[发明专利]金属氧化物粉末及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型的金属氧化物粉末及其制造方法。具体而言，涉及比表面积、孔容及吸油量大，为球状颗粒，绝热性优异，作为绝热材料、各种填充剂、添加剂等有用的金属氧化物粉末。

背景技术

在金属氧化物粉末中，比表面积、孔容大的金属氧化物粉末具有绝热性优异的特征。尤其是，边抑制由干燥产生的收缩(干燥收缩)边进行凝胶体所含液体的干燥而得到的物质被称为气凝胶，适合作为各种绝热用的材料使用。

气凝胶为具有高孔隙率的材料，具有优异的绝热性。其中，所谓的气凝胶是指具有多孔结构、带有作为分散介质的气体的固体材料，特别是指孔隙率60%以上的固体材料。需要说明的是，孔隙率是指用体积百分率表示表观体积中含有的气体量的值。固体传导(热振动的传播)、对流及辐射分别对物体内部的热传导有贡献，对于孔隙率大的材料而言通常对流的贡献最大。与之相对，气凝胶中孔径极小、为10～100nm左右，因此孔隙中气体的移动被大幅地限制，显著阻碍了由对流产生的热传导。因此气凝胶具有优异的绝热性。

例如作为二氧化硅气凝胶的制法，已知有如下方法：将烷氧基硅烷作为原料来使用，将使该烷氧基硅烷的水解产物缩聚而得到的凝胶状化合物在分散介质的超临界条件下干燥(专利文献1)。或者，还已知有如下方法：通过将硅酸碱金属盐作为原料来使用，使该硅酸碱金属盐与阳离子交换树脂接触或将无机酸添加到该硅酸碱金属盐中，从而制成溶胶，在使该溶胶发生凝胶化之后，将该凝胶在分散介质的超临界条件下干燥(专利文献2和3)。

在上述公知的制造方法中，通过将凝胶中的分散介质在超临界条件下干燥去除，从而抑制干燥收缩且将分散介质置换为气体，由此可制造具有高孔隙率的气凝胶。然而，对于通过上述超临界条件进行干燥的气凝胶，实现超临界状态所花费的成本极高，因此实际用途限于与这种高成本相符的特殊的物质。因此，提出了以成本降低为目的的常压干燥法(专利文献4)。

气凝胶有各种用途，具有作为真空绝热材料用的芯材使用的用途、作为绝热涂料用的添加剂使用的用途。在这样的用途中，气凝胶颗粒的形状是重要的。例如作为真空绝热材料的芯材使用时，由于对流对热传导没有贡献，因此为了进一步提高绝热性，重要的是降低固体传导的贡献(固体导热)。通过使用球状的颗粒，可减小颗粒彼此接触的区域(接触点)的面积，因此可降低介由颗粒的接触的导热。因此，通过将球状的气凝胶颗粒作为真空绝热材料的芯材使用，可进一步提高真空绝热材料的绝热性。此外，作为涂料用的添加剂使用时，通过制成球状，可提高填充率。

作为球状气凝胶的制法，提出了下述方法：使用混合喷嘴将酸和硅酸碱金属盐混合之后，进行喷雾，维持液滴的状态下使其凝胶化(专利文献5)。

然而，球状颗粒的气凝胶由于流动性良好，因此体积密度有变高的倾向。体积密度和固体导热一般而言具有正相关性，因此期待通过降低体积密度，可进一步降低固体导热。所以，例如在将球状颗粒的气凝胶作为真空绝热材料用的芯材使用的情况等中，特别期待体积密度的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:美国专利第4402927号说明书

专利文献2:日本特开平10-236817号公报

专利文献3:日本特开平06-040714号公报

专利文献4:日本特开平07-257918号公报

专利文献5:日本特表2002-500557号

发明内容

发明要解决的问题

因此本发明以提供绝热性优异且降低了体积密度的球状金属氧化物粉末及其制造方法为课题。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述的问题，进行了反复深入研究，结果构想在球形气凝胶颗粒的内部设置一个或多个中空部。本发明人等进行了进一步研究，结果发现通过形成以金属氧化物溶胶为W相的O/W/O型乳液，使该溶胶发生凝胶化，从而得到如上所述的中空的气凝胶颗粒，以致完成本发明。

本发明的第一方式为一种金属氧化物粉末，其特征在于，其以球状的独立颗粒为主要成分，通过BET法得到的比表面积为400m²/g以上且1000m²/g以下，通过BJH法得到的孔容为2mL/g以上且8mL/g以下，吸油量为250mL/100g以上。