Production of silica aerogels
US Patent 4954327 A
Inventor: David H. Blount
Fecha de Publicación: Septiembre 4, 1990
Resumen:
Esta patente describe la producción de aerogel a base de silica que tiene como propiedad el poco cambio de volumen en la producción del mismo. Se producen al crear espuma y al hacerlos reaccionar con un compuesto oxidado a base de silicio. Posteriormente el gel producido se lleva a un proceso de secado. El producto final puede ser utilizado como aislante de calor y sonido, catalizador, agentes espesantes, absorbedor, ente otros.
Ejemplo de fabricación:
Para la fabricación de este producto existen tres principales compuestos, que incluyen algun óxido de silicio, algun compuesto productor de sales y un gas. Ejemplos de óxidos de silicio pueden ser silicatos alcalinometalicos, minerales a base de silicio, silicatos metálicos o mezclas entre sí. Para compuestos productores de sales se utilizan ácidos orgánicos e inorgánicos, dióxido de azufre, compuestos de fosfato o sulfato, fosfato alogenado, entre otros. Se utiliza normalmente ácido clorhídrico o ácido sulfúrico. El gas utilizado sirve como agente espumante y los utilizados pueden incluir, oxígeno, aire, nitrogeno y amoniaco, dióxido de carbono, compuestos orgánicos halogenados. La presión y temperatura utilizada durante a producción son la atmosférica y la temperatura ambiente. El gel de silicio producido debe de tener un pH entre 2 y 9. La composición de la mezcla debe de seguir la siguiente estructura por peso: 50-100partespeso del compuesto oxidado:1-50 partes peso del compuesto que forma sales:1-10 partes peso del gas: 20% peso de un compuesto activo superficial: 200% de un compuesto reforzante: 50% peso de un aglutinante(los porcentajes previos estan basados en el peso de los primeros dos compuestos):500% peso de un líquido orgánico basado en el peso del aerogel: 500% peso de un aglutinante de agua basado en el peso del aerogel.
Como ejemplo de producción se siguen los siguientes pasos:
- utilizar 30 partes peso de una solución 15% ácido clorhídrico y agua y agitarlos en un contenedor abierto a presión atmosférifa y temperatura ambiente
- Agregar lentamente 15% peso de Silicato de Sodio con dióxido de silicio a una relación de 3.25:1 y agitar hasta producir gel.
- El gel producido se seca por medio del aire para producir un aerogel de bajo peso y color blanco. El gel pesa entre una y dos libras por pie cúbico.
- Se seca más el aerogel a una temperatura de 500°C
Referencia:
"Production of Silica Aerogels." Google Books. N.p., n.d. Web. 13 Nov. 2014. <https%3A%2F%2Fwww.google.com%2Fpatents%2FUS4954327%3Fdq%3Daerogel%2Bsilica%26hl%3Den%26sa%3DX%26ei%3Dd1hiVKLsMovVoAS02YCADQ%26ved%3D0CEcQ6AEwBg>.