绝热涂覆组合物及绝热涂覆层制造技术

本发明专利技术提供了绝热涂覆组合物及绝热涂覆层。绝热涂覆组合物包括具有C1-5环氧烷重复单元的聚合物、气凝胶以及水溶性粘结剂。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的引证本申请要求于2015年7月30日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0108329号的优先权的权益，将其全部内容通过引用结合于此。
本公开内容涉及绝热涂覆组合物(thermalinsulationcoatingcomposition)以及绝热涂覆层(隔热涂层，thermalinsulationcoatinglayer)。更具体地，本公开内容涉及一种绝热涂覆组合物，所述绝热涂覆组合物具有低热导率和低体积热容量(容积热容量，volumetricheatcapacity)，还可以具有优异的机械性能和耐热性，在整个区域上具有均匀的组成，并且当施加于内燃机时，可以降低排放至外部的热能以改善内燃机效率和机动车燃料效率，并且进一步涉及由其形成的绝热涂覆层。
技术介绍
通常，已知机动车的内燃机具有约15％至35％的热效率，并且即使在内燃机的最大效率处，由于通过内燃机的壁、相关组件和废气向外部释放热能而消耗约60％的总热能。因而，由于如果减小通过内燃机的壁向外部释放的热能的量，可以增加内燃机的效率，所以已经采用在内燃机的外部安装绝热材料、修改内燃机的部分结构或材料、或开发用于内燃机的冷却系统的方法。具体地，如果最小化通过内燃机的壁向外部释放在内燃机中产生的热量，则可以改善内燃机的效率和机动车的燃料效率。然而，对于在对其反复施加高温和高压条件的内燃机内部可以长时间维持的绝热材料或绝热结构的研究是不足的。近来，基于具有高比表面积以及高孔隙率的气凝胶，一种纳米尺寸材料，有效用于改善轻量化和绝热性能的事实，已经对于将粘结剂化合物与气凝胶混合以将气凝胶用于内燃机内部的绝热材料，进行了各种研究。然而，由于气凝胶和粘结剂化合物的适当混合或根据气凝胶的表面性能将粘结剂化合物渗入到气凝胶中的失败，所以没有达到最佳的绝热性能水平。为了解决这些问题，对于开发可以控制气凝胶的表面性能并且适当混合气凝胶和粘结剂化合物以最大化绝热性能的新型绝热涂覆组合物存在需要。
技术实现思路
本公开内容的一个目的是提供一种绝热涂覆组合物，所述绝热涂覆组合物具有低热导率和低体积热容量，还可以具有优异的机械性能和耐热性，在整个区域(wholearea)上具有均匀的组成，并且当施加于内燃机时，可以减少向外部释放的热能以改善内燃机效率和机动车燃料效率，并且提供了使用所述绝热涂覆组合物制备的绝热涂覆层。本公开内容提供了一种绝热涂覆组合物，所述绝热涂覆组合物包括：包含C1-5环氧烷重复单元(C1-5alkyleneoxiderepeatunit)的聚合物、气凝胶和水溶性粘结剂(watersolublebinder)。本公开内容还提供了一种绝热涂覆层，所述绝热涂覆层包括：水溶性粘结剂、以及包含C1-5环氧烷重复单元的聚合物和分散在水溶性粘结剂中的气凝胶，其中该绝热涂覆层具有0.40W/m或更小的热导率。具体实施方式在下文中，将详细说明根据本公开内容的具体实施方式的绝热涂覆组合物以及绝热涂覆层。根据本公开内容的一个实施方式，提供了一种绝热涂覆组合物，所述绝热涂覆组合物包括包含C1-5环氧烷重复单元的聚合物；气凝胶；以及水溶性粘结剂。如果将包含C1-5环氧烷重复单元的聚合物与气凝胶混合，则将聚合物中包括的用于调节长度的部分吸附到气凝胶的表面上，并且从而使用亲水性C1-5环氧烷重复单元对气凝胶的外表面进行改性。因此，已经通过实验确认，可以增加在气凝胶和水溶性粘结剂之间的相容性，可以在绝热涂覆组合物的整个区域上表现均匀的组成，并且可以防止粘结剂渗入气凝胶的纳米孔(nanopore)中，从而通过低热导率和体积热容量实现高绝热性能。所述绝热涂覆组合物可以提供在对其反复施加高温和高压条件的内燃机内部可以长时间维持的绝热材料或绝热结构，并且具体地，这一个实施方式的绝热涂覆组合物可以用于涂覆内燃机的内侧或内燃机的组件(部件，component)。具体地，该绝热涂覆组合物可以包括包含C1-5环氧烷重复单元的聚合物。C1-5环氧烷重复单元可以使聚合物为两亲性，同时表现相对亲水的特性。因为环氧烷重复单元表现电中性特性而没有正电荷或负电荷，所以其不会解离成离子，从而可以均匀地分散气凝胶。并且，由于该环氧烷重复单元可以表现亲水性，所以其可以使气凝胶的表面亲水以改善与水溶性粘结剂的相容性，因而使绝热涂覆层均匀，从而确保高绝热性能。具体地，C1-5环氧烷重复单元可以包括由以下化学式1表示的重复单元。[化学式1]在化学式1中，R1是C1-5直链或支链亚烷基，且n是1或更大的整数。C1-5直链或支链亚烷基的优选实例可以包括C1-2亚烷基，例如亚甲基或亚乙基。“*”表示直接键(直接键合，directbond)。聚合物可以包含以2wt％至50wt％、或5wt％至40wt％、或10wt％至30wt％的含量的C1-5环氧烷重复单元。聚合物可以进一步包含选自由下述组成的组的至少一个用于调节长度的部分：C1-50直链或支链烷基、C1-50酰基、C1-50酯基、C6-50芳基、C6-50芳烷基、C6-50烷基芳基、C6-50环烷基、以及C3-20环氧烷重复单元。用于调节长度的部分(partforadjustinglength)是指确定聚合物的总长度从而影响分子量的部分，并且其可以表现相对疏水的性质。用于调节长度的部分可以被物理吸附到气凝胶，使得表面处理的气凝胶的表面亲水，从而加强气凝胶的分散性，并改善与水溶性粘结剂的相容性。用作用于调节长度的部分的C1-50直链或支链烷基、C1-50酰基、C6-50芳基、C6-50芳烷基、C6-50烷基芳基、C6-50环烷基、以及C3-20环氧烷重复单元可以独立地是取代或未取代的，其中术语“未取代的”是指氢原子键合至端基(端部，end)，并且术语“取代的”是指键合至端基的氢原子被另一种原子或原子团取代。另一种原子或原子团的实例没有具体限制，并且例如，可以包括碳、氮、氧、硅、磷、硫、卤素原子，或包括它们的原子团，诸如羟基(-OH)、或胺基(-NH2)等。具体地，C1-50直链或支链烷基可以包括C1-50直链烷基或C4-50支链烷基。C1-50酰基可以包含C6-50芳基或C1-50直链或支链烷基和羰基，其中羰基是指在碳原子和氧原子之间含有双键的官能团。C1-50直链或支链烷基可以包括C1-50直链烷基或C4-50支链烷基。C6-50芳基中的芳基是指通过去除芳族化合物中的一个氢原子形成的原子团，并且实例可以包括苯基(C6H5-)等，没有具体限制。在C1-50酰基中的C6-50芳基或C1-50直链或支链烷基可以独立地是取代或未取代的，其中术语“未取代的”是指氢原子键合至端基，并且术语“取代的”是指键合至端基的氢原子被另一种原子或原子团取代。另一种原子或原子团的实例没有具体的限制，并且例如，可以包括碳、氮、氧、硅、磷、硫、卤素原子，或包括它们的原子团，诸如羟基(-OH)、或胺基(-NH2)等。C1-50酰基的具体实例可以包括由以下化学式2表示的官能团。[化学式2]在化学式2中，R2是C1-50，或C1-40直链或支链烷基；或C6-50芳基；并且“*”表示直接键。C1-50酯基是指含有C6-50芳基或C1-50直链或支链烷基以及酯(-COO-)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝热涂覆组合物，包括：包含C1‑5环氧烷重复单元的聚合物；气凝胶；以及水溶性粘结剂。

【技术特征摘要】
2015.07.30 KR 10-2015-01083291.一种绝热涂覆组合物，包括：包含C1-5环氧烷重复单元的聚合物；气凝胶；以及水溶性粘结剂。2.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中基于总的绝热涂覆组合物，所述聚合物以0.05wt％至0.7wt％的含量被包括。3.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中基于所述聚合物的总重量，所述聚合物包含以2wt％至50wt％的含量的所述C1-5环氧烷重复单元。4.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中所述C1-5环氧烷重复单元包括由以下化学式1表示的重复单元：[化学式1]其中在所述化学式1中，R1是C1-5直链或支链亚烷基，并且n是1或更大的整数。5.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中所述聚合物具有500至30,000的重均分子量。6.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中所述聚合物进一步包含选自由以下组成的组的至少一个用于调节长度的部分：C1-50直链或支链烷基、C1-50酰基、C1-50酯基、C6-50芳基、C6-50芳烷基、C6-50烷基芳基、C6-50环烷基、以及C3-20环氧烷重复单元。7.根据权利要求6所述的绝热涂覆组合物，其中包含C3-20环氧烷重复单元的用于调节长度的部分具有2000至4000的重均分子量。8.根据权利要求1所述的绝热涂覆组合物，其中所述气凝胶包含分散在具有100℃或更低沸点的低沸点有机溶剂或含水溶剂中的气凝胶。9.根据权利要求8所述的绝...

【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