[發(fā)明專(zhuān)利]溶膠-凝膠法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310444951.3
• 申請(qǐng)日: 2007-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103553299A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·科斯塔;G·寶拉;A·魯克曼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 贏(yíng)創(chuàng)德固賽有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C03B8/02
• 分類(lèi)號(hào): C03B8/02
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

本申請(qǐng)是2007年8月20日遞交的國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/EP2007/058625，中國(guó)國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00780033080.9，名稱(chēng)為“溶膠-凝膠法”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備玻璃整料的溶膠-凝膠法。

背景技術(shù)

在多篇綜述和專(zhuān)利中評(píng)述了溶膠-凝膠法，例如Nogami等的Journal?of?Non-Crystalline?Solids,VoI37,No191(1980)，Rabinovich等的Journal?of?Non-Crystalline?SolidsVol.47No.435(1982)和Huessing和Schubert的Angewandte?Chemie1998,37,22。

一直以來(lái)所報(bào)導(dǎo)的溶膠-凝膠技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)是通過(guò)這種技術(shù)可在相對(duì)低溫下合成高熔點(diǎn)玻璃。通常，可采用低于1300℃的溫度。因此，由溶膠-凝膠制備的二氧化硅玻璃比由常規(guī)方法制備的更便宜僅因?yàn)樗母俚哪芰俊Ｈ欢诓捎萌苣z-凝膠法制備二氧化硅玻璃時(shí)，更經(jīng)常地發(fā)現(xiàn)一些夾雜物和缺陷。這些夾雜物和缺陷包括：

1）混到原料和溶膠溶液中的無(wú)機(jī)物如灰質(zhì)；

2）煅燒有機(jī)夾雜物（即碳）而產(chǎn)生的缺陷；

3）膠凝時(shí)產(chǎn)生的或在燒結(jié)步驟產(chǎn)生的微裂紋；

4）燒結(jié)或膠凝步驟中產(chǎn)生的氣泡；

5）燒結(jié)步驟中產(chǎn)生的二氧化硅晶粒；

已知通過(guò)調(diào)整含二氧化硅溶膠的pH并添加一些選自甲酰胺、N-(-2-羥基乙基)-三氯乙酰胺、N-(2羥基乙基)三氟腈、乙酸甲酯和碳酸丙酯中的膠凝劑可制備至少1kg且無(wú)裂紋的二氧化硅主體(US6,209,357)。

而且已知調(diào)制配方可更好地調(diào)控?zé)o裂紋整料的制備，其目的在于獲得特別調(diào)配的凝膠微觀(guān)結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整醇稀釋液（如：乙醇）和/或一種或多種催化劑（如：HCl和HF）的相對(duì)濃度來(lái)提供所述微觀(guān)結(jié)構(gòu)(US5264197)。

還已知通過(guò)混合二氧化硅溶膠和1-10微米粒徑的二氧化硅可高產(chǎn)量地制造無(wú)氣泡的二氧化硅玻璃，其中二氧化硅溶膠/二氧化硅粉末的比例為1.2-2.3。由于顆粒很大，獲得的玻璃不具有可接受的透明度(JP2005255495A)。

WO01/53225(Yazaki)描述了制備合成二氧化硅玻璃制品的溶膠-凝膠法，其中形成的溶膠具有高達(dá)34-40％的二氧化硅含量。

該高含量是通過(guò)將水性膠質(zhì)二氧化硅懸浮體引入硅烷氧基化合物溶液中并緩慢地將混合物攪拌在一起而實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)在二氧化硅/水漿中加入TEOS的實(shí)施例，其中SiO₂:TEOS的比例為0.4:1-5.0:1。但該比例沒(méi)有任何相關(guān)性，因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)施例4和5，其SiO₂:TEOS的比例為5.0或0.4，結(jié)果仍失敗了，因?yàn)榈陀?:20或高于1:4的TEOS:H₂O摩爾比對(duì)所需中值粒徑有不利影響。

根據(jù)Yazaki?WO01/53225，SiO₂:TEOS摩爾比有相關(guān)性。

而且在實(shí)施例1-7中未利用堿改變?nèi)苣z的pH值。實(shí)施例8采用了堿氨水，但SiO₂:TEOS的比例為1:1。

WO02/074704Al(Yazaki)描述了一種通過(guò)溶膠-凝膠法制備二氧化硅制品的方法，包括以下步驟，將氣相二氧化硅、水和酸混合以形成漿液，在漿液中混入烷氧基硅烷形成液體，加入堿，將溶膠膠凝以形成凝膠，采用亞臨界干燥方法干燥凝膠以形成干凝膠，在含有氯氣的氣氛中加熱干凝膠，在不含氯氣的氣氛中加熱干凝膠并加熱凝膠以形成玻璃。

根據(jù)實(shí)施例算得的SiO₂:TEOS比例為2.4:1和2.0:1。

EP1700830A1描述了通過(guò)反向溶膠-凝膠法制備整料尤其是玻璃的方法，包括以下步驟：

a）分散熱解制備的金屬氧化物和/或準(zhǔn)金屬氧化物以形成水分散體或含水的分散體

b）在分散體中加入硅烷氧基化合物，在添加之前任選地加水水解

c）混合各成分以形成均勻膠質(zhì)溶膠

d）任選地從膠質(zhì)溶膠中去除粗質(zhì)物

e）在模具中將膠質(zhì)溶膠膠凝

f）以有機(jī)溶劑替換氣凝膠中所含的水

g）干燥氣凝膠

h）熱處理干凝膠。

根據(jù)EP1700830的實(shí)施例，在起始混合物中SiO₂:TEOS比例為2.0。