專利名稱：氣凝膠和中空顆粒粘結(jié)劑組合物、絕緣復(fù)合物和其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣凝膠和中空顆粒粘結(jié)劑組合物、氣凝膠和中空顆粒絕緣復(fù)合物和其制備方法。
背景技術(shù)：
已知?dú)饽z提供優(yōu)異熱和聲音絕緣性能。氣凝膠絕緣材料通過壓制干燥顆粒氣凝膠組合物或通過氣凝膠顆粒與粘結(jié)劑由此提供附著的顆粒塊的方式制備。然而，與其它絕緣材料相比，該氣凝膠更難以制備和使用，因此更昂貴。此外，該氣凝膠組合物盡管提供良好的熱和聲音絕緣性能，但在高溫下趨于提供低耐磨和熱降解性能。
因此，有利的是獲得一種絕緣制品，該制品使氣凝膠絕緣復(fù)合物具有很多優(yōu)點(diǎn)(例如良好的熱/聲音絕緣)以及低成本、改進(jìn)的耐久性和耐熱性。本發(fā)明提供這樣的制品，以及制備該制品的方法。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)，以及另外的發(fā)明特點(diǎn)，將通過這里提供的描述顯而易見。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑、疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粒和非必要的發(fā)泡劑。本發(fā)明還提供一種絕緣復(fù)合物，包括、基本組成為或組成為(a)絕緣基層，它包括、基本組成為或組成為氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，和(b)保護(hù)層，它包括、基本組成為或組成為保護(hù)粘結(jié)劑和非必要的紅外線反射劑和/或增強(qiáng)纖維。還提供一種制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法，該方法包括、基本組成為或組成為(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑和發(fā)泡劑；(b)攪拌該粘結(jié)劑組合物，以提供發(fā)泡粘結(jié)劑組合物，和(c)將該發(fā)泡粘結(jié)劑組合物與疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒結(jié)合以提供氣凝膠中空顆粒粘結(jié)劑組合物。還提供一種制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法，該方法包括、基本組成為或組成為(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑和非必要的發(fā)泡劑；(b)提供一種疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒和(c)將該粘結(jié)劑組合物、氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒同時(shí)施加于基材上，由此將粘結(jié)劑組合物與氣凝膠組合物混合以提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
具體實(shí)施例方式
氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑、疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粒和非必要的發(fā)泡劑。
合適的疏水氣凝膠顆?？膳c本發(fā)明結(jié)合使用。合適的疏水氣凝膠顆粒包括有機(jī)氣凝膠顆粒，如間苯二酚-甲醛或三聚氰胺-甲醛氣凝膠顆粒，和無機(jī)顆粒如金屬氧化物氣凝膠顆粒(如二氧化硅、二氧化鈦和氧化鋁氣凝膠)。優(yōu)選金屬氧化物氣凝膠顆粒，特別是二氧化硅氣凝膠顆粒。合適的疏水氣凝膠顆粒可市購，制備合適的疏水氣凝膠顆粒的方法是已知的(例如，參見WO99/36355A2、WO99/36356A2、WO99/36479A1、WO98/45210A2、WO98/45035A1、WO98/45032A1、WO96/18456A2)。
疏水氣凝膠顆粒合適地包括不透明劑，它降低疏水氣凝膠顆粒的導(dǎo)熱性。合適的不透明劑可使用(包括但不限于)炭黑、碳纖維、二氧化鈦或改性含碳組分，如WO96/18456A2中描述。該疏水氣凝膠顆粒還可包含纖維，合適的纖維包括下面部分討論的那些中的任何一種，使用的疏水氣凝膠顆粒的尺寸部分取決于所需的厚度，其中將氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物涂于基材上(例如作為絕緣復(fù)合物的絕緣基層，如下面部分描述的)。對于本發(fā)明，術(shù)語″顆粒尺寸″和″粒徑″為同義詞。通常，較大的氣凝膠顆粒提供更大的熱絕緣；然而，氣凝膠顆粒應(yīng)比氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物層(例如絕緣復(fù)合物的絕緣基層)的厚度相對小，以使含水粘結(jié)劑圍繞疏水氣凝膠顆粒并形成基質(zhì)。對于大多數(shù)應(yīng)用，適合使用具有平均粒徑(按重量計(jì))約5mm或更低(例如約0.01-5mm)的疏水氣凝膠顆粒。優(yōu)選疏水氣凝膠顆粒具有平均粒徑(按重量計(jì))約3mm或更低(例如約0.1-3mm)或約2mm或更低(例如約0.5-2mm或約1-1.5mm)。本發(fā)明使用的疏水氣凝膠顆優(yōu)選具有窄顆粒尺寸分布。因此，例如使用疏水氣凝膠顆粒，其中至少約95％的疏水氣凝膠顆粒(按重量計(jì))具有粒徑約5mm或更低(例如約0.01-5mm)，優(yōu)選約3mm或更低(例如約0.01-3mm)或甚至約2mm或更低(例如約0.5-2mm或約1-1.5mm)。
該疏水氣凝膠顆粒合適地為近似球形。當(dāng)疏水氣凝膠顆粒與氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的其它組分結(jié)合(因混合或其它因素)時(shí)，這些顆粒的顆粒尺寸和/或形狀可變化(例如還疏水氣凝膠顆?？善屏?。因此，上述所有顆粒尺寸和形狀是指在與氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的其它組分結(jié)合之前的顆粒尺寸和形狀。疏水氣凝膠顆粒在與氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的其它組分結(jié)合之后合適地具有與這種結(jié)合之前的疏水氣凝膠絕緣顆粒大約相同的顆粒尺寸。
本發(fā)明可使用任何合適類型的材料，包括稱為微球體、微泡沫體、微微球、煤胞microspheres，microbubbles，microballoons，cenospheres)和本領(lǐng)域通常使用的其它術(shù)語的材料。術(shù)語″非多孔″，本發(fā)明中是指中空顆粒的壁不以任何明顯程度讓基質(zhì)粘合劑進(jìn)入顆粒內(nèi)部空間。術(shù)語“明顯程度”是指將增加中空非多孔顆粒或絕緣復(fù)合物的導(dǎo)熱性。該中空非多孔顆粒由任何合適材料(包括有機(jī)材料和無機(jī)材料)構(gòu)成，優(yōu)選由具有相當(dāng)?shù)蛯?dǎo)熱性的材料形成。有機(jī)材料包括例如偏氯乙烯/丙烯腈材料、酚類材料、脲醛樹脂材料、聚苯乙烯材料或熱塑性樹脂。無機(jī)材料包括例如玻璃、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、石英、飛灰和陶瓷材料。此外，耐熱絕緣復(fù)合物可包括上述任何一類型的中空非多孔顆粒(例如無機(jī)和有機(jī)中空非多孔顆粒)的混合物。中空顆粒的內(nèi)部空間一般將包括氣體如空氣(即中空顆粒可包括包覆氣體的非多孔材料的殼)。合適的中空顆?？墒匈?。合適的中空非多孔顆粒的例子包括ScotchliteTM玻璃微球和ZeeospheresTM陶瓷微球(制造商都是3M，Inc.)。合適的中空非多孔顆粒還包括EXPANCEL微球(制造商為Akzo Nobel)，，其由包覆氣體的熱塑性樹脂微球構(gòu)成。
中空非多孔顆粒的尺寸將部分取決于將使用凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的特定用途(即組合物可涂于基材上的厚度)。對于本發(fā)明，術(shù)語“顆粒尺寸”和“粒徑”作為同義詞使用。該中空非多孔顆粒的平均顆粒尺寸(按重量計(jì))，小于疏水氣凝膠顆粒的平均顆粒尺寸，這樣中空非多孔顆粒可填充入氣凝膠顆粒，否則將被粘結(jié)劑或其它固體材料填充。通過將氣凝膠顆粒之間的固體材料(即粘結(jié)劑)被中空非多孔材料取代，與不存在中空非多個(gè)顆粒的相同組合物相比，氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物(例如包括氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的絕緣復(fù)合物)的導(dǎo)熱性可降低。對于大多數(shù)應(yīng)用，合適地使用具有平均粒徑(按重量計(jì))約1mm或更低(例如約0.01-1mm)，如約0.5mm或更低(例如約0.01-5mm，約0.015-5mm，或約0.02-0.5mm)的中空非多孔顆粒。通常，該中空非多孔顆粒將具有平均粒徑(按重量計(jì))約0.001mm或更大(例如約0.005mm或更大，或約0.01mm或更大)。例如，對于某些應(yīng)用，要求疏水氣凝膠顆粒的平均顆粒尺寸與中空非多孔顆粒的之比為至少約8∶1，例如至少約10∶1，或甚至至少約12∶1。
用于本發(fā)明的中空非多孔顆粒合適地具有窄分子量分布。因此，例如優(yōu)選使用這樣的中空非多孔顆粒，即其中至少約95％的中空非多孔顆粒(按重量計(jì))具有粒徑約1mm或更低(例如約0.01-1mm)，或約0.5mm或更低(例如約0.015-5mm或約0.02-0.5mm)。
任何量的疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆?？捎糜谀z-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。例如，氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可包括總量約5-99vol.％的疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒，按氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的總液體/固體體積計(jì)。該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的總液體/固體體積可通過測量絕緣基層的合并的液體和固體組分(例如疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粒、粘結(jié)劑、發(fā)泡劑等)的體積確定。若將氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物(例如氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的粘結(jié)劑)發(fā)泡，則氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的總液體/固體體積為發(fā)泡前合并的液體和固體組分的體積。當(dāng)然，隨著疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒的比例升高，氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的導(dǎo)熱性降低，由此產(chǎn)生增強(qiáng)的熱絕緣性能；然而，氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的機(jī)械強(qiáng)度和完整性隨疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒的比例升高而降低，原因在于使用的含水粘結(jié)劑的相對量降低。因此通常需要在氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物中使用約50-95vol.％的合并的液體和固體組分，更優(yōu)選約75-90vol.％的合并氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒。
用于氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的中空非多孔顆粒和疏水氣凝膠顆粒的相對量可根據(jù)最終產(chǎn)品中所需的性能確定。隨著組合物中存在的疏水氣凝膠顆粒的量相對于中空非多孔顆粒的量增加，導(dǎo)熱性降低，改進(jìn)了組合物的熱絕緣性能；然而，由于氣凝膠材料更昂貴并且比中空非多孔顆粒的耐久性差，因此材料的費(fèi)用增加并且材料的機(jī)械強(qiáng)度可能降低。對于大多數(shù)應(yīng)用，可合適使用大約相等量的(按重量計(jì))的中空非多孔顆粒和疏水氣凝膠顆粒(例如疏水氣凝膠顆粒與中空非多孔顆粒的比例為約80∶20至約20∶80，或約60∶40至40∶60，如50∶50)。
任何合適的含水粘結(jié)劑可用于本發(fā)明中，這里使用的術(shù)語含水粘結(jié)劑是指水分散型或水溶性粘結(jié)劑。因此，應(yīng)理解這里使用的術(shù)語含水粘結(jié)劑是指處于潤濕或干燥狀態(tài)的含水粘結(jié)劑(例如在含水粘結(jié)劑已干燥或固化前后，其中粘結(jié)劑可不再包括水的狀態(tài))，即使粘結(jié)劑在干燥或固化后不能分散或溶于含水粘結(jié)劑中。因選取不以任何明顯程度滲透疏水氣凝膠顆粒表面的特殊含水粘結(jié)劑。優(yōu)選的含水粘結(jié)劑是在干燥后提供耐水粘結(jié)劑組合物的那些。合適的含水粘結(jié)劑包括例如丙烯酸類粘結(jié)劑、含硅氧烷的粘結(jié)劑、酚類粘結(jié)劑、乙酸乙烯酯粘結(jié)劑、乙烯-乙酸乙烯酯粘結(jié)劑、苯乙烯-丙烯酸酯粘結(jié)劑、苯乙烯-丁二烯粘結(jié)劑、聚乙烯醇粘結(jié)劑和聚氯乙烯粘結(jié)劑，和丙烯酰胺粘結(jié)劑，及其混合物和共聚物。該粘結(jié)劑可單獨(dú)使用或與合適交聯(lián)劑的組合。優(yōu)選的含水粘結(jié)劑為含水丙烯酸類粘結(jié)劑。
氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可包括任何量的含水粘結(jié)劑。例如氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可包括1-95vol.％的含水粘結(jié)劑，按絕緣基層的總液體/固體體積計(jì)。當(dāng)然，隨著含水粘結(jié)劑的比例升高，氣凝膠與中空非多孔顆粒的比例必須降低，結(jié)果氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的導(dǎo)熱性增加。因此，使用保持所需量的機(jī)械強(qiáng)度的盡可能少的含水粘結(jié)劑是適宜的。對于大多數(shù)應(yīng)用，氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物包括約1-50vol.％的含水粘結(jié)劑，或約5-25vol.％的含水粘結(jié)劑，或甚至約5-10vol.％的含水粘結(jié)劑。
該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物優(yōu)選包括發(fā)泡劑。在不需要受到任何理論約束下，據(jù)信該發(fā)泡劑增強(qiáng)了疏水氣凝膠顆粒和/或中空非多孔顆粒與含水粘結(jié)劑之間的粘結(jié)力。此外，據(jù)信發(fā)泡劑改進(jìn)含水粘結(jié)劑的流變性能(例如可用于噴霧涂布)，特別是在加入疏水氣凝膠顆粒和/或中空非多孔顆粒前或后，通過通過攪拌或混合(例如起泡)合并的粘結(jié)劑和發(fā)泡劑使粘結(jié)劑發(fā)泡，盡管可在不將粘結(jié)劑發(fā)泡下使用發(fā)泡劑。此外，可有利地使用發(fā)泡的粘結(jié)劑，以提供具有比非發(fā)泡組合物低的密度的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
盡管使用的發(fā)泡劑可通過攪拌或混合使粘結(jié)劑發(fā)泡，當(dāng)然，該粘結(jié)劑可使用其它方法，在使用或不使用發(fā)泡劑下發(fā)泡。例如，該粘結(jié)劑可用壓縮空氣或推進(jìn)劑發(fā)泡，或可將粘結(jié)劑通過噴嘴(例如形成高剪切或湍流的噴嘴)使其發(fā)泡。
任何合適的發(fā)泡劑可用于氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物中。合適的發(fā)泡劑包括但不限于泡沫增強(qiáng)表面活性劑(例如非離子、陽離子、陰離子和兩性離子表面活性劑)，以及其它可市購的泡沫增強(qiáng)劑，或其混合物。該發(fā)泡劑應(yīng)存在足夠的量以使含水粘結(jié)劑發(fā)泡，若需要這種發(fā)泡。優(yōu)選使用約0.1-5wt.％，例如約0.5-2wt％的發(fā)泡劑。
該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后的導(dǎo)熱性將部分取決于用于提供絕緣基層的特殊配方。優(yōu)選配制絕緣基層以在干燥后具有導(dǎo)熱性約45mW/(m-K)或更低，優(yōu)選約42mW/(m-K)或更低，或甚至約40mW/(m-K)或更低(例如約35mW/(m-K))。
類似地，該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后的密度部分取決于使用的特定配方。優(yōu)選配制絕緣基層以在干燥后具有密度約0.5g/cm3或更低，優(yōu)選約0.3g/cm3或更低，如約0.2g/cm3或更低，或甚至約0.1g/cm3或更低(例如約0.05g/cm3或更低)。
該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物還包括增強(qiáng)纖維。這些增強(qiáng)纖維還可對氣凝膠中空顆粒粘結(jié)劑組合物提供額外的機(jī)械強(qiáng)度，并因此提供包括該粘結(jié)劑組合物的耐熱復(fù)合物?？墒褂萌魏魏线m類型的纖維，如玻璃纖維、氧化鋁、磷酸鈣礦物棉、硅灰石、陶瓷、纖維素、碳、棉花、聚酰胺、聚苯并咪唑、聚芳酰胺、丙烯酸類、酚類、聚酯、聚乙烯、PEEK、聚丙烯和其它聚烯烴類型，或其混合物。優(yōu)選的纖維為耐熱和耐火的纖維部分。纖維還可為反射紅外輻射的纖維類型，如碳纖維、金屬化纖維、或其它合適的紅外反射材料的纖維。這些纖維可為任何合適長度的單股，其可通過例如將纖維與氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的其它組分噴涂到基材上(例如通過在噴涂前將纖維與氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑的一種或多種其它組分混合，或通過單獨(dú)將纖維噴涂在基材上)施用。此外，該纖維可纖維網(wǎng)或編織網(wǎng)形式，例如可將其涂于基材上，并將氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物噴涂、刷涂或以其它方式涂于纖維網(wǎng)或編織網(wǎng)上。可施用足夠量的纖維，以對其中將使用氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的特定應(yīng)用提供所需量的機(jī)械強(qiáng)度。該纖維的存在量通常為約0.1-50wt.％，合適地約1-20wt.％，如約2-10wt.％，按氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的重量計(jì)。
絕緣復(fù)合物本發(fā)明的絕緣復(fù)合物包括、基本組成為或組成為(a)絕緣基層，它包括、基本組成為或組成為上述氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，和(b)保護(hù)層，它包括、基本組成為或組成為保護(hù)粘結(jié)劑和非必要的紅外反射劑和/或增強(qiáng)劑。
絕緣基層可具有任何所需厚度，包括較厚絕緣基層的絕緣復(fù)合物具有較大的隔熱和/或隔音性能；然而，本發(fā)明的絕緣復(fù)合物可使用相當(dāng)薄的絕緣基層，同時(shí)仍然提供優(yōu)良的隔熱和/或隔音性能。對于大多數(shù)應(yīng)用，厚度約1-15mm，例如約2-6mm的絕緣基層提供足夠的絕緣。
該保護(hù)層賦予絕緣復(fù)合物較高的機(jī)械強(qiáng)度和/或保護(hù)基層不會因一種或多種環(huán)境因素(例如熱、潮濕、磨損、沖擊等)造成的降解。保護(hù)粘結(jié)劑可為耐絕緣復(fù)合物將暴露其下的特定條件(例如熱、應(yīng)力、潮濕等)的任何合適粘結(jié)劑。因此粘結(jié)劑的選取將部分取決于絕緣復(fù)合物所需的特殊性能。該保護(hù)粘結(jié)劑可與絕緣基層的含水粘結(jié)劑相同或不同。合適的粘結(jié)劑包括含水和非水天然和合成粘結(jié)劑。這些粘結(jié)劑的例子包括如上所述的適用于絕緣基層的任何含水粘結(jié)劑以及非水粘結(jié)劑。優(yōu)選的粘結(jié)劑為含水粘結(jié)劑，如含水丙烯酸類粘結(jié)劑。特別優(yōu)選的是自交聯(lián)粘結(jié)劑，如自交聯(lián)丙烯酸類粘結(jié)劑。保護(hù)層可基本上或完全無中空非多孔顆粒，優(yōu)選基本上無或完全無氣凝膠顆粒?；旧蠠o氣凝膠顆粒和/中空非多孔顆粒是指保護(hù)層含約20vol.％或更低、如約10vol.％或更低，或甚至約5vol.％或更低(例如約1vol.％或更低)的氣凝膠顆粒和/或中空非多孔顆粒。
紅外反射試劑可為反射或不阻止紅外輻射的任何化合物或組合物，包括不透明劑如炭黑、二氧化鈦(金紅石)，以及金屬和非金屬顆粒，纖維，顏料和其混合物。優(yōu)選的紅外反射劑包括金屬顆粒、顏料和糊料，如鋁、不銹鋼、銅/鋅合金和銅/鉻合金。特別優(yōu)選鋁顆粒、顏料和糊料。為防止反射劑在保護(hù)粘結(jié)劑中沉降，保護(hù)層有利地包括抗沉降劑。合適的抗沉降劑包括市購的煅制金屬氧化物、粘土和金屬懸浮試劑。特別優(yōu)選的抗沉降試劑是煅制金屬氧化物如煅制二氧化硅，和粘土如hectorites。該保護(hù)層還可包括潤濕劑，如非發(fā)泡表面活性劑。
保護(hù)層的優(yōu)選配料包括增強(qiáng)纖維。該增強(qiáng)纖維可對保護(hù)層提供額外的機(jī)械強(qiáng)度，并因此提供耐熱絕緣復(fù)合物額外的機(jī)械強(qiáng)度。可使用任何合適類型的纖維，如玻璃纖維、氧化鋁、磷酸鈣、礦物棉、硅灰石、陶瓷、纖維素、碳、棉花、聚酰胺、聚苯并咪唑、聚芳酰胺、丙烯酸類、酚類、聚酯、聚乙烯、PEEK、聚丙烯和其它聚烯烴類型，或其混合物。優(yōu)選的纖維為耐熱和耐火的，它們是不具有可呼吸部分的纖維。纖維還可為反射紅外輻射的纖維類型，并且可與上述紅外反射劑一起使用或代替上述紅外反射劑。例如可使用碳纖維或金屬化纖維，它們同時(shí)增強(qiáng)和紅外反射性能。這些纖維可為任何合適長度的單股，其可通過例如將纖維與保護(hù)層的其它組分噴涂到絕緣基層上(例如通過在噴涂前將纖維與保護(hù)層的一種或多種其它組分混合，或通過單獨(dú)將纖維噴涂在絕緣基層上)施用。此外，該纖維可纖維網(wǎng)或編織網(wǎng)形式，例如可將其涂于絕緣基層上，并將保護(hù)層的其它組分噴涂、刷涂或以其它方式涂于纖維網(wǎng)或編織網(wǎng)上?？墒┯米銐蛄康睦w維，以對其中將使用絕緣復(fù)合物的特定應(yīng)用提供所需量的機(jī)械強(qiáng)度。該纖維的存在量通常為約0.1-50wt.％，合適地約1-20wt.％，如約2-10wt.％，按保護(hù)粘結(jié)劑和紅外反射劑的重量計(jì)。
保護(hù)層的厚度將部分取決于保護(hù)程度和所需的強(qiáng)度。盡管保護(hù)層可為任何厚度，但通常需要保持絕緣復(fù)合物的厚度最小，并由此將保護(hù)層的厚度降至所需的最小量以提供特定應(yīng)用的足夠保護(hù)量。通常，可通過約1mm厚或更低的保護(hù)層提供足夠的保護(hù)。
絕緣復(fù)合物的導(dǎo)熱性將主要取決于絕緣基層的特定配方，盡管保護(hù)層的配料可具有一些效果。優(yōu)選如此配制絕緣復(fù)合物，使其在干燥后具有導(dǎo)熱性能約45mW/(m-K)或更低，更優(yōu)選約42mW/(m-K)或更低，或甚至約40mW/(m-K)或更低(例如35mW/(m-K)。
通過本發(fā)明的提供的絕緣復(fù)合物具有合適的耐熱性。這里用于描述本發(fā)明絕緣復(fù)合物的術(shù)語“耐熱性”是指該絕緣復(fù)合物在高熱條件下基本上不降解。本發(fā)明中認(rèn)為絕緣復(fù)合物耐熱的含義是，該復(fù)合物暴露于高熱條件下1小時(shí)后，該絕緣復(fù)合物保持原質(zhì)量的至少約85％，優(yōu)選至少約90％，更優(yōu)選至少約95％，或甚至至少約98％或所有其原質(zhì)量。具體地，高耐熱條件按如下設(shè)置使用250W加熱元件(IRB，由EdmundBilhier GmbH，Germany制造)，這些元件與熱空氣鼓風(fēng)機(jī)(HG3002 LCD，由Steinel GmbH，Germany制造)連接，其具有圍繞該裝置排列的鋁板，由此形成洞道。將該絕緣復(fù)合物在距離加熱元件約20mm處(保護(hù)層面對加熱元件)暴露于高熱條件下，其中熱空氣鼓風(fēng)機(jī)(在完全鼓風(fēng)設(shè)定和最低熱設(shè)定下)在加熱元件與絕緣復(fù)合物之間提供連續(xù)空氣流。該絕緣復(fù)合物在這些條件下不會出現(xiàn)肉眼可見的降解。
當(dāng)該絕緣復(fù)合物在特定可燃性分級條件下使用時(shí)，例如當(dāng)將其暴露于明火焰或特別高溫條件下時(shí)，該絕緣復(fù)合物需要包括合適的阻燃劑。阻燃劑可包括在絕緣復(fù)合物的絕緣基層和/或保護(hù)層中。合適的阻燃劑包括氫氧化鋁、氫氧化鎂、多磷酸銨和各種含磷物質(zhì)，和其它可市購的阻燃劑和膨脹劑。
氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物或絕緣復(fù)合物(例如絕緣復(fù)合物的絕緣基層和/或保護(hù)層)還可包括其它組分，如本領(lǐng)域已知的各種添加劑。這些添加劑的例子包括流變控制劑和增稠劑，如煅制二氧化硅、聚丙烯酸酯、聚羧酸、纖維素聚合物，以及天然樹膠、淀粉和糊精。其它添加劑包括溶劑和助溶劑，條件是它們的用量不會造成粘結(jié)劑體系明顯程度地滲透入疏水氣凝膠顆粒。
制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物和絕緣復(fù)合物的方法氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可通過任何合適的方法提供。例如，可通過任何合適的方法將疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粒和含水粘結(jié)劑混合，由此形成氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，然后例如通過將氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物刷涂、噴涂到基物上將其施于基物上。
然而，該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物優(yōu)選通過本發(fā)明另一方法提供，特別地制備本發(fā)明氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法包括、基本組成為或組成為(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑和發(fā)泡劑，(b)將該粘結(jié)劑組合物攪拌提供發(fā)泡粘結(jié)劑組合物，和(c)將該發(fā)泡的粘結(jié)劑組合物與疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆?；旌咸峁饽z-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。然后將如此制備的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物涂于基物上。
此外，根據(jù)本發(fā)明另一方面，可通過如下方法提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，該方包括、基本組成為或組成為(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括、基本組成為或組成為含水粘結(jié)劑和非必要的發(fā)泡劑，(b)提供疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒，和(c)將粘結(jié)劑組合物、疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒同時(shí)涂于基物上，如此將該粘結(jié)劑組合物與氣凝膠-中空顆粒組合物混合由此提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
根據(jù)本發(fā)明，可將粘結(jié)劑組合物、疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆(例如一起或分別)通過任一合適的方法，例如通過將這些組分刷涂或優(yōu)選噴涂與基物上的方式施于基物上。術(shù)語“同時(shí)涂布”是指將粘結(jié)劑組合物、疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆同時(shí)分別輸送到基物上，其中在輸送過程中將這些組分混合(例如在流路中或基物表面上混合)。這可通過例如將疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粘和結(jié)劑組合物同時(shí)噴涂于基物上完成，由此將粘結(jié)劑組合物、疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆通過單獨(dú)的流路輸送。這些流路可在噴涂裝置內(nèi)連接，這樣可將混合的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物輸送到基物上，或流路可完全分離，這樣將疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒在相應(yīng)的組合物到達(dá)基物時(shí)才與粘結(jié)劑組合物混合。
為此，本發(fā)明提供一種制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法，以及通過該方法制備的組合物，該組合物可用于提供絕緣復(fù)合物的絕緣基層，或可用于其它目的。通過按照這些步驟將疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒與粘結(jié)劑組合物混合，可提供具有合適(若非獨(dú)特的)性能的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，該氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物是本發(fā)明的另一方面，特別地，在不希望受任何特殊理論束縛下，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物呈現(xiàn)降低“潤濕”(wet-out)氣凝膠顆粒和/或中空非多孔顆粒的趨勢，由此降低氣凝膠顆粒和/或中空非多孔顆粒從組合物中相互分離的趨勢，此外，本發(fā)明方法可使用高的氣凝膠和中空非多孔顆粒與粘結(jié)劑的比例，如此強(qiáng)化氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的熱性能并降低氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物密度。此外，本發(fā)明的方法提供一種可噴涂的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，和該組合物在應(yīng)用中適應(yīng)性，并提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的用途。疏水氣凝膠顆粒、中空非多孔顆粒、粘結(jié)劑組合物和發(fā)泡劑為前面針對氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物和絕緣復(fù)合物描述的。
盡管優(yōu)選可通過攪拌或混合使粘結(jié)劑單獨(dú)或與發(fā)泡劑組合發(fā)泡，但也可使用其它發(fā)泡方法。例如粘結(jié)劑可用壓縮空氣或推進(jìn)劑發(fā)泡，或可將粘結(jié)劑通過噴嘴(例如產(chǎn)生高剪切或湍流的噴嘴)發(fā)泡。
本發(fā)明還提供制備絕緣復(fù)合物的方法，該方法包括、基本組成為或組成為(a)在基物上設(shè)置絕緣基層，該基層包括、基本組成為或組成為這里描述的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，和(b)將保護(hù)層涂于絕緣基層表面，該保護(hù)層包括、基本組成為或組成為保護(hù)粘結(jié)劑和非必要的紅外反射劑和/或增強(qiáng)纖維。保護(hù)層的組分為前面描述的。優(yōu)選將保護(hù)層的組分混合，以提供保護(hù)涂布組合物，然后將其通過合適的方法例如通過刷涂或噴涂施于絕緣基層的表面。
盡管可將粘合劑或偶聯(lián)劑用于使保護(hù)層與絕緣層粘結(jié)，但根據(jù)本發(fā)明并不需要這些粘合劑，因?yàn)榻^緣基層或保護(hù)層中的粘結(jié)劑可提供所需的粘結(jié)力。優(yōu)選在絕緣基層為潤濕的時(shí)將保護(hù)層涂于絕緣基層上，但也可在絕緣基層干燥后涂布。該絕緣復(fù)合物(例如絕緣復(fù)合物的絕緣基層和/或保護(hù)層)或氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可在環(huán)境條件或加熱下例如在烘箱中干燥。
應(yīng)用和最終用途本發(fā)明的絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物及其制備方法當(dāng)然可用于任何合適的目的。然而，本發(fā)明的絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物特別適用于要求絕緣的應(yīng)用，在該應(yīng)用模式中提供熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和/或柔韌性。例如，按照優(yōu)選的配料，特別是可噴涂的配料，絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可用于耐高溫的絕緣表面，并且特別適用于通過其它方法保護(hù)困難或費(fèi)用高的絕緣表面。這些應(yīng)用的例子包括機(jī)動車輛和裝置的各種部件，特別是發(fā)動機(jī)部件、防火墻、油罐、轉(zhuǎn)向柱、承油盤、中繼線和備用輪胎，或機(jī)動車或裝置的任何其它部件。該絕緣復(fù)合物特別適用于機(jī)動車底部的絕緣，特別是作為接近排氣系統(tǒng)的部件的保護(hù)。當(dāng)然，本發(fā)明的絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可用于在很多其它應(yīng)用中提供絕緣。例如該絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物可用于使管道、壁和加熱或冷卻導(dǎo)管絕緣。盡管絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的優(yōu)選配料可為可噴涂的配料，但該絕緣復(fù)合物和氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物也可擠出或模塑以提供絕緣制品如瓦片、嵌板或各種成型制品。為此，本發(fā)明還提供一種基物，如前面描述的任何一種，它包括本發(fā)明的絕緣復(fù)合物或氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，以及使基物絕緣的方法，該方法包括使用絕緣復(fù)合物、氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物或其制備方法或用途中的任何一種。
下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，當(dāng)然不以任何方式限制其范圍。
實(shí)施例1本實(shí)施例說明本發(fā)明氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的制備和性能。
按如下制備粘結(jié)劑組合物，將200g含水丙烯酸酯粘結(jié)劑(LEFASOLTM168/1，制造商Lefatex Chemie GmbH，Germany)、1.7g發(fā)泡劑(HOSTAPURTMOSB，制造商Clariant GmbH，Germany)和30g多磷酸銨阻燃劑(ExoLITTMAP420，制造商Clariant GmbH，Germany)在常規(guī)混合器中混合。將該粘結(jié)劑組合物混合至獲得3dm3發(fā)泡組合物。然后在攪拌下慢慢加入50g不透明的疏水氣凝膠珠粒(NANOGELTM珠粒，制造商Cabot NanogelGmbH，Germany)和50g玻璃微球(B23/500，制造商3M，Inc.，Minnesota)，以保持體積3dm3，由此提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物(樣品1A).
按與樣品1A相同的方式制備另外兩種組合物，不同的是該組合物包含100g玻璃微球，而無任何氣凝膠顆粒(樣品1B)或100g不透明的疏水氣凝膠珠粒而無任何玻璃微球(樣品1C)。將各樣品用刮刀涂于具有深度1.5cm的25cm×25cm框架上。將該框架襯上鋁箔。將該組合物在130℃下干燥2小時(shí)。將該組合物冷卻后，從框架中切割出20cm×20cm樣品，各樣品的導(dǎo)熱性用LAMBDACONTROLTMA50導(dǎo)熱儀器(制造商Hesto ElektronikGmbH，Germany)在上壓盤溫度36℃和下壓盤溫度10℃下測量。樣品的密度用各樣品的重量除以其尺寸測定。結(jié)果在表1中給出。
表1
這些結(jié)果說明，按照本發(fā)明制備的氣凝膠中空-顆粒粘結(jié)劑組合物具有良好的導(dǎo)熱性和低密度。
實(shí)施例2本實(shí)施例說明根據(jù)本發(fā)明的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的制備和性能。
按如下制備粘結(jié)劑組合物，將200g含水丙烯酸酯粘結(jié)劑(WORLEECRYLTM1218，制造商Worlee Chemie GmbH，Germany)、1.2g發(fā)泡劑(HOSTAPURTMOSB，制造商Clariant GmbH，Germany)和10g水在Oakes發(fā)泡器(購自E.T.Oakes Corporation，Hauppauge，New York)中，在轉(zhuǎn)子-定子速度約1000rpm、泵速約25％容量和空氣流速約2.4dm3/min下混合。然后用常規(guī)混合器慢慢加入80g不透明疏水氣凝膠珠粒(NANOGELTM珠粒，制造商Cabot Nanogel GmbH，Germany)和5g熱塑性樹脂微球(EXPANCEL091 DE 40 d30微球，制造商Akzo Nobel)以保持混合物體積，由此提供氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物(樣品2A)。
按與樣品2A相同的方式制備另外三種組合物，不同的是使用不同的中空非多孔顆粒組合物。具體地，樣品2B的中空非多孔顆粒由33.3gEXPANCEL551 WE 40 d36微球(制造商也是Akzo Nobel)和80g不透明疏水氣凝膠珠粒組成。樣品2C的中空非多孔顆粒由5g EXPANCEL091DE 40 d30微球、40g NANOGELTM微球和45g B23/500玻璃微球(制造商3M，Inc.，Minnesota)組成。最后，樣品2D的中空非多孔顆粒由33.3gEXPANCEL551 WE 40 d36微球、40g NANOGELTM珠粒和45g B23/500玻璃微球組成。將各樣品用刮刀涂于具有深度1.5cm的25cm×25cm框架上。將該框架襯上鋁箔。將組合物在130℃下干燥2小時(shí)。將該組合物冷卻后，從框架中切割出20cm×20cm樣品，各樣品的導(dǎo)熱性用LAMBDACONTROLTMA50導(dǎo)熱儀器(制造商Hesto Elektronik GmbH，Germany)在上壓盤溫度36℃和下壓盤溫度10℃下測量。樣品的密度用各樣品的重量除以其尺寸測定。結(jié)果在表2中給出。
表2
這些結(jié)果說明，不同的中空非多孔顆粒的混合物可用于獲得本發(fā)明的氣凝膠中空-顆粒粘結(jié)劑組合物。用該組合物形成的基物顯示低導(dǎo)熱性和低密度。
實(shí)施例3本實(shí)施例證明包括保護(hù)層和本發(fā)明的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物作為絕緣基層的絕緣復(fù)合物的耐熱性。
按如下制備涂料組合物，將58g含水丙烯酸酯粘結(jié)劑(WORLEECRYLTM1218，制造商Worlee Chemie GmbH，Germany)與22.6g煅制二氧化硅抗沉降劑(CAB-O-SPERSETM，制造商Cabot Corporation，Massachusetts)和作為抗反射劑的19.4g鋁顏料糊料(STAPATMHydroxalWH 24 n.l.，制造商Eckart GmbH，Germany)混合。
將該混合物用磁攪拌器慢慢混合，然后將該涂料組合物涂于實(shí)施例2的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物(樣品2A-2D)上使其具有厚度約1mm，由此獲得絕緣復(fù)合物(分別為樣品3A-3D)。
然后將各絕緣復(fù)合物放在設(shè)計(jì)的儀器中以測定絕緣復(fù)合物的耐熱性。具體地，該儀器包括250W加熱元件(IRB，由EdmundBilhier GmbH，Germany制造)，這些元件與熱空氣鼓風(fēng)機(jī)(HG3002 LCD，由Steinel GmbH，Germany制造)連接，其具有圍繞該裝置排列的鋁板，由此形成洞道。將該絕緣復(fù)合物在距離加熱元件(保護(hù)層面對加熱元件)約20mm處暴露于高熱條件下約30分鐘，其中熱空氣鼓風(fēng)機(jī)(在完全鼓風(fēng)設(shè)定和最低熱設(shè)定下)在加熱元件與絕緣復(fù)合物之間提供連續(xù)空氣流。在整個(gè)測試中監(jiān)測該絕緣復(fù)合物的背面(即保護(hù)層和加熱元件反面)溫度以確定最大忍耐溫度。這些測量結(jié)果在下表3中給出。
表3
這些結(jié)果證明包括保護(hù)層和本發(fā)明氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的絕緣復(fù)合物耐熱并且在高熱條件下顯示良好的熱絕緣性能。
這里引用的所有參考文獻(xiàn)(包括公開出版物、專利申請和專利)按照與各自單獨(dú)和具體引入的相同程度引入，并且其整體內(nèi)容這里引入作為參考。
描述本發(fā)明的上下文(特別是下面權(quán)利要求上下文)中使用的術(shù)語“a”、“an”和“the”和類似的指代詞應(yīng)解釋為同時(shí)覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非另有說明或通過上下文明顯相反。術(shù)語“包含、“具有”和“包括”應(yīng)解釋為開放式的(意即“包括、但不限于”)，除非另有說明。這里數(shù)值范圍的敘述僅起到分別針對落入該范圍的各分離值的縮寫方法的作用，除非另有說明，各分離的值包括在說明書中，與單獨(dú)引用的一樣。這里描述的方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非另有說明或通過上下文明顯相反。這里給出的任一和所有實(shí)施例或示例性語言(如“例如”)的使用僅用于更好地說明本發(fā)明而不對本發(fā)明的范圍施加任何限制，除非另有說明。說明書中的語言不應(yīng)解釋為是表示作為實(shí)施本發(fā)明基本的任何不要求保護(hù)的元素。
這里描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，包括發(fā)明人已知的實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。在閱讀說明書后，那些優(yōu)選實(shí)施方案的各種變化對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員變得顯而易見的。發(fā)明人預(yù)期本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員可合適地使用這些變化，發(fā)明人將通過不同于這里描述的具體實(shí)施方案的其它方式實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括專利法允許的所附權(quán)利要求中引用的主題的各種改進(jìn)和等同物。此外，除非另有說明或與上下文明顯相反，在其所有變化中的上述元素的任何組合都包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，包括含水粘結(jié)劑、氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒。
2.權(quán)利要求1的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中疏水氣凝膠顆粒具有平均粒徑(按重量計(jì))約0.1-3mm。
3.權(quán)利要求2的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中疏水氣凝膠顆粒具有平均粒徑(按重量計(jì)約0.5-2mm。
4.權(quán)利要求3的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中至少約95％的疏水氣凝膠顆粒(按重量計(jì))具有粒徑約0.5-2mm。
5.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中疏水氣凝膠顆粒包括不透明試劑。
6.權(quán)利要求5的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中不透明試劑為二氧化鈦、炭黑或其混合物。
7.權(quán)利要求1-6任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中氣凝膠顆粒包含纖維。
8.權(quán)利要求1-7任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中疏水氣凝膠顆粒為近似球形。
9.權(quán)利要求1-8任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物包括疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒，其總量為約5-99vol.％。
10.權(quán)利要求1-9任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中疏水氣凝膠顆粒包括二氧化硅。
11.權(quán)利要求1-10任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中中空非多孔顆粒具有平均顆粒尺寸(按重量計(jì))低于約1mm。
12.權(quán)利要求11的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中至少約95％的中空非多孔顆粒(按重量計(jì))具有顆粒尺寸低于約1mm。
13.權(quán)利要求1-12任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中中空非多孔顆粒的平均顆粒尺寸低于氣凝膠顆粒的平均顆粒尺寸。
14.權(quán)利要求1-13任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中中空非多孔顆粒包括玻璃。
15.權(quán)利要求1-14任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，進(jìn)一步包括發(fā)泡劑。
16.權(quán)利要求1-15任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中含水粘結(jié)劑為發(fā)泡的粘結(jié)劑。
17.權(quán)利要求1-16任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中含水粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑、含硅氧烷粘結(jié)劑、酚類粘結(jié)劑或其混合物。
18.權(quán)利要求17的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中含水粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑。
19.權(quán)利要求1-18任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，進(jìn)一步包括阻燃劑。
20.權(quán)利要求1-19任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中組合物為可噴涂的。
21.權(quán)利要求1-20任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后具有導(dǎo)熱性約45mW/(m-K)或更低。
22.權(quán)利要求1-21任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后具有密度0.5g/cm3或更低。
23.一種絕緣復(fù)合物，包括(a)絕緣底涂層，它包括權(quán)利要求1-22任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物，和(b)包括保護(hù)粘結(jié)劑的保護(hù)涂層。
24.權(quán)利要求23的絕緣復(fù)合物，其中絕緣基層的厚度為約1-10mm。
25.權(quán)利要求23或24的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑、含硅氧烷粘結(jié)劑、酚類粘結(jié)劑或其混合物。
26.權(quán)利要求25的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑。
27.權(quán)利要求23-26任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)粘結(jié)劑為交聯(lián)粘結(jié)劑。
28.權(quán)利要求23-27任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括抗沉降劑。
29.權(quán)利要求23-28任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括紅外反射劑。
30.權(quán)利要求29的絕緣復(fù)合物，其中紅外反射劑包括金屬顆粒。
31.權(quán)利要求30的絕緣復(fù)合物，其中金屬顆粒為鋁顆粒。
32.權(quán)利要求23-31任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括阻燃劑。
33.權(quán)利要求23-32任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括增強(qiáng)纖維。
34.權(quán)利要求23-33任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層的厚度為約1mm或更低。
35.權(quán)利要求23-34任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中保護(hù)層基本上無疏水氣凝膠。
36.權(quán)利要求23-35任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物，其中絕緣復(fù)合物為耐熱的。
37.一種基物，包括權(quán)利要求1-22任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
38.一種基物，包括權(quán)利要求23-36任何一項(xiàng)的絕緣復(fù)合物。
39.權(quán)利要求37或38的基物，其中該基物為機(jī)動車或裝置的部件。
40.權(quán)利要求39的基物，其中基物為機(jī)動車或其部件的底部。.
41.一種制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法，包括(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括含水粘結(jié)劑和發(fā)泡劑，(b)將該粘結(jié)劑組合物攪拌提供發(fā)泡粘結(jié)劑組合物，和(c)將該發(fā)泡的粘結(jié)劑組合物與疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆?；旌咸峁饽z-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
42.一種制備氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的方法，包括(a)提供一種粘結(jié)劑組合物，它包括含水粘結(jié)劑，(b)提供疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒，和(c)將粘結(jié)劑組合物、疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒同時(shí)涂于基物上，如此將該粘結(jié)劑組合物與疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆?；旌嫌纱颂峁饽z-中空顆粒粘結(jié)劑組合物。
43.權(quán)利要求41或42的方法，其中疏水氣凝膠顆粒具有平均粒徑(按重量計(jì))約0.1-3mm。
44.權(quán)利要求43的方法，其中疏水氣凝膠顆粒具有平均粒徑(按重量計(jì))約0.5-2mm。
45.權(quán)利要求44的方法，其中至少約95％的疏水氣凝膠顆粒(按重量計(jì)具有粒徑約0.5-2mm。
46.權(quán)利要求41-45任何一項(xiàng)的方法，其中疏水氣凝膠顆粒為近似球形。
47.權(quán)利要求41-46任何一項(xiàng)的方法，其中疏水氣凝膠顆粒包括二氧化硅。
48.權(quán)利要求41-47任何一項(xiàng)的方法，其中中空非多孔顆粒具有平均顆粒尺寸按重量計(jì))低于約1mm。
49.權(quán)利要求48的方法，其中至少約95％的中空非多孔顆粒(按重量計(jì))具有顆粒尺寸低于約1mm。
50.權(quán)利要求41-49任何一項(xiàng)的方法，其中中空非多孔顆粒的平均顆粒尺寸低于氣凝膠顆粒的平均顆粒尺寸。
51.權(quán)利要求41-50任何一項(xiàng)的方法，其中中空非多孔顆粒包括玻璃。
52.權(quán)利要求41-51任何一項(xiàng)的方法，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物包括疏水氣凝膠顆粒和中空非多孔顆粒，其總量為約5-99vol.％。
53.權(quán)利要求41-52任何一項(xiàng)的方法。其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物包括0.1-5wt.％的發(fā)泡劑。
54.權(quán)利要求41-53任何一項(xiàng)的方法，其中疏水氣凝膠顆粒包括不透明試劑。
55.權(quán)利要求54的方法，其中不透明試劑為二氧化鈦或炭黑。
56.權(quán)利要求41-55任何一項(xiàng)的方法，其中氣凝膠顆粒含纖維。
57.權(quán)利要求41-56任何一項(xiàng)的方法，其中含水粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑、硅氧烷粘結(jié)劑、脲醛粘結(jié)劑或其混合物。
58.權(quán)利要求57的方法，其中含水粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑。
59.權(quán)利要求41-58任何一項(xiàng)的方法，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后具有導(dǎo)熱性約45mW/(m-K)或更低。
60.權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法41-59，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物在干燥后具有密度0.5g/cm3或更低。
61.一種制備絕緣復(fù)合物的方法，包括在基物上設(shè)置包括權(quán)利要求1-22任何一項(xiàng)的氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物的絕緣基層，和(b)將包括保護(hù)粘結(jié)劑的保護(hù)層涂于絕緣基層的表面上。
62.權(quán)利要求61的方法，其中氣凝膠-中空顆粒粘結(jié)劑組合物按照權(quán)利要求41-60任何一項(xiàng)的方法制備。
63.權(quán)利要求61或62的方法，其中將絕緣基層通過噴涂涂于基物上。
64.權(quán)利要求61-63任何一項(xiàng)的方法，其中將保護(hù)層通過噴涂涂于絕緣基層的表面上。
65.權(quán)利要求61-64任何一項(xiàng)的方法，其中在絕緣基層潤濕下將保護(hù)層涂于絕緣基層表面。
66.權(quán)利要求61-65任何一項(xiàng)的方法，其中絕緣基層的厚度為約1-15mm。
67.權(quán)利要求61-66任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑、含硅氧烷粘結(jié)劑、酚類粘結(jié)劑或其混合物。
68.權(quán)利要求67的方法，其中保護(hù)粘結(jié)劑為丙烯酸類粘結(jié)劑。
69.權(quán)利要求61-68任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)粘結(jié)劑為交聯(lián)粘結(jié)劑。
70.權(quán)利要求61-69任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括抗沉降劑。
71.權(quán)利要求61-70任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括紅外反射劑。
72.權(quán)利要求71的方法，其中紅外反射劑包括金屬顆粒。
73.權(quán)利要求72的方法，其中金屬顆粒為鋁顆粒。
74.權(quán)利要求61-73任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括阻燃劑。
75.權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法61-74，其中保護(hù)層的厚度為約1mm或更低。
76.權(quán)利要求61-75任何一項(xiàng)的方法，其中保護(hù)層進(jìn)一步包括增強(qiáng)纖維。
77.權(quán)利要求任何一項(xiàng)的方法61-76，其中保護(hù)層基本上無疏水凝膠顆粒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括含水粘結(jié)劑、疏水氣凝膠顆粒和中孔非多孔顆粒的氣凝膠－中空顆粒粘結(jié)劑組合物，以及包括該氣凝膠－中空顆粒粘結(jié)劑組合物的絕緣復(fù)合物，和制備該氣凝膠－中空顆粒粘結(jié)劑組合物和絕緣復(fù)合物的方法。
文檔編號E04F13/00GK1668372SQ03816664
公開日2005年9月14日 申請日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者雷克斯·J·菲爾德, 比特·沙伊德曼特爾 申請人:卡伯特公司