隔离材料制造技术

本文描述了隔离结构，其包括：包括多个孔的至少一层微孔层、与微孔层相邻的多孔层、以及整体式气凝胶结构，所述整体式气凝胶结构延伸穿过微孔层的多个孔并穿过多孔层的至少一部分。微孔层过滤来自支架内开裂或损坏的气凝胶的气凝胶粉尘，减缓或防止隔离结构的粉尘损失。

Isolating material

The isolation structure includes: at least one microporous layer including a plurality of apertures, a porous layer adjacent to the microporous layer, and an integrated aerogel structure, which extends through a plurality of holes in the microporous layer and passes through at least a portion of the porous layer. The microporous layer filters aerogel dust from the aerogels that are cracked or damaged inside the scaffolds to slow or prevent the dust loss of the isolation structure.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隔离材料相关申请的交叉引用本申请要求于2016年1月27日提交的美国临时专利申请第62/287,762号，以及2017年1月26日提交的美国申请第15/417,062号的优先权，其各自的全部内容通过引用纳入本文。
本公开通常涉及气凝胶隔离材料领域，并且具体涉及特别是包括包含于支架内的气凝胶材料的隔离材料，相关的复合结构，以及制造方法。
技术介绍
气凝胶是一类具有开孔的多孔材料，其包括相互连接结构的骨架，具有集成在骨架内的相应孔网络，以及在孔网络内的间隙相，其主要由气体如空气组成。气凝胶通常以低密度、高孔隙率、大表面积和小孔尺寸为特征。气凝胶可以通过其物理和结构形状与其它多孔材料区分开来。气凝胶材料是出色的隔离体，主要因为它们的低密度和高度多孔的结构。气凝胶材料通常包括小于100nm量级的非常小的孔。气凝胶结构通常是易碎的，但可以进行加强以获得改进的机械性质，同时保持有益的隔热性质。气凝胶材料还可以纳入多层结构中；然而，气凝胶材料可能是脆的且难以处理。低密度气凝胶的脆性在生产和加工过程中会出现显著的复杂化，严重限制了这些材料的大规模生产。由于产生粉尘(dusting)、开裂或结构退化问题，气凝胶的脆性还使得气凝胶和含气凝胶的材料在安装和应用上有困难。美国专利第6,544,618号描述了一种隔离复合物，其具有：(a)具有反射表面和相对表面的第一热反射层，(b)具有反射表面和相对表面的第二热反射层，和(c)厚度为20μm或更小的多孔金属氧化物膜，其位于第一和第二热反射层之间以使得在第一和第二热反射层之间基本上没有直接的物理接触(热桥接)。类似的，美国公开第2003/0003284号描述了多层复合物，其具有至少一层含气凝胶的层以及至少一层含有聚对苯二甲酸乙二酯纤维的层。美国专利第6,316,092号教导了将气凝胶涂层施加到膜上。美国公开第2009/0029147号提供了增强气凝胶整体件以及用于各种用途的增强复合物。提供了一种柔性气凝胶-开孔泡沫复合物，其包含至少一种开孔泡沫成分和至少一种气凝胶基质。所述柔性气凝胶-开孔泡沫复合物的开孔泡沫成分的孔尺寸大于50微米，或者其中开孔泡沫是粗孔泡沫(coarsecellfoam)。美国公开第2007/0173157号涉及一种隔离结构，其包括至少一个纤维层，所述纤维层包含注入其中的气凝胶材料的连续基质，所述气凝胶材料用粘合剂固定到聚合物片材上。将气凝胶纳入附着聚合物片材的纤维层。纤维层额外涂覆有某一材料例如硅酮、聚氨酯、或丙烯酸，以减少从隔离结构逸出的粉尘。美国专利第7,118,801号涉及包含气凝胶微粒和聚四氟乙烯粘合剂的材料，其具有在大气条件下低于或等于25mW/mK的热导率。该材料是可模塑的或可成形的，具有很少或不具有填料微粒脱落，并且可以例如通过在两个外层之间使得材料结合而形成某些结构如带或复合物。这些复合物可以曲折、拉伸或弯曲而没有明显的粉尘或隔离性质损失。尽管有现有技术的教导，仍然需要气凝胶隔离结构，其提供良好的隔离性质而不会使过量的气凝胶粉尘逸出隔离结构。专利技术概述涵盖的实施方式由权利要求限定，而不是本专利技术概述。该专利技术概述是各个方面的高度综述，并介绍了下面详细说明部分中进一步描述的一些概念。本专利技术概述并不旨在鉴定所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在单独使用以确定所要求保护的主题的范围。应通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及各权利要求来理解主题。本文所公开的是隔离结构，其包含支架和在支架中的整体式气凝胶结构。在一些实施方式中，隔离结构包括多层支架，其具有存在于多层支架中的整体气凝胶结构。在一些实施方式中，支架的至少一层是微孔的。本文中提供了隔离结构，其包括：具有至少一层微孔层的支架，所述微孔层具有第一多个孔；以及延伸穿过微孔层的多个孔的整体式气凝胶结构。在一些实施方式中，提供了隔离结构，其包括：具有至少一层微孔层的支架；以及延伸穿过微孔层的多个孔的整体式气凝胶结构。微孔层是微孔膜，例如膨胀型含氟聚合物膜、膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜、膨胀型聚乙烯(ePT)膜、或膨胀型聚丙烯(ePP)膜。在一实施方式中，微孔层的孔尺寸为0.03μm至210μm，例如，0.03μm至15μm。在其它实施方式中，支架还可以包括多孔层以及延伸穿过多孔层的多个孔的整体式气凝胶结构。至少一层微孔膜具有小于多孔层的孔尺寸。在一实施方式中，多孔层的格利值为300秒或更低，例如50秒或更低。多孔层可以是开孔泡沫，例如，网状泡沫。合适的开孔泡沫包括网状玻璃态炭泡沫、聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫、聚酰亚胺泡沫、陶瓷泡沫、或金属泡沫。在其它实施方式中，多孔层可以是织物层，例如，织造、非织造、或编织织物。在一实施方式中，整体式气凝胶结构包含有机、无机或混合有机-无机材料。所述整体式气凝胶结构可以包括：二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化铪、氧化钇、二氧化铈、碳化物、氮化物、前述化合物的变体、或它们的组合。在一实施方式中，整体式气凝胶结构延伸通过相邻微孔层和多孔层之间的界面。在另一实施方式中，提供了隔离结构，其包括包含如下的支架以及气凝胶结构：至少一层微孔层，例如，膨胀型含氟聚合物膜、膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜、膨胀型聚乙烯(ePE)膜、或膨胀型聚丙烯(ePP)膜；以及与微孔层相邻的至少一层多孔层，例如，泡沫层或织物层；其中，气凝胶结构的一部分延伸穿过微孔层的至少一部分，并且还延伸穿过相邻多孔层的至少一部分。在一实施方式中，提供了包括支架和气凝胶结构的隔离结构，所述支架包含至少一层微孔层和至少一层多孔层，其中，至少一层微孔层与多孔层在多孔层的至少一侧处相邻；其中，气凝胶结构的一部分延伸穿过微孔层的至少一部分，并且还延伸穿过多孔层的至少一部分，其中所述至少一层微孔层包括膨胀型聚乙烯(ePE)膜。在一实施方式中，ePE膜的孔尺寸为0.03μm至210μm，例如，0.03μm至15μm。在另一实施方式中，提供了包括支架和气凝胶结构的隔离结构，所述支架包含至少两层微孔层和至少一层多孔层，其中，至少两层微孔层与多孔层在多孔层的相对侧处相邻；其中，气凝胶结构的一部分延伸穿过微孔层的至少一部分，并且还延伸穿过多孔层的至少一部分，其中所述至少两层微孔层包括膨胀型聚四氟乙烯(ePTFE)膜。在一实施方式中，ePTFE膜的孔尺寸为0.03μm至210μm，例如，0.03μm至15μm。附图说明所包含的附图供本专利技术的进一步理解，并被纳入在本说明书中并构成说明书的一部分以解释实施方式。附图与说明书一起用于解释本公开的原理。本文提及的附图不一定是按比例绘制的，而是有可能放大以显示本公开的各个方面，就此而言，附图不应解释为限制性的。图1是根据本文所公开实施方式的微孔层的支架的截面图，其包括设置于其中的整体式气凝胶结构。图2是根据本文所公开实施方式的微孔层和多孔层的支架的截面图，其包括设置于其中的整体式气凝胶结构。图3是根据本文所公开实施方式的粘附到多孔层的微孔层的支架的截面图，其包括设置于其中的整体式气凝胶结构。图4是根据本文所公开实施方式的微孔层和多孔层的支架的截面图，其包括设置于其中的整体式气凝胶结构。图5是根据本文所公开实施方式的微孔层与多孔层相邻的支架的截面图，其中支架包括设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离结构，其包括：含有至少一层微孔层的支架，以及至少一个整体式气凝胶结构，其延伸穿过所述微孔层的多个孔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 US 62/287,7621.一种隔离结构，其包括：含有至少一层微孔层的支架，以及至少一个整体式气凝胶结构，其延伸穿过所述微孔层的多个孔。2.一种隔离结构，其包括：支架，该支架含有至少一层微孔层和与所述微孔层相邻的至少一层多孔层，以及气凝胶结构，其中，气凝胶结构的一部分延伸穿过所述微孔层的至少一部分并且还延伸穿过所述相邻多孔层的至少一部分。3.如权利要求1所述的隔离结构，其中，所述支架还包含多孔层，并且其中，所述整体式气凝胶结构延伸穿过所述多孔层的多个孔。4.如权利要求2或3所述的隔离结构，其中，所述多孔层和所述微孔层在第一界面处彼此接触，并且其中，所述整体式气凝胶结构延伸跨越第一界面。5.如权利要求3或4所述的隔离结构，其中，所述隔离结构包括两层微孔层，其中，所述两层微孔层在所述多孔层的相反侧上与所述多孔层相邻，并且其中，所述整体式气凝胶结构延伸穿过两层微孔层和所述多孔层的多个孔。6.如权利要求5所述的隔离结构，其中，所述多孔层在第一界面与两层微孔层中的一层接触，其中，所述多孔层在第二界面与两层微孔层中的另一层接触，并且其中，所述整体式气凝胶结构延伸跨越第一和第二界面。7.如权利要求1至6中任一项所述的隔离结构，其特征在于，所述微孔层是微孔膜。8.如权利要求2至7中任一项所述的隔离结构，其特征在于，所述多孔层包括开孔泡沫。9.如权利要求8所述的隔离结构，其中，所述开孔泡沫包括网状玻璃态炭泡沫、聚氨酯泡沫、三聚氰胺泡沫、聚酰亚胺泡沫、陶瓷泡沫、或金属泡沫。10.如权利要求8所述的隔离结构，其特征在于，所述开孔泡沫是网状泡沫。11.如权利要求2至8中任一项所述的隔离结构，其特征在于，所述多孔层...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·里克林恩，M·马格亚尔，E·奥布赖恩，D·米霍西克，O·伊万斯，N·扎非洛珀罗斯，G·戈德，
申请(专利权)人：WL戈尔及同仁股份有限公司，白杨气凝胶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US