JPH04198238A - 疎水性エアロゲルの製造方法 - Google Patents
疎水性エアロゲルの製造方法Info
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- JPH04198238A JPH04198238A JP2327243A JP32724390A JPH04198238A JP H04198238 A JPH04198238 A JP H04198238A JP 2327243 A JP2327243 A JP 2327243A JP 32724390 A JP32724390 A JP 32724390A JP H04198238 A JPH04198238 A JP H04198238A
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ロゲルを製造する方法に関する。
キシシラン(シリコンアルコキシド、アルキルシリケー
トなどとも称される)を加水分解、縮重合して得られる
ゲル状化合物を超臨界状態で乾燥する方法がある(米国
特許第443’2956号、同第4610863号など
)。
水分等を吸着して、光透過性が低下したり、多孔質材料
としての機能(たとえば、断熱性)の低下を招いたりす
るものとなっていた。
<<、経時的な劣化の少ない、光透過性を有する多孔体
を得ることができる疎水性エアロゲルの製造方法を提供
することを課題とする。
I) S i R’n (OR”)a−n
・・・(I)〔式中、R1およびR2は、互いに、独立
に炭素数1〜5のアルキル基またはフェニル基を表す。
のR1,2個以上のR2は、それぞれ、互いに同じであ
ってもよく、異なっていてもよい。
得られたゲル化物を表面処理剤によって疎水化処理した
ものを超臨界乾燥させて疎水性エアロゲルを得る疎水性
エアロゲルの製造方法を提供する。
、光透過性を有する多孔体である。ここで疎水性とは、
たとえば撥水性と同義であり、水分吸着などが起こらず
、このため、水分による性能劣化がないのである。エア
ロゲル(エーロゲル)は、一般には、湿潤アルコゲルな
ど乾燥前の溶剤を含んだ状態でのゲル体から溶剤などを
除去して得られる多孔質な材料を指し、超臨界抽出によ
り溶媒を除去して得られる乾燥多孔質ゲルも含まれる。
I)で表されるものであり、より具体的には、下記一般
式(II) 〔式中、R” 、R’およびR’は、互いに、独立に炭
素数1〜5のアルキル基またはフェニル基を表す。2個
のR%は互いに同じであってもよく、異なっていてもよ
い。〕 で表される2官能アルコキシシラン、 下記一般式(II[) R’ S i (OR’)s ・・
・(IIt)〔式中、R−およびR“は、互いに、独立
に炭素数1〜5のアルキル基またはフェニル基を表す。
もよい。〕 で表される3官能アルコキシシラン、 下記一般式(IV) S i (OR”)4 ・・・
(rV)〔式中、R1は、炭素数1〜5のアルキル基ま
たはフェニル基を表す。4個のR@は互いに同じであっ
てもよく、異なっていてもよい。〕で表される4官能ア
ルコキシシラン、 を指し、これらのうちの少なくとも1種を加水分解し、
縮重合することによってゲル体(たとえば湿潤アルコゲ
ル)が得られる。
び(IV)でそれぞれ表される2官能、3官能および4
官能の各アルコキシシランとしては、特に限定されない
。それらの具体例を挙げると、2官能アルコキシシラン
としては、たとえば、ジメチルジメトキシシラン、ジメ
チルジェトキシシラン、ジフェニルジェトキシシラン、
ジフェニルジメトキシシラン、メチルフエニルジエトキ
シシラン、メチルフエニルジメトキシシラン、ジエチル
ジメトキシシラン、ジエチルジェトキシシラン等が用い
られる。3官能アルコキシシランとしては、たとえば、
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン
、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキ
シシラン等が用いられる。4官能アルコキシシランとし
ては、たとえば、テトラエトキシシラン、テトラメトキ
シシラン等が用いられる。
、縮重合を行うためには、同アルコキシシランを含む反
応系にあらかじめ触媒を添加しておくことが好ましい。
ば、酸触媒、塩基触媒等が挙げられる。具体的に述べる
と、酸触媒としては、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸、フ
ン化アンモニウム等が用いられ、塩基触媒としては、ア
ンモニア、ピペリジン等が用いられるが、それらに限定
されるものではない。
、たとえば、ヘキ号メチルジシラザン、トリメチルクロ
ロシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジクロ
ロシラン、ジエチルジェトキシシラン、メチルトリクロ
ロシランなどのシラン化合物等が挙げられる。このよう
なシラン化合物は、シリカ粒子表面のシラノール基と容
易に反応し、結合する官能基(たとえば、−C1、−0
R1−NH−など)および炭素数が1〜5のアルキル基
を有するものであれば、上記に限定されるものではない
。
、ベンゼン、エタノール、メタノール等が挙げられるが
、前記表面処理剤が容易に溶解し、得られた湿潤ゲルと
溶媒置換が可能なものであれば上記に限定されるもので
はない。
溶媒、たとえば、アルコールとの置換が容易なものの方
が好ましい。
、シリカ粒子表面のシラノール基数に対し当量以上加え
ることが好ましい。たとえば、重量比で(シリカ)/(
表面処理剤)=0.5〜lO程度の範囲で行われる。前
記溶媒の使用量としては、特に限定されない。
れ、特に限定されないが、たとえば、二酸化炭素、エタ
ノール、メタノール、水、ジクロロジフルオロメタン等
の単独系または2種以上の混合系を挙げることができる
。
れるわけではないが、たとえば、以下のようにして行わ
れる。
記触媒を混合したものを加え、混合し、アルコキシシラ
ンを加水分解し、縮重合させる。
タノール、エタノール、イソプロパツール、ブタノール
等でよく、特に限定されない。
化する。
いわゆる熟成を行う。なお、この際、必要に応しては、
熟成工程を省いてもよい。アルコールを添加した場合に
は、湿潤アルコゲルが得られる。
水化処理する。この疎水化処理のための表面処理反応は
、たとえば、表面処理剤を分散させた溶媒とゲル化物に
含まれるアルコールを置換し、加熱して行われる。反応
後、たとえば、再びアルコールで溶媒の置換を行ってか
ら、超臨界乾燥を行う。
たとえば、前記のようにして得られたアルコキシシラン
のゲル化物を液化炭酸(50〜60気圧程度)中に浸漬
した後、二酸化炭素を超臨界状態にして乾燥する方法、
あるいは、溶媒として使用しているアルコールの超臨界
状態で乾燥する方法などが挙げられるが、特に限定され
ない。
る流体を除去することにより、優れた疎水性を付与され
た光透過性を有する多孔体が得られる。
ル化物を表面処理し、超臨界乾燥する。
または臨界点より高温かつ高圧の雰囲気中においてその
溶媒を除去することである。このような雰囲気中では溶
媒の相転移(気化、凝縮)が起こらないため、溶媒の表
面張力が弱くなるといったことがないので、ゲル化物の
構造体の破壊、凝集が妨げられる。このため、この発明
により得られた無機多孔体は、非常に多孔質なものとな
る。これに対し、通常の加熱乾燥では、溶媒が液体から
気体に変化するため、ゲル化物の構造体中から除去され
る際に溶媒の表面張力が弱くなり、前記構造体が破壊さ
れたり、凝集したりするのである。
非常に微細なシリカ粒子からなる構造体で、その粒子径
および粒子間空隙は光の波長よりもはるかに小さいため
に、多孔体であるにもかかわらず光透過性を有する。
表面が撥水性を有するように表面処理を施すことによっ
て、得られたエアロゲルは優れた疎水性を示すため、水
分等による、断熱性、透明性等の性能劣化を防ぐことが
できる。ここで透明性とは、たとえば、可視光に対する
視覚的な透明性であるが、これに限定されない。
が、この発明は下記実施例に限定されない。
■製試薬)に、エタノール(半井化学薬品■製特級試薬
)と0.01 mol/ Itのアンモニア水溶液とを
混合したものを徐々に添加した。この際、反応は室温で
行い、混合比は、テトラメトキシシラン:エタノール:
アンモニア水=175:4(モル比)であった。2時間
程度攪拌後、静置し、ゲル化させた。ゲル化後、エタノ
ールを加え、50℃で加熱し、さらにエタノールの添加
を繰り返してゲルが乾燥しないように縮重合反応を加速
(熟成)した。
/ l−トリメチルクロロシラン(東しダウコーニング
シリコーン@l製試薬)のトルエン溶液中に移し、−昼
夜この溶媒の交換を繰り返し、溶媒置換を行った。
行った後、再びアルコゲルをエタノール中に移して、−
昼夜、アルコールの交襖を繰り返し、溶媒置換を行った
。
に入れ、ゲル化物内のエタノールを二酸化炭素に置換す
る操作を2〜3時間行った。その後、系内を二酸化炭素
の超臨界条件である40℃、80気圧にし、超臨界乾燥
を約24時間行って厚み5fl、試料直径50鶴の多孔
体を得た。
わりにヘキ号メチルジシラザン(東しダウコーニングシ
リコーン■製試薬)を用いたこと以外は実施例1と同様
にして多孔体を得た。
を行う代わりにエタノールの超臨界条件(250℃、8
0気圧)下で超臨界乾燥を行うようにしたこと以外は実
施例2と同様にして多孔体を得た。
りにテトラエトキシシラン(東しダウコーニングシリコ
ーン■製試薬)を用い、混合比をテトラエトキシシラン
:エタノール:アンモニア水=1:1112としたこと
以外は実施例3と同様にして多孔体を得た。
ニア水溶液を用いる代わりに0.1 mol/ lの塩
酸を用いたこと以外は実施例4と同様にして多孔体を得
たー実施例6− 実施例1において、超臨界条件を40℃、80気圧にし
て超臨界乾燥を約24時間行う代わりに超臨界条件を8
0℃、160気圧にして超臨界乾燥を約48時間行った
こと以外は実施例1と同様にして多孔体を得た。
官能アルコキシシランであるジメチルジメトキシシラン
とテトラメトキシシランの1:9の混合物を用いたこと
以外は、実施例1と同様にして多孔体を得た。
官能アルコキシシランであるメチルトリメトキシシラン
を用いたこと以外は、実施例1と同様にして多孔体を得
た。
ロシランのトルエン溶液での溶媒置換をせずに超臨界乾
燥を行ったこと以外は、実施例1と同様に超臨界乾燥を
行って多孔体を得た。
、比表面積、光透過率、および、湿度による経時劣化を
調べた。比表面積は窒素吸着法におけるBET法を利用
して求めた。光透過率は、可視光域の分光分布を測定し
、可視光透過率をJIS−R3106に基づいて求めた
。湿度による経時変化は、60℃、相対湿度90%の恒
温恒湿槽に48時間エアロゲル(多孔体)を放置して耐
湿試験を行い、その前後でエアロゲルの光透過率および
熱伝導率を測定した。それらの結果を第1表に示した。
ものに比べて、明らかに光透過性に優れており、しかも
、水分等の吸着がなく、光透過性および断熱性の経時的
変化がなかった。
性など多孔質材料に特有の機能や光透過性等に優れ、し
かも、水分等の吸着による上記性能の経時的劣化がない
微細多孔体を得ることができる。
とえば、断熱材、音響材料、チェレンコフ素子等の様々
な用途に用いることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記一般式( I ) SiR^1_n、(OR^2)_4_−_n・・・(
I )〔式中、R^1およびR^2は、互いに、独立に炭
素数1〜5のアルキル基またはフェニル基を表す。 R^1およびR^2がそれぞれ2個以上ある場合、2個
以上のR^1、2個以上のR^2は、それぞれ、互いに
同じであってもよく、異なっていてもよい。 n=0、1または2〕 で表されるアルコキシシランを加水分解し、縮重合して
得られたゲル化物を表面処理剤によって疎水化処理した
ものを超臨界乾燥させて疎水性エアロゲルを得る疎水性
エアロゲルの製造方法。 2 ゲル化物に含まれる溶媒を、表面処理剤を含む溶媒
と溶媒置換して表面処理反応を施した後、さらに溶媒置
換してから超臨界乾燥する請求項1記載の疎水性エアロ
ゲルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2327243A JP2756366B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 疎水性エアロゲルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2327243A JP2756366B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 疎水性エアロゲルの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04198238A true JPH04198238A (ja) | 1992-07-17 |
| JP2756366B2 JP2756366B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=18196929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2327243A Expired - Lifetime JP2756366B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 疎水性エアロゲルの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2756366B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH07501818A (ja) * | 1991-12-10 | 1995-02-23 | スミスクライン・ビーチャム・コーポレイション | 結腸直腸癌の治療 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4938994B2 (ja) | 2005-04-22 | 2012-05-23 | ペンタックスリコーイメージング株式会社 | シリカエアロゲル膜及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2327243A patent/JP2756366B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4776744B2 (ja) * | 1997-01-24 | 2011-09-21 | カボット コーポレーション | 物体音および/または衝撃音減衰のためのエアロゲルの使用法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2756366B2 (ja) | 1998-05-25 |
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