多孔玻璃材料制造技术

本发明专利技术提供一种在制造中不易发生破裂的多孔玻璃材料。本发明专利技术的多孔玻璃材料的特征在于，气孔率为10～85％，以质量％计含有80％以上且小于100％的SiO

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔玻璃材料
本专利技术涉及多孔玻璃材料。
技术介绍
近年来，多孔玻璃由于具有尖锐的(sharp)细孔分布和较大的比表面积，并且具有耐热性、耐有机溶剂性，因此被探讨在分离膜、散气管、电极材料或催化剂的载持体等广泛用途中利用。多孔玻璃通过以下方式制作：对含有硼硅酸玻璃的玻璃母材进行热处理，使富二氧化硅相与富氧化硼相的2相分离，用酸去除富氧化硼相后，利用水等进行洗涤、干燥来制作(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4951799号
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，多孔玻璃在制造中发生破裂的情况较多，难以制作成所期望的形状。鉴于以上问题，本专利技术的目的在于提供一种在制造中不易发生破裂的多孔玻璃材料。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的专利技术人经过不断进行各种实验的结果发现，在制造含有ZrO2的多孔玻璃时，在干燥时发生破裂的情况较多，该破裂的原因在于存在于细孔中的水挥发时所产生的应力(毛细管力)。本专利技术的多孔玻璃材料的特征在于，气孔率为10～85％，以质量％计含有80％以上且小于100％的SiO2，超过0％且10％以下的ZrO2，0～10％的Al2O3。通过将气孔率控制在80％以下，能够减少多孔玻璃材料中的细孔的比例，减小作为破裂原因的毛细管力，因此多孔玻璃材料变得不易破裂。另外，通过含有ZrO2作为必须成分，容易提高多孔玻璃材料的耐候性。另外，“气孔率”通过下述式算出。气孔率＝细孔的容积/(细孔的容积+多孔玻璃材料的骨架的容积)本专利技术的多孔玻璃材料中，优选细孔分布的中位数为1～100nm。本专利技术的多孔玻璃材料优选底面积的平方根与厚度之比为2～1000。另外，底面积的平方根与厚度之比通过下述式算出。底面积的平方根与厚度之比＝(多孔玻璃材料的底面积)1/2/多孔玻璃材料的厚度专利技术的效果根据本专利技术，能够提供在制造中不易发生破裂的多孔玻璃材料。具体实施方式对于本专利技术的多孔玻璃材料进行说明。本专利技术的多孔玻璃材料中，气孔率为10～85％，优选为20～80％、30～75％，特别优选为40～70％。气孔率过小时，难以用于分离膜、散气管、电极材料或催化剂的载持体等。另一方面，气孔率过大时，多孔玻璃材料中的细孔的比例增加过多，作为破裂原因的毛细管力变大，多孔玻璃材料变得容易破裂。另外，气孔率能够通过多孔玻璃材料用玻璃母材的组成、热处理条件、酸处理条件、碱处理条件等进行调节。本专利技术的多孔玻璃材料中，以质量％计含有80％以上且小于100％的SiO2，超过0％且10％以下的ZrO2，0～10％的Al2O3。以下，对如上所述规定各成分的含量的理由进行说明。另外，在没有特别说明的情况下，以下的关于成分含量的说明中，“％”表示“质量％”。SiO2是形成多孔玻璃材料的骨架的主成分，是提高耐候性的成分。SiO2的含量为80％以上且小于100％，优选为85～99％，特别优选88～98％。SiO2的含量过少时，存在耐候性降低的倾向。另一方面，SiO2的含量过多时，机械强度容易降低。ZrO2是提高耐候性的成分。ZrO2的含量为超过0％且10％以下，优选为1～8％，特别优选2～5％。ZrO2的含量过少时，存在耐候性降低的倾向。另一方面，ZrO2的含量过多时，机械强度容易降低。Al2O3是提高机械强度的成分。Al2O3的含量为0～10％，优选为1～8％，特别优选2～5％。Al2O3的含量过多时，耐候性容易降低。除上述成分以外，在不损害本专利技术效果的范围内，还能够含有各种成分。例如可以将B2O3、Na2O、K2O、RO(R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少1种)、TiO2、La2O3、Ta2O5、TeO2、Nb2O5、Gd2O3、Y2O3、Eu2O3、Sb2O3、SnO2、P2O5和Bi2O3等分别以5％以下，进一步以3％以下，特别是以1％以下的范围含有。本专利技术的多孔玻璃材料中，细孔分布的中位数为1～100nm，优选为2～90nm，特别优选5～80nm。细孔分布的中位径值过小时，作为破裂原因的毛细管力变大，多孔玻璃材料变得容易破裂。另一方面，细孔分布的中位数过大时，难以用于分离膜、散气管、电极材料或催化剂的载持体等。另外，细孔具有真球状、大致椭圆体、管状等各种形状。本专利技术的多孔玻璃材料中，底面积的平方根与厚度之比为2～1000，特别优选5～500。底面积的平方根与厚度之比过小或过大时，都会变得难以处理。另外，可以适当调整多孔玻璃材料的底面积和厚度，以成为上述底面积的平方根与厚度之比。例如，底面积可以为1～1000mm2，特别优选5～500mm2，厚度可以为0.1～1mm，特别优选0.2～0.5mm。接着，对于本专利技术的多孔玻璃材料的制造方法进行说明。首先，如下所述准备多孔玻璃材料用玻璃母材。调配玻璃原料，以使玻璃组成成为以质量％计含有40～80％的SiO2、超过0且40％以下的B2O3、超过0且20％以下的Na2O、超过0％且10％以下的ZrO2、0～5％的Al2O3、0.5～20％的RO(R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少1种)，以质量比计Na2O/B2O3为0.25～0.5。以下，对如上所述规定各成分的含量的理由进行说明。另外，在没有特别说明的情况下，以下的关于成分含量的说明中，“％”表示“质量％”。SiO2是形成玻璃网络的成分。SiO2的含量为40～80％、45～75％、50～70％、特别优选52～65％。SiO2的含量过少时，存在耐候性、机械强度降低的倾向。另外，存在气孔率变大的倾向，多孔玻璃材料变得容易破裂。另一方面，SiO2的含量过多时，变得难以相分离。另外，存在气孔率变小的倾向，多孔玻璃材料变得难以用于分离膜、散气管、电极材料或催化剂的载持体等。B2O3是形成玻璃网络、促进相分离的成分。B2O3的含量为超过0且40％以下、10～30％、特别优选20～25％。B2O3的含量过少时，难以得到上述效果。另一方面，B2O3的含量过多时，耐候性容易降低。Na2O是降低熔融温度、改善熔融性的成分，并且还是促进相分离的成分。Na2O的含量为超过0且20％以下、3～10％、特别优选4～8％。如果不含Na2O，则难以得到上述效果。另一方面，Na2O的含量过多时，反而变得不容易相分离。Na2O/B2O3为0.25～0.5、0.28～0.4、特别优选0.3～0.35。Na2O/B2O3过小或过大时，都会在后述利用酸去除富氧化硼相的工序中难以去除富氧化硼相。ZrO2是提高机械强度的成分。ZrO2的含量为超过0％且10％以下、4～8％、特别优选5～7％。ZrO2的含量过少时，难以得到上述效果。另一方面，ZrO2的含量过多时，变得容易失透，并且难以相分离。Al2O3是提高机械强度的成分。Al2O3的含量为0～5％、1～4.5％、特别优选2～4％。Al2O3的含量过多时，变得难以相分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔玻璃材料，其特征在于：/n气孔率为10～85％，以质量％计含有80％以上且小于100％的SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180625 JP 2018-1196251.一种多孔玻璃材料，其特征在于：
气孔率为10～85％，以质量％计含有80％以上且小于100％的SiO2，超过0％且10％以下的ZrO2，0～10％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻口雅人，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP