其中在步驟5)中，供應蒸汽30分鐘至2小時。
14、(5)本專利技術提供根據上述(1)至(4)中任一項的方法，其中所述氈基材是膜、片、網、纖維、多孔體、泡沫、無紡體或其中兩層或更多層的層壓體。
15、(6)本專利技術提供根據上述(1)至(5)中任一項的方法，其中所述二氧化硅前體組合物包含水玻璃。
16、(7)本專利技術提供根據上述(6)的方法，其中使用至少一種選自由乙酸、草酸、硝酸、硫酸和氫氟酸組成的組的酸催化劑進行所述凝膠化。
17、(8)本專利技術提供根據上述(6)或(7)的方法，其中所述表面改性包括將所述二氧化硅濕凝膠氈浸入含有乙酸和酸催化劑的酸混合物水溶液中，并用烷基二硅氧烷類化合物對所述氈進行表面改性。
18、(9)本專利技術提供根據上述(1)至(8)中任一項的方法，其中所述二氧化硅前體組合物是含硅的醇鹽類化合物、醇和酸性水溶液的混合物。
19、(10)本專利技術提供根據上述(9)的方法，其中所述含硅的醇鹽類化合物選自由正硅酸四甲酯(tmos)、正硅酸四乙酯(teos)、正硅酸甲基三乙酯、正硅酸二甲基二乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四異丙酯、正硅酸四丁酯、正硅酸四仲丁酯、正硅酸四叔丁酯、正硅酸四己酯、正硅酸四環己基酯和正硅酸四十二烷基酯組成的組的至少一種。
20、有益效果
21、根據本專利技術，可以通過在短時間內有效干燥而制備具有高絕熱性能的二氧化硅氣凝膠氈。
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1.一種制備二氧化硅氣凝膠氈的方法，所述方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其中在步驟5)中，以0.1kg/h至25kg/h的流速供應所述蒸汽。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述蒸汽干燥器內部的溫度為80至250℃。
4.如權利要求1所述的方法，其中在步驟5)中，供應蒸汽30分鐘至2小時。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述氈基材是膜、片、網、纖維、多孔體、泡沫、無紡體或其中兩層或更多層的層壓體。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅前體組合物包含水玻璃。
7.如權利要求6所述的方法，其中使用選自由乙酸、草酸、硝酸、硫酸和氫氟酸組成的組中的至少一種酸催化劑進行所述凝膠化。
8.如權利要求6所述的方法，其中所述表面改性包括將所述二氧化硅濕凝膠氈浸入含有乙酸和酸催化劑的酸混合物水溶液中，并用烷基二硅氧烷類化合物對所述氈進行表面改性。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅前體組合物是含硅的醇鹽類化合物、醇和酸性水溶液的混合物。
10.如權利要求9
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種制備二氧化硅氣凝膠氈的方法，所述方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其中在步驟5)中，以0.1kg/h至25kg/h的流速供應所述蒸汽。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述蒸汽干燥器內部的溫度為80至250℃。
4.如權利要求1所述的方法，其中在步驟5)中，供應蒸汽30分鐘至2小時。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述氈基材是膜、片、網、纖維、多孔體、泡沫、無紡體或其中兩層或更多層的層壓體。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述二氧化硅前體組合物包含水玻璃。
7.如權利要求6所述的方法，其中使用選自由乙酸、草酸、硝酸、硫酸和氫氟酸組成的組中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳明垠，樸祥佑，金美利，李揆連，吳景實，
申請(專利權)人：株式會社LG化學，
類型：發明
國別省市：
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