包含增强的气凝胶复合物的层叠体制造技术

本文描述了气凝胶复合物。气凝胶复合物包括：具有顶部表面和底部表面的至少一层基底层，所述基底层包含增强气凝胶组合物，所述增强气凝胶组合物包含增强材料和整体式气凝胶骨架；含有第一面材的第一面层，其附着至基底层的顶部表面；以及含有第二面材的第二面层，其附着到基底层的底部表面。基底层的整体式气凝胶骨架的至少一部分延伸到第一面层和第二面层的至少一部分中。第一面材和第二面材各自基本由含氟聚合材料组成。

Laminate containing enhanced aerogel complexes

Aerogel complexes are described in this paper. The aerogel composite comprises: at least one layer of base layer with a top surface and a bottom surface. The base layer comprises an enhanced aerogel composition, which comprises a reinforcing material and an integrated aerogel skeleton; the first surface layer containing the first surface material is attached to the top surface of the base layer; and contains the aerogel composition. A second surface layer of a second surface material is attached to the bottom surface of the base layer. At least part of the integral aerogel skeleton of the base layer extends to at least a part of the first surface layer and the second surface layer. The first and second fabrics are basically composed of fluorinated polymer materials.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含增强的气凝胶复合物的层叠体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15/417,142号的优先权，其各自的全部内容通过引用纳入本文。
技术介绍
低密度气凝胶材料被广泛认为是最好的固体隔离体。气凝胶主要通过使传导最小化(低结构密度导致通过固体骨架的能量转移的曲折路径)、使对流最小化(大孔体积和非常小的孔尺寸导致最小的对流)和使辐射最小化(IR吸收或散射掺杂剂容易分散在整个气凝胶基质中)而作为隔离体起作用。气凝胶材料可以在广泛范围的应用中使用，包括：加热和冷却隔离、声学隔离、电子电介质、航空航天、能量储存和生产、以及过滤。此外，气凝胶材料还具有许多其它有趣的声学、光学、机械和化学性质，使其在各种隔离和非隔离应用中非常有用。
技术实现思路
在一一般方面中，本公开可以提供持久且易于处理的气凝胶材料或组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是柔性、弹性且自支撑的增强气凝胶组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是柔性、弹性且自支撑的泡沫增强气凝胶组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是与至少一个表面片材层叠的泡沫增强气凝胶组合物，其中，所获得的层叠复合物是柔性、弹性且自支撑的。在一个一般方面中，本公开可以提供气凝胶组合，其包含：至少一层包含增强气凝胶组合物的基底层，其中，增强气凝胶组合物包含：增强材料和气凝胶骨架，并且其中，基底层具有顶部表面和底部表面；以及附着在基底层至少一个表面上的至少一层面层。在一实施方式中，基底层的气凝胶骨架的至少一部分延伸到面层的气凝胶骨架的至少一部分中。在一实施方式中，面层包含集成在面材中的气凝胶骨架；并且基底层的气凝胶骨架的至少一部分与面层的气凝胶骨架的至少一部分连续。在一个一般方面中，本公开可以提供气凝胶复合物，其包含：至少一层包含增强气凝胶组合物的基底层，其中，增强气凝胶组合物包含：增强材料和气凝胶骨架，并且其中，基底层具有顶部表面和底部表面；以及附着在基底层顶部表面上的至少一层面层和附着在基底层底部表面的至少一层面层。在一实施方式中，基底层的气凝胶骨架的至少一部分延伸到顶部面层和底部面层的至少一部分中。在一实施方式中，顶部面层和底部面层包含集成在面材中的气凝胶骨架；并且基底层的气凝胶骨架的至少一部分与顶部面层和底部面层的气凝胶骨架的至少一部分连续。在一个一般方面中，本公开可以提供制备气凝胶复合物的方法，其包括：提供包含增强材料和气凝胶骨架的基底层，其中，基底层具有顶部表面和底部表面；提供包含面材片材的面层；并且使得面层附着到基底层的表面。在一实施方式中，所述方法包括：提供包含面材片材的至少两层面层；使得面层附着到基底层的顶部表面；以及使得面层附着到基底层的底部表面。在一个一般方面中，本公开可以提供制备气凝胶复合物的方法，其包括：提供含有增强材料的基底层，其中，基底层具有顶部表面和底部表面；提供含有面材片材的面层；使得面层附着到基底层的表面；提供包含凝胶前体材料和溶剂的凝胶前体溶液；使得前体溶液与面层接触；以及使得凝胶前体溶液的至少一部分通过面层进入基底层的增强材料；使得前体溶液中的凝胶前体材料转变为凝胶组合物，形成增强凝胶片材；以及从增强凝胶片材提取至少一部分溶剂以获得增强气凝胶复合物。在一实施方式中，所述方法包括：提供含有面材片材的至少两层面层；使得面层附着到基底层的顶部表面并且使得面层附着到基底层的底部表面；提供含有凝胶前体材料和溶剂的凝胶前体溶液；使得前体溶液与顶部面层接触；使得凝胶前体溶液的至少一部分通过顶部面层进入基底层的增强材料；以及使得凝胶前体溶液的至少一部分通过顶部面层并通过基底层进入底部面层。在一实施方式中，使得面层附着到基底层的步骤产生了增强材料的层叠体片材；并且在使得前体溶液分布到层叠体片材的面层之前，将增强材料的层叠体片材分布到移动元件上。在一实施方式中，使得面层附着到基底层的步骤产生了增强材料的层叠体片材；并且在用容器将前体溶液分布到层叠体片材的面层上之前，将增强材料的层叠体片材卷成预制辊并置于该容器中。在一实施方式中，增强材料是泡沫增强材料。在一实施方式中，增强材料是开孔泡沫增强材料，包括网状开孔泡沫增强材料。在一实施方式中，泡沫增强材料包括聚氨酯泡沫或三聚氰胺泡沫。在一实施方式中，增强气凝胶复合物的密度为0.250g/cc或更低，0.230g/cc或更低，0.200g/cc或更低，0.160g/cc或更低，0.180g/cc或更低，0.140g/cc至0.250g/cc，或0.160g/cc至0.250g/cc。在一实施方式中，增强气凝胶复合物的热导率为26.0mW/m-K或更低；24.0mW/m-K或更低；22.0mW/m-K或更低；20.0mW/m-K或更低；19.0mW/m-K或更低；12.0mW/m-K至26.0mW/m-K，14.0mW/m-K至26.0mW/m-K，16.0mW/m-K至26.0mW/m-K，或18.0mW/m-K至26.0mW/m-K。在一实施方式中，面层包含聚合片材；更具体地，是含有如下物质的聚合片材：聚酯、聚乙烯、聚氨酯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、芳族聚酰胺；更具体地说，是如下聚合物：如聚对苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚(4-甲基-戊烷)、聚四氟乙烯、聚(1-丁烯)、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯基丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚苯砜、三乙酸纤维素、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚己内酰胺、聚六亚甲基己二酰胺、聚十一酰胺、聚酰亚胺、或它们的组合。在一实施方式中，聚合片材包含膨胀型聚合材料或基本由膨胀型聚合材料组成；更具体地说，是包括PTFE(ePTFE)、膨胀型聚丙烯(ePP)、膨胀型聚乙烯(ePE)、膨胀型聚苯乙烯(ePS)或它们的组合的膨胀型聚合材料。在一实施方式中，聚合片材包含微孔聚合材料或基本由微孔聚合材料组成，所述微孔聚合材料的特征是范围0.1μm至210μm、0.1μm至115μm、0.1μm至15μm、或0.1μm至0.6μm的孔尺寸。在一实施方式中，面层材料包括含氟聚合材料、或基本由含氟聚合材料组成；更具体地说，是含有如下的含氟聚合材料：聚四氟乙烯(PTFE)；美国专利5814405中所述的微孔PTF；膨胀型PTFE(ePTFE)，例如(购自W.L.戈尔公司(W.L.Gore))；聚氟乙烯(PVF)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；全氟烷氧基(PFA)；氟化乙烯-丙烯(FEP)；聚三氟氯乙烯(PCTFE)；乙烯四氟乙烯(ETFE)；聚偏二氟乙烯(PVDF)；乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)；或它们的组合。在一实施方式中，面层材料包括非含氟聚合材料、或基本由非含氟聚合材料组成；更具体地说，是包含如下的非含氟聚合材料：镀铝聚酯薄膜Mylar；低密度聚乙烯，如(可从杜邦公司(DuPont)获得)；橡胶或橡胶复合物；弹性纤维，如氨纶(spandex)、尼龙、莱卡或弹力纤维(elastane)；或它们的组合。在一实施方式中，面材是柔性面材。在一实施方式中，面材由含有氨纶、尼龙、莱卡或或弹力纤维或其组合的弹性纤维的组成。在一实施方式中，面材是流体可渗透面材。在一实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气凝胶复合物，其包含：具有顶部表面和底部表面的至少一层基底层，所述基底层包含增强气凝胶组合物，所述增强气凝胶组合物包含增强材料和整体式气凝胶骨架；含有第一面材的第一面层，其附着至所述基底层的顶部表面；以及含有第二面材的第二面层，其附着至所述基底层的底部表面；其中，所述基底层的整体式气凝胶骨架的至少一部分延伸到第一面层和第二面层两者的至少一部分中；并且其中，第一面材和第二面材各自基本由含氟聚合材料组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.27 US 62/287,7621.一种气凝胶复合物，其包含：具有顶部表面和底部表面的至少一层基底层，所述基底层包含增强气凝胶组合物，所述增强气凝胶组合物包含增强材料和整体式气凝胶骨架；含有第一面材的第一面层，其附着至所述基底层的顶部表面；以及含有第二面材的第二面层，其附着至所述基底层的底部表面；其中，所述基底层的整体式气凝胶骨架的至少一部分延伸到第一面层和第二面层两者的至少一部分中；并且其中，第一面材和第二面材各自基本由含氟聚合材料组成。2.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，所述增强材料包括泡沫增强材料。3.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，所述增强材料包括纤维增强材料。4.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，第一面层和第二面层各自包含由弹性纤维所制成的材料的片材。5.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，第一面层和第二面层各自包含由氨纶所制成的材料的片材。6.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，第一面层或第二面层通过选自下组的粘合剂附着到基底层：气溶胶粘合剂、氨基甲酸酯基粘合剂、丙烯酸酯粘合剂、热熔粘合剂、环氧树脂、橡胶树脂粘合剂、聚氨酯复合粘合剂、以及它们的组合。7.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，第一面层或第二面层通过选自下组的非粘合剂机理附着到基底层：缝合、密封袋、铆钉、纽扣、夹子、包覆物、支撑物及它们的组合。8.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，第一面层和第二面层各自包含流体可渗透面材。9.如权利要求1所述的气凝胶复合物，其特征在于，复合物材料的热导率为18.0mW/m-K至40.0mW/m-K。10.一种制备气凝胶复合物的方法，所述方法包括：-提供具有顶部表面和底部表面的基底层，所述基底层包含增强气凝胶组合物，所述增强气凝胶组合物包含增强材料和整体式气凝胶骨架；-提供含有第一面材的第一面层以及含有第二面材的第二面层，其中，第一面材和第二面材各自基本由含氟聚合物材料组成；-将第一面层附着到基底层的顶部表面并将所述底部面层附着到...

【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