回收在生产二氧化硅气凝胶毡的过程中产生的超临界废液的方法技术

本发明专利技术涉及一种回收在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中产生的超临界废液的方法，和重复利用由此回收的超临界废液生产二氧化硅气凝胶毡的方法。更具体地，本发明专利技术提供一种回收超临界废液的方法和生产二氧化硅气凝胶毡的方法，所述方法通过向超临界废液中添加硫酸而以硫酸铵盐的形式去除超临界废液中存在的铵离子，并且重复利用去除铵离子的超临界废液，能够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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】回收在生产二氧化硅气凝胶毡的过程中产生的超临界废液的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0150510和于2017年11月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0154146的权益，这两项申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
本专利技术涉及一种回收在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中产生的超临界废液的方法，以及使用通过上述方法回收的超临界废液生产二氧化硅气凝胶毡的方法。
技术介绍
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，由于气凝胶由于其多孔结构而具有非常低的机械强度，因此，已经开发其中气凝胶通过与纤维毡浸渍而与纤维毡结合的气凝胶复合材料，所述纤维毡如无机纤维或有机纤维，这两者均为常规隔热纤维。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。气凝胶生产过程中的超临界干燥方法在韩国专利特许公开No.2002-0062287(专利申请号：10-200-004531)中说明。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，因此不适合应用。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，由于残留的氨，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。因此，本专利技术提供一种回收超临界废液的新方法以解决上述问题。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种生产二氧化硅气凝胶毡的方法，该方法能够在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中通过回收并且重复利用在超临界干燥步骤中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，本专利技术提供一种回收超临界废液的方法，该方法通过添加硫酸以硫酸铵盐(NH4)2SO4的形式使铵离子沉淀来去除超临界废液中存在的铵离子，能够形成二氧化硅气凝胶毡的均匀孔隙并且提高二氧化硅气凝胶毡的隔热性能，从而重复利用超临界废液。另外，本专利技术的另一方面提供一种回收超临界废液的方法，该方法还包括在沉淀工艺的过程中应用离心分离工艺来显著缩短沉淀时间的步骤，从而缩短回收所需要的工艺时间，并且进一步提高回收的超临界废液的回收率。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种回收超临界废液的方法，其中，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中，将硫酸添加到在超临界干燥步骤中产生的超临界废液中。根据本专利技术的另一方面，提供一种回收超临界废液的方法，该方法还包括向超临界废液中添加硫酸之后进行离心分离。根据本专利技术的另一方面，提供一种生产二氧化硅气凝胶毡的方法，其中，重复利用通过所述回收超临界废液的方法回收的超临界废液。有益效果根据本专利技术的回收超临界废液的方法，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中产生的超临界废液被回收并且被重复利用，使得可以生产生产成本降低并且防止其隔热性能劣化的二氧化硅气凝胶毡。具体地，当与其它回收方法相比时，本专利技术的回收方法可以通过添加硫酸而以硫酸铵盐(NH4)2SO4的形式去除超临界废液中存在的铵离子，来生产具有改善的隔热性能的二氧化硅气凝胶毡，从而形成气凝胶的均匀孔隙。另外，本专利技术还可以包括在添加硫酸之后离心分离以显著缩短沉淀时间的步骤，从而缩短回收所需要的工艺时间，并且进一步提高回收的超临界废液的回收率。附图说明本文所附的下面的附图通过实例示出了本专利技术的优选实施方案，并且与下面给出的本专利技术的详细描述一起用于能够进一步理解本专利技术的技术原理，因此，本专利技术不应当仅以这些附图中的事项来理解。图1是示出二氧化硅气凝胶的表面积根据一价阳离子(a)和阴离子(b)的浓度的变化的图；图2是示出二氧化硅气溶胶的孔径分布根据二氧化硅溶胶中含有的NaCl的浓度的图；图3是示出根据本专利技术的实施例1至实施例6和比较例1至比较例3的二氧化硅气凝胶毡中的二氧化硅气溶胶的孔径分布的图；图4是示出根据本专利技术的实施例7至实施例9的二氧化硅气凝胶毡中的二氧化硅气溶胶的孔径分布的图。具体实施方式下文中，将更详细地描述本专利技术以帮助理解本专利技术。在这种情况下，应当理解的是，在本说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应理解为具有在常用的字典中所定义的含义。还应当理解的是，这些词语或术语应当基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以最好地说明本专利技术的原则，理解为具有与它们在相关领域的背景中和本专利技术的技术思想中的含义一致的含义。本专利技术的目的是提供一种回收超临界废液的方法和生产二氧化硅气凝胶毡的方法，所述方法通过回收并且重复利用超临界干燥之后产生的超临界废液，能够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。因此，根据本专利技术的一个实施方案的回收超临界废液的方法的特征在于，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中，向超临界干燥步骤中产生的超临界废液中添加硫酸，并且根据本专利技术的一个实施方案的生产二氧化硅气凝胶毡的方法的特征在于，重复利用通过所述回收超临界废液的方法回收的超临界废液。下文中，将详细描述本专利技术的回收超临界废液的方法和生产二氧化硅气凝胶毡的方法。回收超临界废液的方法根据本专利技术的一个实施方案的回收超临界废液的方法的特征在于，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中，向超临界干燥步骤中产生的超临界废液中添加硫酸。本专利技术的超临界废液指在超临界干燥之后产生的废液，并且可以包含水、有机溶剂和铵离子(NH4+)。所述有机溶剂可以是选自甲醇、乙醇、己烷和戊烷中的一种或多种，更具体地，可以是乙醇。同时，本专利技术的超临界废液可以通过在超临界干燥步骤中向二氧化硅凝胶中含有的溶剂和超临界流体同时施加多个压力脉冲来得到。所述多个压力脉冲中的至少两个的特征在于，具有频率不同和振幅不同中的至少一个特征，使得可以迅速地用超临界流体置换二氧化硅凝胶中含有的溶剂，以便迅速得到超临界废液，从而大大缩短二氧化硅气凝胶毡的生产时间。在建筑或工业领域中广泛用作隔热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收超临界废液的方法，其中，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中，将硫酸添加到在超临界干燥步骤中产生的超临界废液中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 KR 10-2017-0150510;20171117 KR 10-2017-011.一种回收超临界废液的方法，其中，在二氧化硅气凝胶毡的生产过程中，将硫酸添加到在超临界干燥步骤中产生的超临界废液中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述超临界废液包含水、有机溶剂和铵离子(NH4+)。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述有机溶剂是选自甲醇、乙醇、己烷和戊烷中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，添加所述硫酸使得所述超临界废液的pH为2.5至9.0。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，添加所述硫酸使得所述超临界废液的pH为3.0至5.0。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括沉淀并且去除通过添加所述硫酸生成的不溶性盐。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述不溶性盐是硫酸铵。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对添加所述硫酸的超临界废液进行离心分离；和
在所述离心分离之后得到上清液。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述离心分离以2000rpm至3500rpm的速率进行10分钟至30分钟。


10.根据权利要求8所述的方法，还包括，在所述离心分离之前，搅拌添加所述硫酸的超临界废液，其中，搅拌时间为1小时至6小时。


11.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金美利，吴明垠，吴景实，李悌均，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR