絕熱材料及其制造方法技術

本發明專利技術涉及絕熱材料及其制造方法。本發明專利技術是鑒于現有技術具有的課題而進行的，其目的在于，提供一種可以抑制成形時及充填時的飛散及成形缺陷的產生、且表現出充分的絕熱性能的粉體。本發明專利技術的絕熱材料具備包含含有二氧化硅及/或氧化鋁、且粒徑DS為5nm以上30nm以下的多個小顆粒的粉體，粉體的BET比表面積為5m2/g以上150m2/g以下，30℃下的熱導率為0.05W/m·K以下。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
室溫下空氣分子的平均自由程為約lOOnm。因此，在具有直徑IOOnm以下的空隙的多孔質體內，空氣的對流及傳導引起的傳熱受到抑制，這樣的多孔質體表現出優異的絕熱作用。遵循該絕熱作用的原理，已知超細顆粒的熱導率低而適合于絕熱材料。例如，在專利文獻I中，記載了一種將二氧化硅的超細粉末單獨成形為多孔體而得到的絕熱材料，該絕熱材料的體積密度為O. 2 1. 5g/cm3,BET比表面積為15 400m2/g，平均粒徑為O. 001 O. 5 μ m，累積總細孔容積為O. 3 4cm3/g，平均細孔直徑I μ m以下的細孔的累積細孔容積為成形體中的累積細孔容積的70%以上且平均細孔直徑O.1ym以下的細孔的累積細孔容積為成形體中的累積細孔容積的10%以上。在專利文獻2中記載了一種絕熱材料的制造方法，其中，利用以環內徑為 O. Ιμπι以下的方式締合成環狀或螺旋狀的超細顆粒,包覆由輻射吸收散射材料等構成的顆粒，形成多孔體包覆顆粒，將該顆粒與無機纖維或和多孔體包覆顆粒同樣地形成的多孔體包覆纖維混合，作為絕熱材料前體的粉體，將該前體加壓成形，制造絕熱材料。在專利文獻3中公開了一種由一次粒徑不同的2種以上細顆粒形成的微細多孔體。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2007-169158號公報專利文獻2 :日本特許4367612號說明書專利文獻3 日本特開平1-103968公報非專利文獻非專利文獻1:獨立行政法人新能源 產業技術綜合開發機構、平成17年度 18年度成果報告書能源使用合理化技術戰略開發能源使用合理化技術實用化開發“具有納米多孔·復合結構的超低熱傳導材料的實用化開發”
技術實現思路
專利技術要解決的問題如專利文獻I 3中所述的粉體、成形體理論上具有接近靜止空氣的熱導率，可以作為絕熱材料使用。但是，本專利技術人發現，欲將如專利文獻I 3所述的以超細顆粒為主成分的絕熱材料利用于工業上時，制造工序上出現問題。具體說明該問題時，以超細顆粒為主成分的絕熱材料的體積非常大，表面上看會認為其輕量且容易處理，但實際上，進行加壓成形等加工時，松裝體積密度太小而成為障礙。對松裝體積密度小的粉體進行加壓成形時，首先，難以填充在成形模具中，而且，必須使成形模具、貯藏粉體的容器等為符合其體積的程度的大小，成本高。另外，在向模具供給的工序中，如果絕熱材料凝聚，則會因貯藏料斗內殘留絕熱材料而使松裝體積密度發生變化，因此，存在難以進行穩定的連續供給的情形。這樣的成形原料的凝聚可能會導致模具的填充不足，使生產率顯著降低。進而，粉體狀的絕熱材料在加壓成形時需要將空氣脫氣，由于事先具有的空氣量多、且如專利文獻3所述以超細顆粒為主成分的多孔體的細孔直徑小，因此，存在通過減壓等進行脫氣時需要較長時間的傾向，生產率低。另外，將以超細顆粒為主成分的體積大的絕熱材料加壓成形時，存在沖程變大的傾向。沖程大時，即使加壓處附近的粉體充分壓實，隨著越來越遠離加壓處，壓實也會容易變得不充分。例如，在成型模具中填充粉體并從上方加壓時，存在被填充在成型模具中并進行了加壓的粉體的上部被充分壓實、但其下部即成型模具的底部附近壓實變得不充分的傾向。如果粉體的壓實化存在差異，則釋放壓力時，容易發生分層。所謂分層，是指加壓成形得到的成形品主要是在厚度方向剝離為2層以上的現象。發生這樣的層剝離時，不能成為制品，成品率降低，因此不優選。粉體狀的絕熱材料除進行加壓成形以外，有時也被填充在外覆材料(例如玻璃布的袋、管)中、卷繞在管狀物等上來利用。如果粉體容易飛散，則填充到外覆材料中時的作業效率差，因此，在這樣的使用方式的情況下，粉體的飛散成為更嚴重的問題，期待得到解決。·本專利技術是鑒于如上所述的現有技術具有的課題而進行的，其目的在于，提供一種可以抑制成形時及充填時的飛散及成形缺陷的產生、且表現出充分的絕熱性能的粉體。另夕卜，本專利技術的目的還在于，提供使用所述粉體的成形體及包覆體以及粉體的制造方法。用于解決問題的方案為了解決上述課題，本專利技術人在現有技術的基礎上，進行了深入研究，結果發現，通過恰當地設定具有低熱導率的二氧化硅粉體、氧化鋁粉體的平均粒徑、及粉體的BET比表面積、松裝體積密度，可以得到能夠抑制成形時及充填時的飛散及成形缺陷的產生的粉體，從而完成了本專利技術。即，本專利技術提供一種粉體狀的絕熱材料，其為包含含有二氧化硅及/或氧化鋁、且粒徑Ds為5nm以上30nm以下的多個小顆粒的粉體狀，且粉體的BET比表面積為5m2/g以上150m2/g以下，30°C下的熱導率為O. 05ff/m · K以下。所述絕熱材料的松裝體積密度優選為O. 030g/cm3以上O. 35g/cm3以下。優選的是，所述絕熱材料還包含含有二氧化硅及/或氧化鋁、且粒徑^為50nm以上100 μ m以下的多個大顆粒，大顆粒的質量與小顆粒的質量和大顆粒的質量的總和的比例Rl為60質量％以上90質量％以下。所述絕熱材料優選含有紅外線不透明化顆粒、且800°C下的熱導率為O. 2ff/m ·Κ以下。優選的是，所述紅外線不透明化顆粒的平均粒徑為O. 5 μ m以上30 μ m以下，紅外線不透明化顆粒的體積含有率在以絕熱材料的總體積為基準時為O. 02體積％以上5體積％以下。優選的是，所述絕熱材料含有選自由堿金屬元素、堿土金屬元素及鍺構成的組中的至少I種元素，含有選自由堿金屬元素及堿土金屬構成的組中的至少I種元素時，其含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為O. 005質量％以上5質量％以下，含有鍺時，其含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為10質量ppm以上1000質量ppm以下。所述選自由堿金屬元素、堿土金屬元素及鍺構成的組中的至少I種元素優選包含在所述大顆粒中。所述絕熱材料優選含有無機纖維、且無機纖維的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時超過O質量％且為20質量％以下。所述絕熱材料優選含有磷、且磷的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為O. 002質量％以上6質量％以下。所述絕熱材料優選含有鐵、且鐵的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為O. 005質量％以上6質量％以下。本專利技術還提供一種絕熱材料，其是將所述粉體狀的絕熱材料成型而得到的絕熱材料。所述成型所得的絕熱材料優選壓縮率O 5%下的最大載荷為O. 7MPa以上。所述成型所得的絕熱材料優選細孔直徑為O. 05 μ m以上O. 5 μ m以下的細孔的累積細孔容積V與細孔直徑為O. 003 μ m以上150 μ m以下的細孔的累積細孔容積V。.·的比例R為70%以上、且細孔直徑為O. 05 μ m以上150 μ m以下的細孔的累積細孔容積Vatl5為O. 5mL/g 以上 2mL/g 以下。本專利技術還提供一種被收納在外覆材料中的所述絕熱材料。所述外覆材料優選包含無機纖維、或外覆材料為樹脂膜。本專利技術還提供一種絕熱材料的制造方法，其具備以下工序將含有二氧化硅及/或氧化鋁、且平均粒徑Ds為5nm以上30nm以下的小顆粒與含有二氧化硅及/或氧化鋁、且平均粒徑1\為50nm以上IOOym以下的大顆粒以大顆粒的質量與小顆粒的質量和大顆粒的質量的總和的比例&為60質量％以上90質量％以下的方式混合的工序。本專利技術還提供一種絕熱材料的制造方法，其具備以下工序將含有二氧化硅及本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種粉體狀的絕熱材料，其為包含含有二氧化硅及/或氧化鋁、且粒徑DS為5nm以上30nm以下的多個小顆粒的粉體狀，且粉體的BET比表面積為5m2/g以上150m2/g以下，30℃下的熱導率為0.05W/m·K以下。

【技術特征摘要】
1.一種粉體狀的絕熱材料,其為包含含有二氧化娃及/或氧化招、且粒徑DsS 5nm以上30nm以下的多個小顆粒的粉體狀，且粉體的BET比表面積為5m2/g以上150m2/g以下，30°C下的熱導率為0. 05ff/m K以下。2.根據權利要求1所述的絕熱材料，其中，松裝體積密度為0.030g/cm3以上0. 35g/cm3以下。3.根據權利要求1或2所述的絕熱材料，其中，還包含含有二氧化硅及/或氧化鋁、且粒徑1\為50nm以上IOOiim以下的多個大顆粒，大顆粒的質量與小顆粒的質量和大顆粒的質量的總和的比例K為60質量％以上90質量％以下。4.根據權利要求1 3中任一項所述的絕熱材料，其中，含有紅外線不透明化顆粒，800°C下的熱導率為0. 2ff/m K以下。5.根據權利要求4所述的絕熱材料，其中，所述紅外線不透明化顆粒的平均粒徑為0.5pm以上30pm以下，所述紅外線不透明化顆粒的體積含有率在以絕熱材料的總體積為基準時為0. 02體積％以上5體積％以下。6.根據權利要求1 5中任一項所述的絕熱材料,其中，含有選自由堿金屬兀素、堿土金屬元素及鍺構成的組中的至少I種元素，含有所述選自由堿金屬元素及堿土金屬構成的組中的至少I種元素時，其含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為0. 005質量％以上5質量％以下，含有鍺時，其含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為10質量ppm以上1000質量ppm以下。7.根據權利要求6所述的絕熱材料，其中，所述選自由堿金屬元素、堿土金屬元素及鍺構成的組中的至少I種元素包含在所述大顆粒中。8.根據權利要求1 7中任一項所述的絕熱材料，其中，含有無機纖維，所述無機纖維的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時超過0質量％且為20質量％以下。9.根據權利要求1 8中任一項所述的絕熱材料，其中，含有磷，所述磷的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為0. 002質量％以上6質量％以下。10.根據權利要求1 9中任一項所述的絕熱材料，其中，含有鐵，所述鐵的含有率在以絕熱材料的總質量為基準時為0. 005質量％以上6質量％以下。11.一種絕熱材料，其是將權利要求1 10中任一項所述的粉體狀的絕熱材料成型而得到的。12.根據權利要求11所述的絕熱材料，其中，壓縮率0 5%下的最大載荷為0.7MPa以上。13.根據權利要求12所述的絕熱材料，其中，細孔直徑為0.05 y m以上0. 5 y m以下的細孔的累積細孔容積V與細孔直徑為0. 003 ii m以上150 ii m以下的細孔的累積細孔容積V0.003的比例R為70%以上，細孔直徑為0. 05 i! m以上150 y m以下的細孔的累積細孔容積V0.os 為 0. 5mL/g 以上 2mL/g 以下。14.根據權利要求1 13所述的絕熱材料，其本被收納在外覆材料中。15.根據權利要求14所述的絕熱材料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：飯塚千博，新納英明，
申請(專利權)人：旭化成化學株式會社，
類型：發明
國別省市：