[發明專利]組合物、粘土-氣凝膠復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201210061652.7
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102674803A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 金光熙;趙命東;樸商浩;黃成宇
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: C04B32/00
• 分類號: C04B32/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

技術領域

本公開內容涉及用于粘土-氣凝膠復合材料的組合物、粘土-氣凝膠復合材料及其制備方法。

背景技術

氣凝膠是具有納米級尺度的三維網狀結構的微孔材料。氣凝膠具有期望的絕熱和吸聲性質，且可應用到不同范圍的應用。具體地，氣凝膠可有效地應用于冷卻裝置例如制冷機或冷凍機，且可用作在航空航天應用中和用于房屋建筑的絕熱材料。

氣凝膠可根據材料分為無機氣凝膠或有機氣凝膠。無機氣凝膠的實例為二氧化硅氣凝膠。有機氣凝膠在其中包括有機連接基團，且可比無機氣凝膠更柔性。

然而，有機氣凝膠可被外部沖擊破壞或在干燥過程中通過收縮而變形。因此，仍需要用于絕緣(絕熱，insulation)應用的具有改善性能的改善的有機氣凝膠。

發明內容

一個實施方式提供具有優異的絕熱性質和強度(包括低收縮和低密度)的粘土-氣凝膠復合材料。

另一個實施方式提供用于粘土-氣凝膠復合材料的組合物，其用于提供所述粘土-氣凝膠復合材料。

又一實施方式提供具有改善的性質和低成本的粘土-氣凝膠復合材料。

根據實施方式，粘土-氣凝膠復合材料包括具有層狀結構的多個粘土片；和在所述粘土片表面上的氣凝膠，其中多個粘土片相互連接以提供三維網絡結構，且所述氣凝膠包括第一化合物與第二化合物的共聚物，所述第一化合物選自芳基酚化合物、氨基取代的三嗪或其組合，所述第二化合物為醛。

根據另一實施方式，提供用于粘土-氣凝膠復合材料的組合物，所述組合物包括多個粘土片、第一化合物、第二化合物和含水溶劑，所述第一化合物選自芳基酚化合物、氨基取代的三嗪和其組合，所述第二化合物為醛。

根據又一實施方式，制備粘土-氣凝膠復合材料的方法包括：制備用于粘土-氣凝膠復合材料的組合物，所述組合物包括多個粘土片、第一化合物、第二化合物和含水溶劑，所述第一化合物選自芳基酚化合物、氨基取代的三嗪和其組合，所述第二化合物為醛；固化所述用于粘土-氣凝膠復合材料的組合物以提供濕凝膠；以及除去所述含水溶劑以制備所述粘土-氣凝膠復合材料。

所述粘土片可包括在其表面上的電荷且在其鄰近的表面上的相反電荷。在所述三維網絡結構中，第一粘土片的第一表面可接觸第二粘土片的邊緣并連接至其。

所述粘土片可包括選自四面體硅氧(tetrahedral?silica)(SiO₄)層、八面體鋁氧(octahedral?alumina)(AlO₆)層、八面體鎂氧(octahedral?magnesia)(MgO₆)層和其組合的至少一層。

所述粘土可包括通過氫鍵鍵合的約70-100層。所述粘土片可包括2或更多層，且選自堿金屬、堿土金屬、過渡元素或其組合的金屬陽離子可插入所述層之間。

所述粘土片可由選自合成粘土(鋰藻土，laponite)、鋰蒙脫石、含氟鋰蒙脫石、膨潤土和其組合的粘土獲得。同樣，選自蒙脫石、高嶺石、蛭石、皂石、膨潤土、綠坡縷石、海泡石、葉蠟石(pyrophylite)-滑石、伊利石、云母、麥羥硅鈉石(magadiite)、鋅蒙脫石、水羥硅鈉石、鱗綠泥石、綠脫石、貝得石、鉻嶺石(volkonskoite)、sobockite、硅鎂石、svinfordite和其組合的粘土可通過如下制成粘土片：使其變薄和對其處理以具有電荷。

所述粘土片的實例可包括Na_0.7⁺[(Si₈Mg_5.5Li_0.3)O₂₀(OH)₄]_0.7^-。

所述粘土片可在第一表面具有約50到約55毫摩爾/100克(mmol/100g)的負電荷量并在側面表面上具有約4到約5mmol/100g的正電荷量。

所述粘土片可用負電荷處理以中和其正電荷量，且因此可僅具有負電荷。在這里，所述粘土片可具有約50到約55mmol/100g或更多的負電荷量。所述粘土片可提供優異的水分散體且即使在溶于水中時也保持低的動態粘度。

所述粘土片可具有約25納米(nm)到約100nm的長度、約25nm到約100nm的寬度和約1nm到約2nm的厚度，且長度和厚度之比(例如縱橫比)可為約20到約100。

當以基于所述粘土片和水的總重量的約1-約5重量百分比(重量％)的濃度溶解在水中時，所述粘土片可為具有pH?9-10的堿。