[发明专利]通过重复利用超临界废液生产二氧化硅气凝胶毡的方法

说明书

本发明涉及一种生产二氧化硅气凝胶毡的方法，通过该方法回收并且重复利用在超临界干燥工艺之后产生的超临界废液。根据本发明，在不投入额外的设备投资或能量的情况下，可以通过简单调节超临界干燥工艺的条件降低其中含有的铵离子(NH₄⁺)的含量来重复利用在超临界干燥工艺之后回收的超临界废液。因此，可以在降低其生产成本并且防止二氧化硅气凝胶毡的隔热性能劣化的同时生产二氧化硅气凝胶毡。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0154144的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种通过重复利用超临界废液生产二氧化硅气凝胶毡的方法。

背景技术

气凝胶是由纳米粒子构成的高度多孔材料，并且具有高孔隙率、比表面积和低热导率，从而作为高效的隔热材料、隔音材料等引起关注。然而，由于气凝胶因其多孔结构而具有非常低的机械强度，因此，正在开发其中气凝胶通过浸渍纤维毡而与纤维毡结合的气凝胶复合材料。例如，通过二氧化硅溶胶制备-胶凝-老化-表面改性-干燥的步骤制备使用二氧化硅气凝胶的含有二氧化硅气凝胶的毡。具体地，在常规技术中，在老化步骤中使用少量的NH₄OH，并且使用六甲基二硅氮烷(HMDS)作为表面改性剂。此时，当HMDS分解成三甲基硅醇(TMS)或三甲基乙氧基硅醇(TMES)时，产生NH₃。一部分NH₃在超临界干燥过程中与二氧化碳反应并且形成碳酸铵盐，并且其一部分保留在回收的乙醇中。

同时，由于气凝胶毡的生产成本高，因此，当与常规隔热材料相比时，尽管气凝胶毡具有优异的隔热性能，但是其在市场上并未广泛使用。由于昂贵的原料、复杂的生产工艺以及对其生产工艺过程中产生的大量废液的处理成本，因此，气凝胶毡的产品价格相对高于其它隔热材料的产品价格。

通过在上述价格上涨因素中改变原料或改变生产工艺来降低成本的方法会直接影响产品的质量，从而不适合应用。降低成本的最简单方法是重复利用在生产工艺过程中产生的废液。

然而，重复利用废液会引起以下问题：第一，由于残留的NH₄⁺，气凝胶毡的物理性能会劣化(热导率增加)；第二，难以控制前体溶液的胶凝时间；第三，通过与超临界干燥中使用的二氧化碳反应形成的碳酸铵盐会阻塞超临界干燥设备的管道。

为了解决这些问题，有采用蒸馏、离子交换树脂或中和滴定的方法。然而，这些方法需要投入额外的设备投资和能量。因此，本发明提出一种能够在不投入额外的设备投资和能量的情况下重复利用超临界废液的方法。

[现有技术文献]

(专利文献1)CN 205145937 U

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供一种生产二氧化硅气凝胶毡的方法，该方法能够通过重复利用在超临界干燥工艺之后产生的超临界废液来降低生产成本并且防止二氧化硅气凝胶毡的隔热性能劣化。

具体地，本发明意在通过简单调节用于超临界干燥工艺的条件而不是投入额外的设备投资和能量，通过降低在超临界干燥工艺之后回收的超临界废液中含有的铵离子(NH₄⁺)的含量，来在生产下一批二氧化硅气凝胶毡时重复利用超临界废液。

技术方案