多孔聚合物树脂层及其制造方法技术

本发明专利技术提供了多孔聚合物树脂层及其制造方法，该多孔聚合物树脂层包括具有约0.5mm至1.6mm的平均最大直径的孔的粘结剂树脂；以及分散在该粘结剂树脂中的气凝胶。具体地，该多孔聚合物树脂层具有约0.5g/ml至1.6g/ml的密度。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的引用本申请要求于2015年3月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2015-0039953的优先权利益，通过引用将其全部内容结合于此。
本专利技术涉及多孔聚合物树脂层及其制造方法。本专利技术的多孔聚合物树脂层可以具有降低的密度、热导率、和容积热容量(volume heat capacity)，从而具有高耐热性。相应地，可以将多孔聚合物应用于内燃机，因此可以减少排放至外部的热能，从而改进车辆的内燃机效率和燃料效率。
技术介绍
内燃机通过对活塞、涡轮叶片等的作用将从燃料燃烧产生的热能转化成机械功。基于燃料的类型，可以将内燃机分类成气体发动机(燃气发动机，gas engine)、汽油发动机、石油发动机、柴油发动机等。例如，通过来自火花塞的电火花点燃石油发动机、气体发动机、和汽油发动机，并且柴油发动机将燃料喷射到高温和高压空气中从而自发点燃。基于活塞的冲程/运动，还可以将内燃机分类成四冲程循环发动机和二冲程循环发动机。通常已知车辆的内燃机具有约15％至35％的热效率。然而，即使在内燃机的最大效率下，约60％或更多的总热能可能作为热能耗散，废气等通过内燃机的壁排放到外部。如果通过内燃机的壁排放至外部的热能的量减少，则可以增加内燃机效率。因此，已经对下述进行了研究，通过在所有壁表面如在燃烧室中的活塞的顶部和气缸盖上形成具有低热导率的材料的绝热膜促进热效率改进，从而减少从燃烧室中的燃料气体至活塞的热传递。然而，在内燃机的燃烧环境之下，废气温度可以升高至约1600℃的温度，燃烧室的内部温度达到约600℃，并且内压充分地增加。因此，绝热膜可以需要高耐热性和耐冲击性从而应用在内燃机内。为了克服这样的问题，已经提出将具有低热导率的高耐热性粘结剂树脂与具有高耐热性和耐冲击性的超低密度气凝胶混合的方法从而制备绝热膜。因为气凝胶主要由氧化硅、碳、或有机聚合物制成，并且它通过其中缠绕具有毛发宽度万分之一(one ten thousandth)厚度的微丝的结构具有约90％或更大的孔隙率，所以它可以具有优异的绝热性能、高强度、优异的隔音和冲击吸收性能。然而，不可能充分地降低高耐热性粘结剂树脂的热容量从而提高内燃机的热效率。而且，当将气凝胶添加到粘结剂树脂中以减少热容量时，随着气凝胶的含量增加，绝热膜的粘附力可能降低，因此气凝胶的量受到限制。因此，对于开发具有低容积热容量和低热导率从而改进耐热性的包含气凝胶的新型树脂组合物存在需求。
技术实现思路
在优选的方面，本专利技术提供了具有较低的密度、热导率、和容积热容量，因此可以确保充分改进的耐热性的多孔聚合物树脂层。具体地，当多
孔聚合物应用于车辆的内燃机时，可以减少排放至外部的热能，从而提高车辆的内燃机效率和燃料效率。在一个方面，本专利技术提供了一种多孔聚合物树脂层，该多孔聚合物树脂层可以包括：含有孔的粘结剂树脂(binder resin)和分散在该粘结剂树脂中的气凝胶。具体地，该孔具有约0.5mm至约1.6mm的平均最大直径，并且该多孔聚合物树脂层可以具有约0.5g/ml至1.6g/ml的密度。多孔聚合物树脂层可以用于涂覆内燃机的内侧或内燃机的部件。多孔聚合物树脂层可以具有约20μm至2000μm的厚度。多孔聚合物树脂层可以具有根据ASTM E1461测量的约0.02W/mK至0.8W/mK的热导率。此外，多孔聚合物树脂层可以具有根据ASTM E1269测量的约600KJ/m3K至2500KJ/m3K的容积热容量。多孔聚合物树脂层可以包括约0.1wt％至10wt％的量的气凝胶以及构成多孔聚合物树脂层余量重量的粘结剂树脂。优选地，多孔聚合物树脂层的粘结剂树脂可以包括非水溶性硅树脂。此外，粘结剂树脂可以具有约20,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量。在多孔聚合物树脂中的气凝胶可以具有约400cm3/g至600cm3/g的比表面积。在多孔聚合物树脂层中，可以在气凝胶内存在约2wt％或更少的量的粘结剂树脂。孔可以具有约0.5mm至约0.9mm，或具体地约1.0mm至约1.6mm的平均最大直径。在另一个方面，本专利技术提供了一种用于制造如上所述的多孔聚合物树脂层的方法。该方法可以包括：通过以约3℃/min至20℃/min的速度将聚合物树脂组合物的温度从约50℃升高至约150℃而实施热分解。优选地，聚合物树脂组合物可以包含分散在第一溶剂中的粘结剂树脂、以及分散在第二溶剂中的气凝胶。如在本文中所用的“第一溶剂”是指具有高沸点，例如约100℃、约110℃、约120℃、或约130℃、约140℃、约150℃或更高的溶剂、水溶液、或极性溶剂。如在本文中所用的“第二溶剂”是指具有低于第一溶剂的沸点的溶剂，并且第二溶剂可以与第一溶剂不混溶。在第一溶剂中的粘结剂树脂的固体含量可以是从约5wt％至约75wt％；而在第二溶剂中的气凝胶的固体含量可以是从约5wt％至约75wt％。具体地，第一溶剂的沸点可以比第二溶剂高约10℃或更高；并且第一溶剂可以具有约110℃或更高的沸点。该方法可以进一步包括：在实施热分解之前，在约50℃至90℃的温度热处理聚合物树脂组合物。此外，该方法可以进一步包括：在实施热分解之后，在约180℃至300℃的温度热处理聚合物树脂组合物。可以通过以约3℃/min至7℃/min的速度升高温度实施热分解。可选地，可以通过以约13℃/min至17℃/min的速度升高温度实施热分解。进一步提供了一种制造车辆的内燃机的方法，并且该方法可以包括：将如本文中所述的多孔聚合物树脂层涂覆在内燃机的内侧上。仍然进一步提供了一种制造车辆的内燃机的方法，该方法可以包括：将如本文中所述的聚合物树脂组合物涂覆在内燃机或其部件的外侧上。在其它方面，本专利技术还提供了包括如在本文中所述的多孔聚合物树脂层的车辆。以下公开了本专利技术的其它方面。附图说明图1示出了示例性多孔聚合物树脂层。图2示出了根据本专利技术示例性实施方式的实施例1中获得的示例性多孔聚合物树脂层的表面图像的显微镜视图。图3示出了在比较例4中获得的多孔聚合物树脂层的表面图像的显微镜视图。具体实施方式应理解的是，如在本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括广义的机动车辆，如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的载客车辆(passenger automobile)；包括各种艇和船的水运工具；航空器等，并且包括混合动力车辆(hybrid vehicle)、电动车辆、插入式混合动力电动车辆(plug-in hybrid electric vehicle)、氢动力车辆和其他可替代燃料车辆(例如，源自除了石油之外的资源的燃料)。如在本文中提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力车辆。本文中使用的术语仅是为了描述特定的示例性实施方式的目的，而不是旨在限制本专利技术。如在本文中使用的，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式。将进一步理解，当用于本说明书中时，术语“包括”和/或“包含”说明所述特征、整数(整体)、步骤、操作、元素(要素)和/或组分(组件)的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数(整体)、步骤、操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔聚合物树脂层，包括：含有孔的粘结剂树脂，以及分散在所述粘结剂树脂中的气凝胶，其中所述孔具有0.5mm至1.6mm的平均最大直径，其中所述多孔聚合物树脂层具有0.5g/ml至1.6g/ml的密度。

【技术特征摘要】
2015.03.23 KR 10-2015-00399531.一种多孔聚合物树脂层，包括：含有孔的粘结剂树脂，以及分散在所述粘结剂树脂中的气凝胶，其中所述孔具有0.5mm至1.6mm的平均最大直径，其中所述多孔聚合物树脂层具有0.5g/ml至1.6g/ml的密度。2.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述多孔聚合物树脂层用于涂覆内燃机的内侧或内燃机的部件。3.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述多孔聚合物树脂层具有20μm至2000μm的厚度。4.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述多孔聚合物树脂层具有根据ASTM E1461测量的0.02W/mK至0.8W/mK的热导率。5.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述多孔聚合物树脂层具有根据ASTM E1269测量的600KJ/m3K至2500KJ/m3K的容积热容量。6.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述多孔聚合物树脂层包括0.1wt％至10wt％的量的所述气凝胶以及构成所述多孔聚合物树脂层余量重量的所述粘结剂树脂。7.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述粘结剂树脂包括非水溶性硅树脂。8.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述粘结剂树脂具有20,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量。9.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述气凝胶具有400cm3/g至600cm3/g的比表面积。10.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中在所述气凝胶内存在2wt％或更少的量的所述粘结剂树脂。11.根据权利要求1所述的多孔聚合物树脂层，其中所述孔具有0...

【专利技术属性】
技术研发人员：金甫炅，吕寅雄，洪雄杓，白洪吉，崔光勋，李昇祐，徐知延，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR