隔热聚合物泡沫体和气凝胶复合制品制造技术

通过提供限定了空腔的聚合物泡沫体并且将气凝胶材料放入所述空腔中，从而制造一种具有挤出热塑性聚合物泡沫体的制品，所述挤出热塑性聚合物泡沫体限定了至少一个空腔，所述空腔含有气凝胶材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含挤出热塑性聚合物泡沫体和气凝胶材料的隔热制品，以及制造这种制品的方法。
技术介绍
描述卤代发泡剂适用于制备用于隔热材料的挤出热塑性聚合物泡沫体，至少部分地因为卤代分子提供具有低热导率的泡沫体。然而，由于卤代分子对环境具有的可察觉的危害， 对于这种分子用于如发泡剂的应用存在正在增多的规定。受到特别关注的是卤代分子的臭氧消耗潜势(ODP)和温室变暖潜势(GWP)。发现具有与卤代分子一样低的热导率的发泡剂是巨大的挑战。作为结果，制造具有所需低热导率的隔热挤出热塑性聚合物泡沫体越来越更加困难。在本领域中已知除挤出热塑性聚合物泡沫体之外的高隔热组合物。气凝胶材料是一类高隔热组合物。气凝胶材料典型地具有低密度，带有纳米级孔隙和微孔结构(对于气凝胶的充分讨论，参见，例如，通过引用加入本文的US2007/0014979第W013]至W019] 段)。气凝胶材料的低密度意味着结构的大部分体积是空隙空间。气凝胶材料的小孔和微孔尺寸意味着在结构体中几乎不发生对流和传导。气凝胶结构体具有适宜的隔热性，但是与挤出热塑性聚合物泡沫体相比具有昂贵得多并且耐久性较差(更易碎)的问题(参见， 例如，US2007/0014979，它在第0007段中教导了 “最著名的隔热体之一的气凝胶的操作由于这种材料的脆性可能是非常有挑战性的。”)。适宜的是将气凝胶材料结合至挤出热塑性聚合物泡沫体中并且获得用作用于建造和建筑应用的隔热材料的足够的耐久性。目前的参考资料描述了将气凝胶材料与其他结构合理的材料层合以获得状层压材料。(参见，例如，EP1106346A2、US2007/0014979A1、 GB244756A.W02008/129281A2和US2005/(^81988A1)。然而，层压结构体具有暴露在边缘上的气凝胶材料。层压结构体还需要使气凝胶材料附着至其他基板，归因于气凝胶层的易碎特性这可能导致层压制品的差的机械完整性。尽管有这些现有工作，仍然需要开发出这样的挤出热塑性聚合物泡沫体制品，所述制品受益于气凝胶材料的隔热能力但是具有挤出热塑性聚合物泡沫体制品的耐久性、物理外观和处理性能。这种制品将容易地代替目前的挤出热塑性聚合物泡沫体制品。更适宜地，这种挤出热塑性聚合物泡沫体制品将享有高隔热特性而不带有商代发泡剂。专利技术概述本专利技术解决了以下问题提供挤出热塑性聚合物泡沫体制品，所述制品享有气凝胶材料的隔热益处但是带有挤出热塑性聚合物泡沫体制品的耐久性、物理外观和处理特性并且不使气凝胶暴露在制品周界周围或不需要将气凝胶材料附着至另一个基板。本专利技术的制品享有低热导率特性(换言之，35毫瓦/米*开尔文以下的热导率)而不带有卤代发泡剂。在第一方面，本专利技术是一种被制造的制品，其包含挤出热塑性聚合物泡沫体，所述挤出热塑性聚合物泡沫体具有限定了多个孔的热塑性聚合物基体，所述挤出热塑性聚合物泡沫体限定了至少一个空腔；以及气凝胶材料，其位于挤出热塑性聚合物泡沫体的至少一个空腔内。在第二方面，本专利技术是一种用于制造第一方面的制品的方法，所述方法包括以下步骤(a)提供限定至少一个空腔的挤出热塑性聚合物泡沫体；(b)提供气凝胶材料；以及 (c)将所述气凝胶材料嵌入至由所述挤出热塑性聚合物泡沫体限定的空腔中。本专利技术的方法可用于制造本专利技术的泡沫体制品。本专利技术的泡沫体制品可以在，例如，建造和建筑应用中作为隔热材料。附图简述附图说明图1示例了用于本专利技术的制品的一个实施方案的挤出聚合物泡沫体组分。专利技术详述“空腔”是材料中的空洞。为了本专利技术的目的，一直延伸穿过材料的孔落在术语“空腔”的范围之外。如本文所使用的空腔通常类似于材料中的洞或凹坑。空腔可以全部由材料封闭。例如，空腔可以是完全由挤出热塑性聚合物泡沫体封闭的空隙。材料中的空腔通常是材料中的凹坑的形式。值得注意地，泡沫体孔是限定在聚合物基体中的空腔-但是不是限定在聚合物泡沫体中的空腔。本专利技术的制品包括“限定在聚合物泡沫体中的空腔”。泡沫体孔不满足这个定义，因为它们被限定在聚合物基体中并且是定义聚合物泡沫体所必需的特征。不能通过本身由泡孔所限定的结构限定泡孔。限定在聚合物泡沫体中的空腔可以具有超过10个并且甚至100个泡沫体孔的尺寸。“主表面”是制品的一个表面，所述表面具有等于或大于制品的任意其他表面的平面表面积。平面表面积是指投影至平面上的表面面积，并且不计入归因于表面上的峰和谷的表面积。尽管如此，主表面可以是平面的或者非平面的。例如，主表面可以含有槽、凸起或任意其他外形。长度、宽度和厚度是制品相互正交的尺寸。长度是等于最大尺寸的制品尺寸。在挤出制品如挤出泡沫体中，长度通常沿泡沫体的挤出方向延伸。宽度在量上等于或大于厚度。在板状制品中，厚度从制品的主表面延伸至相反主表面的表面。ASTM 是指美国试验和材料协会(American Society for Testing and Materials)。EN是指欧洲标准(European Norm)。ASTM和EN两者都是指测试方法。除非另外指出，在本文中提及测试方法是指在本文的优先权日之前最新的测试方法。在本文中测试方法可以测试编号的后缀指定测试方法的年份。多个意指“两个以上”。“和/或”意指“和，或作为备选”。除非另外指出，所有范围包括端点。本专利技术的制品包括限定了至少一个空腔的挤出热塑性聚合物泡沫体。挤出热塑性聚合物泡沫体是一类特定类型的泡沫体，它通过以下方法制造将软化状态下的热塑性可发泡聚合物组合物通过模头从发泡压力和温度下的区域挤出至低于发泡压力的压力下并且典型地低于发泡温度的环境。可发泡聚合物组合物膨胀并且冷却以形成挤出热塑性聚合物泡沫体。挤出热塑性聚合物泡沫体具有不同于其他类型的聚合物泡沫体如热固性泡沫体和发泡珠粒泡沫体的独特特征。热固性泡沫体不能像挤出热塑性聚合物泡沫体一样可逆地软化。一旦发泡并固化，可以将热固性泡沫体碾碎而不能熔化或加热软化。相反，挤出热塑性聚合物泡沫体具有连续热塑性聚合物相并且作为结果可以熔化或软化。发泡珠粒泡沫体包括大量彼此粘结的发泡珠粒。每个发泡珠粒具有限定了珠粒的皮层。一个珠粒的皮层粘结至相邻珠粒的皮层以形成发泡珠粒泡沫体。归因于围绕在每个泡沫体珠粒的泡沫体孔周围的皮层，在发泡珠粒泡沫体的截面上每个发泡珠粒是明显的。 珠粒皮层形成遍及发泡珠粒泡沫体的三维皮层网络，所述三维皮层网络封闭组成每个发泡珠粒的泡沫体孔的局部组。通常，三维皮层网络是多孔的，它不适宜地将水吸入通过泡沫体。相反挤出热塑性聚合物泡沫体没有封闭泡沫体孔的局部组并且遍及泡沫体延伸的三维皮层网络。作为结果，挤出热塑性聚合物泡沫体通常是比发泡珠粒泡沫体更好的隔热体，因为它不具有充当将泡沫体的表面彼此连接的热短路的三维网络皮层。挤出热塑性聚合物泡沫体也没有通常伴随发泡珠粒泡沫体的三维皮层网络的不合乎需要的多孔性并且，因此， 典型地比发泡珠粒泡沫体更防潮。本专利技术的挤出热塑性聚合物泡沫体包含限定多个孔的连续热塑性聚合物。热塑性聚合物可以是多于一种可挤出热塑性聚合物的任意一种或组合。适宜地，热塑性聚合物是选自以下各项的多于一种聚合物的一种或组合烯基芳族聚合物和烯烃聚合物。合适的烯基芳族聚合物包括苯乙烯或取代的苯乙烯的均聚物和共聚物。特别适宜的烯基芳族聚合物包括苯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：范召·沃，迈伦·毛雷尔，佛瑞汉姆·邦奇，豪格·默克尔，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：