绝热材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及绝热材料及其制造方法。本发明专利技术是鉴于现有技术具有的课题而进行的，其目的在于，提供一种可以抑制成形时及充填时的飞散及成形缺陷的产生、且表现出充分的绝热性能的粉体。本发明专利技术的绝热材料具备包含含有二氧化硅及/或氧化铝、且粒径DS为5nm以上30nm以下的多个小颗粒的粉体，粉体的BET比表面积为5m2/g以上150m2/g以下，30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
室温下空气分子的平均自由程为约lOOnm。因此，在具有直径IOOnm以下的空隙的多孔质体内，空气的对流及传导引起的传热受到抑制，这样的多孔质体表现出优异的绝热作用。遵循该绝热作用的原理，已知超细颗粒的热导率低而适合于绝热材料。例如，在专利文献I中，记载了一种将二氧化硅的超细粉末单独成形为多孔体而得到的绝热材料，该绝热材料的体积密度为O. 2 1. 5g/cm3,BET比表面积为15 400m2/g，平均粒径为O. 001 O. 5 μ m，累积总细孔容积为O. 3 4cm3/g，平均细孔直径I μ m以下的细孔的累积细孔容积为成形体中的累积细孔容积的70%以上且平均细孔直径O.1ym以下的细孔的累积细孔容积为成形体中的累积细孔容积的10%以上。在专利文献2中记载了一种绝热材料的制造方法，其中，利用以环内径为 O. Ιμπι以下的方式缔合成环状或螺旋状的超细颗粒,包覆由辐射吸收散射材料等构成的颗粒，形成多孔体包覆颗粒，将该颗粒与无机纤维或和多孔体包覆颗粒同样地形成的多孔体包覆纤维混合，作为绝热材料前体的粉体，将该前体加压成形，制造绝热材料。在专利文献3中公开了一种由一次粒径不同的2种以上细颗粒形成的微细多孔体。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-169158号公报专利文献2 :日本特许4367612号说明书专利文献3 日本特开平1-103968公报非专利文献非专利文献1:独立行政法人新能源 产业技术综合开发机构、平成17年度 18年度成果报告书能源使用合理化技术战略开发能源使用合理化技术实用化开发“具有纳米多孔·复合结构的超低热传导材料的实用化开发”
技术实现思路
专利技术要解决的问题如专利文献I 3中所述的粉体、成形体理论上具有接近静止空气的热导率，可以作为绝热材料使用。但是，本专利技术人发现，欲将如专利文献I 3所述的以超细颗粒为主成分的绝热材料利用于工业上时，制造工序上出现问题。具体说明该问题时，以超细颗粒为主成分的绝热材料的体积非常大，表面上看会认为其轻量且容易处理，但实际上，进行加压成形等加工时，松装体积密度太小而成为障碍。对松装体积密度小的粉体进行加压成形时，首先，难以填充在成形模具中，而且，必须使成形模具、贮藏粉体的容器等为符合其体积的程度的大小，成本高。另外，在向模具供给的工序中，如果绝热材料凝聚，则会因贮藏料斗内残留绝热材料而使松装体积密度发生变化，因此，存在难以进行稳定的连续供给的情形。这样的成形原料的凝聚可能会导致模具的填充不足，使生产率显著降低。进而，粉体状的绝热材料在加压成形时需要将空气脱气，由于事先具有的空气量多、且如专利文献3所述以超细颗粒为主成分的多孔体的细孔直径小，因此，存在通过减压等进行脱气时需要较长时间的倾向，生产率低。另外，将以超细颗粒为主成分的体积大的绝热材料加压成形时，存在冲程变大的倾向。冲程大时，即使加压处附近的粉体充分压实，随着越来越远离加压处，压实也会容易变得不充分。例如，在成型模具中填充粉体并从上方加压时，存在被填充在成型模具中并进行了加压的粉体的上部被充分压实、但其下部即成型模具的底部附近压实变得不充分的倾向。如果粉体的压实化存在差异，则释放压力时，容易发生分层。所谓分层，是指加压成形得到的成形品主要是在厚度方向剥离为2层以上的现象。发生这样的层剥离时，不能成为制品，成品率降低，因此不优选。粉体状的绝热材料除进行加压成形以外，有时也被填充在外覆材料(例如玻璃布的袋、管)中、卷绕在管状物等上来利用。如果粉体容易飞散，则填充到外覆材料中时的作业效率差，因此，在这样的使用方式的情况下，粉体的飞散成为更严重的问题，期待得到解决。·本专利技术是鉴于如上所述的现有技术具有的课题而进行的，其目的在于，提供一种可以抑制成形时及充填时的飞散及成形缺陷的产生、且表现出充分的绝热性能的粉体。另夕卜，本专利技术的目的还在于，提供使用所述粉体的成形体及包覆体以及粉体的制造方法。用于解决问题的方案为了解决上述课题，本专利技术人在现有技术的基础上，进行了深入研究，结果发现，通过恰当地设定具有低热导率的二氧化硅粉体、氧化铝粉体的平均粒径、及粉体的BET比表面积、松装体积密度，可以得到能够抑制成形时及充填时的飞散及成形缺陷的产生的粉体，从而完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种粉体状的绝热材料，其为包含含有二氧化硅及/或氧化铝、且粒径Ds为5nm以上30nm以下的多个小颗粒的粉体状，且粉体的BET比表面积为5m2/g以上150m2/g以下，30°C下的热导率为O. 05ff/m · K以下。所述绝热材料的松装体积密度优选为O. 030g/cm3以上O. 35g/cm3以下。优选的是，所述绝热材料还包含含有二氧化硅及/或氧化铝、且粒径^为50nm以上100 μ m以下的多个大颗粒，大颗粒的质量与小颗粒的质量和大颗粒的质量的总和的比例Rl为60质量％以上90质量％以下。所述绝热材料优选含有红外线不透明化颗粒、且800°C下的热导率为O. 2ff/m ·Κ以下。优选的是，所述红外线不透明化颗粒的平均粒径为O. 5 μ m以上30 μ m以下，红外线不透明化颗粒的体积含有率在以绝热材料的总体积为基准时为O. 02体积％以上5体积％以下。优选的是，所述绝热材料含有选自由碱金属元素、碱土金属元素及锗构成的组中的至少I种元素，含有选自由碱金属元素及碱土金属构成的组中的至少I种元素时，其含有率在以绝热材料的总质量为基准时为O. 005质量％以上5质量％以下，含有锗时，其含有率在以绝热材料的总质量为基准时为10质量ppm以上1000质量ppm以下。所述选自由碱金属元素、碱土金属元素及锗构成的组中的至少I种元素优选包含在所述大颗粒中。所述绝热材料优选含有无机纤维、且无机纤维的含有率在以绝热材料的总质量为基准时超过O质量％且为20质量％以下。所述绝热材料优选含有磷、且磷的含有率在以绝热材料的总质量为基准时为O. 002质量％以上6质量％以下。所述绝热材料优选含有铁、且铁的含有率在以绝热材料的总质量为基准时为O. 005质量％以上6质量％以下。本专利技术还提供一种绝热材料，其是将所述粉体状的绝热材料成型而得到的绝热材料。所述成型所得的绝热材料优选压缩率O 5%下的最大载荷为O. 7MPa以上。所述成型所得的绝热材料优选细孔直径为O. 05 μ m以上O. 5 μ m以下的细孔的累积细孔容积V与细孔直径为O. 003 μ m以上150 μ m以下的细孔的累积细孔容积V。.·的比例R为70%以上、且细孔直径为O. 05 μ m以上150 μ m以下的细孔的累积细孔容积Vatl5为O. 5mL/g 以上 2mL/g 以下。本专利技术还提供一种被收纳在外覆材料中的所述绝热材料。所述外覆材料优选包含无机纤维、或外覆材料为树脂膜。本专利技术还提供一种绝热材料的制造方法，其具备以下工序将含有二氧化硅及/或氧化铝、且平均粒径Ds为5nm以上30nm以下的小颗粒与含有二氧化硅及/或氧化铝、且平均粒径1\为50nm以上IOOym以下的大颗粒以大颗粒的质量与小颗粒的质量和大颗粒的质量的总和的比例&为60质量％以上90质量％以下的方式混合的工序。本专利技术还提供一种绝热材料的制造方法，其具备以下工序将含有二氧化硅及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉体状的绝热材料，其为包含含有二氧化硅及/或氧化铝、且粒径DS为5nm以上30nm以下的多个小颗粒的粉体状，且粉体的BET比表面积为5m2/g以上150m2/g以下，30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。

【技术特征摘要】
1.一种粉体状的绝热材料,其为包含含有二氧化娃及/或氧化招、且粒径DsS 5nm以上30nm以下的多个小颗粒的粉体状，且粉体的BET比表面积为5m2/g以上150m2/g以下，30°C下的热导率为0. 05ff/m K以下。2.根据权利要求1所述的绝热材料，其中，松装体积密度为0.030g/cm3以上0. 35g/cm3以下。3.根据权利要求1或2所述的绝热材料，其中，还包含含有二氧化硅及/或氧化铝、且粒径1\为50nm以上IOOiim以下的多个大颗粒，大颗粒的质量与小颗粒的质量和大颗粒的质量的总和的比例K为60质量％以上90质量％以下。4.根据权利要求1 3中任一项所述的绝热材料，其中，含有红外线不透明化颗粒，800°C下的热导率为0. 2ff/m K以下。5.根据权利要求4所述的绝热材料，其中，所述红外线不透明化颗粒的平均粒径为0.5pm以上30pm以下，所述红外线不透明化颗粒的体积含有率在以绝热材料的总体积为基准时为0. 02体积％以上5体积％以下。6.根据权利要求1 5中任一项所述的绝热材料,其中，含有选自由碱金属兀素、碱土金属元素及锗构成的组中的至少I种元素，含有所述选自由碱金属元素及碱土金属构成的组中的至少I种元素时，其含有率在以绝热材料的总质量为基准时为0. 005质量％以上5质量％以下，含有锗时，其含有率在以绝热材料的总质量为基准时为10质量ppm以上1000质量ppm以下。7.根据权利要求6所述的绝热材料，其中，所述选自由碱金属元素、碱土金属元素及锗构成的组中的至少I种元素包含在所述大颗粒中。8.根据权利要求1 7中任一项所述的绝热材料，其中，含有无机纤维，所述无机纤维的含有率在以绝热材料的总质量为基准时超过0质量％且为20质量％以下。9.根据权利要求1 8中任一项所述的绝热材料，其中，含有磷，所述磷的含有率在以绝热材料的总质量为基准时为0. 002质量％以上6质量％以下。10.根据权利要求1 9中任一项所述的绝热材料，其中，含有铁，所述铁的含有率在以绝热材料的总质量为基准时为0. 005质量％以上6质量％以下。11.一种绝热材料，其是将权利要求1 10中任一项所述的粉体状的绝热材料成型而得到的。12.根据权利要求11所述的绝热材料，其中，压缩率0 5%下的最大载荷为0.7MPa以上。13.根据权利要求12所述的绝热材料，其中，细孔直径为0.05 y m以上0. 5 y m以下的细孔的累积细孔容积V与细孔直径为0. 003 ii m以上150 ii m以下的细孔的累积细孔容积V0.003的比例R为70%以上，细孔直径为0. 05 i! m以上150 y m以下的细孔的累积细孔容积V0.os 为 0. 5mL/g 以上 2mL/g 以下。14.根据权利要求1 13所述的绝热材料，其本被收纳在外覆材料中。15.根据权利要求14所述的绝热材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：饭塚千博，新纳英明，
申请(专利权)人：旭化成化学株式会社，
类型：发明
国别省市：