專利名稱：氣凝膠復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣凝膠復(fù)合材料，包括包含具有容納氣凝膠的腔體的粘合料片的氣凝 膠復(fù)合材料。另外本發(fā)明還公開了制備氣凝膠復(fù)合材料的方法以及氣凝膠復(fù)合材料的用 途。
背景技術(shù)：
逐步增長的能量成本和城市化已導(dǎo)致為管道、汽車、航空、軍事、裝飾、窗子和房子 以及其他的設(shè)備和器具提供更有效的熱和聲絕緣材料而付出的更多努力。氣凝膠為低密 度、高孔隙度的材料，這使得它們可用于多種應(yīng)用中，如熱和/或聲絕緣體。氣凝膠也可用 于其它的應(yīng)用中，如作為過濾介質(zhì)以及催化載體。

發(fā)明內(nèi)容
簡而言之，在一個方面，本發(fā)明提供了包括粘合料片的氣凝膠復(fù)合材料，所述粘合 料片包括基層和結(jié)構(gòu)化層。結(jié)構(gòu)化層包括多個槽，并且至少一些槽粘合至基層，從而在結(jié)構(gòu) 層和基層之間限定腔體。氣凝膠復(fù)合材料還包括被容納在至少一些腔體內(nèi)的一體化氣凝膠 材料。 在一些實施例中，基層和/或結(jié)構(gòu)化層可為可滲透的；可包括熱塑性材料；和/或 可包括纖維層(如，非織造纖維層)。在一些實施例中，層可包括泡沫。在一些實施例中，層 可包括多個層。 在一些實施例中，將結(jié)構(gòu)化層中的至少一些槽熔融粘合至基層。在一些實施例中，
氣凝膠復(fù)合材料還包括將結(jié)構(gòu)化層中的至少一些槽熔融粘合至基層的粘合劑。 在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層中相鄰槽之間的跨度為弧形的。在一些實施例中，至少
一個腔體為溝槽。在一些實施例中，至少一個腔體為袋。 在一些實施例中，一體化氣凝膠材料被容納在基本上所有的腔體內(nèi)。在一些實施 例中，容納在至少一個腔體內(nèi)的一體化氣凝膠材料包括纖維增強型氣凝膠一體化材料。
在一些實施例中，氣凝膠材料包括無機氣凝膠。在一些實施例中，無機氣凝膠包括 二氧化硅。在一些實施例中，氣凝膠材料包括有機氣凝膠。在一些實施例中，氣凝膠材料包 括無機-有機雜化氣凝膠。在一些實施例中，氣凝膠材料包括交聯(lián)氣凝膠。在一些實施例 中，氣凝膠材料為疏水性的。在一些實施例中，氣凝膠材料為疏油性的。在一些實施例中， 氣凝膠材料為親水性的。 在一些實施例中，氣凝膠復(fù)合材料還包括嵌入在結(jié)構(gòu)化層內(nèi)、嵌入在基層內(nèi)、在結(jié) 構(gòu)化層的暴露表面上、和/或在基層的暴露表面上的氣凝膠材料。
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在一些實施例中，氣凝膠復(fù)合材料還包括粘合至基層和/或結(jié)構(gòu)化層的附加層。 在一些實施例中，附加層包括熱塑性材料。在一些實施例中，將附加層熔融粘合至基層和/ 或結(jié)構(gòu)化層。 在另一個方面，本發(fā)明提供了包括兩種或多種單一氣凝膠復(fù)合材料的氣凝膠復(fù)合 材料疊堆。在一些實施例中，每種單個氣凝膠復(fù)合材料包括具有基層和包含多個槽的結(jié)構(gòu) 化層的粘合料片，其中至少一些槽粘合至基層從而在結(jié)構(gòu)化層和基層之間限定腔體；以及 被容納在至少一些腔體內(nèi)的一體化氣凝膠材料。 本公開的上述發(fā)明內(nèi)容并不旨在描述本發(fā)明的每一個實施例。本發(fā)明的一個和多 個實施例的細(xì)節(jié)還在下面的描述中給出。本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)和優(yōu)點從所述描述和權(quán) 利要求中將顯而易見。


圖la示出了層。 圖lb示出了作為結(jié)構(gòu)化層的圖la的層。 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的示例性粘合料片的橫截面。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的另一種示例性粘合料片的橫截面。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的示例性氣凝膠復(fù)合材料的橫截面。 圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的容納一體化氣凝膠材料的腔體的橫截面。 圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的容納纖維增強型一體化氣凝膠材料的腔 體的橫截面。 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有溝槽的示例性氣凝膠復(fù)合材料。 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有袋的示例性氣凝膠復(fù)合材料。 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的氣凝膠復(fù)合材料的橫截面，其中氣凝膠材
料嵌入在結(jié)構(gòu)化層中、結(jié)構(gòu)化層的表面上、以及結(jié)構(gòu)化層的腔體內(nèi)。 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的堆疊的氣凝膠復(fù)合材料制品。 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的包括粘合至基層的附加層的氣凝膠復(fù)合材料。
具體實施例方式
如本文所用，術(shù)語"氣凝膠"是指類似于凝膠的固態(tài)物質(zhì)，不同的是液體分散介質(zhì) 已由氣體(如空氣)代替。在一些文獻(xiàn)中，術(shù)語氣凝膠也已用于描述這種固態(tài)物質(zhì)的特殊 亞型，其中凝膠的液體已在超臨界溫度和壓強下去除，從而形成氣凝膠。為了避免混淆，本 文將這種氣凝膠稱為"超臨界氣凝膠"。其它術(shù)語已被用于描述通過其它工藝形成的氣凝膠 的特殊亞型，例如"干凝膠"(通常是指在亞臨界條件下形成的氣凝膠)以及"冷凝膠"。概 括地說，除非另外指明，術(shù)語"氣凝膠"是指與獲得產(chǎn)物的過程無關(guān)的最終產(chǎn)物。
"氣凝膠一體化材料"為包含連續(xù)氣凝膠的一體化結(jié)構(gòu)。氣凝膠一體化材料通常具 有理想的絕緣特性；然而，它們往往是非常脆的并且缺少許多應(yīng)用中所需的柔韌性。氣凝膠 一體化材料還可能脫去氣凝膠材料，以致可能產(chǎn)生處理問題。
氣凝膠"顆粒"為可流動的、粉末狀的氣凝膠材料，其可單獨進(jìn)行使用或在與其它 材料(例如樹脂)的混合物中進(jìn)行使用。在一些應(yīng)用中，可使用氣凝膠顆粒來提供相比氣 凝膠一體化材料具有更好柔韌性的制品；然而，甚至當(dāng)被壓縮后，與相似量的氣凝膠一體化 材料相比，包含氣凝膠顆粒的絕緣層通常具有較差的絕緣性。另外，松散的氣凝膠粒子可能 難于處理和應(yīng)用。 已使用氣凝膠復(fù)合材料來試圖解決與氣凝膠一體化材料和氣凝膠顆粒相關(guān)的處 理和柔韌性問題。 一般來講，"氣凝膠復(fù)合材料"包含氣凝膠以及諸如纖維之類的增強型材 料。纖維基質(zhì)包括單獨的纖維、以及織造和非織造纖維料片(如，膨松有彈性的纖維棉絮)。 一種這類的氣凝膠復(fù)合材料為纖維增強型氣凝膠一體化材料，其包括嵌入在氣凝膠一體化 材料中的纖維基質(zhì)。如本文所用，術(shù)語"一體化氣凝膠"包括氣凝膠一體化材料以及纖維增 強型氣凝膠一體化材料。 氣凝膠復(fù)合材料還包括與纖維基質(zhì)、以及可任選的樹脂形成一體化的氣凝膠顆 粒?？蓪⑦@種顆粒基復(fù)合材料進(jìn)行壓縮以形成(如)氣凝膠粉末-纖維壓縮體。
盡管這種氣凝膠復(fù)合材料與氣凝膠一體化材料和松散的氣凝膠顆粒相比，可提供 改善的柔韌性以及處理能力，但在這種氣凝膠復(fù)合材料的使用中也可能出現(xiàn)處理問題。對 于這兩種結(jié)構(gòu)，氣凝膠材料可存在于氣凝膠復(fù)合材料的暴露表面上。另外，如果氣凝膠在處 理或使用期間破裂或破碎，可形成松散的氣凝膠材料。暴露的氣凝膠材料以及松散的氣凝 膠材料均可在這種氣凝膠復(fù)合材料的處理和應(yīng)用期間脫落。在使用應(yīng)用了這種氣凝膠復(fù)合 材料的產(chǎn)品期間可發(fā)生額外的脫落。 另外，這些氣凝膠復(fù)合材料通常具有降低的絕緣性能，尤其是在與氣凝膠一體化
材料的比較中。例如，當(dāng)這些氣凝膠復(fù)合材料彎曲或撓曲時，由于氣凝膠與纖維氣凝膠分離
從而可形成控制性較差的空隙或孔。這些孔可導(dǎo)致穿過氣凝膠復(fù)合材料的不期望的傳送通
道。另外，纖維本身的存在可提供穿過氣凝膠材料的不期望的導(dǎo)電性通道。 除了確定氣凝膠和氣凝膠復(fù)合材料的這些和其他限制之外，本發(fā)明人開發(fā)了可供
選擇的氣凝膠復(fù)合材料。 一般來講，本發(fā)明的氣凝膠復(fù)合材料包括粘合料片和氣凝膠。粘
合料片包括結(jié)構(gòu)化層，其間斷地粘合至基層從而在結(jié)構(gòu)化層和基層之間形成了腔體。盡管
一些氣凝膠可存在于結(jié)構(gòu)化層和基層中的一者或兩者內(nèi)，但至少一些氣凝膠被容納在這些
腔體內(nèi)。 在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層可為多孔層，包括(如)液體可透過層。在一些實施例 中，結(jié)構(gòu)化層可包括纖維層。示例性的纖維層包括織造和非織造材料、編織物、稀松布、篩 網(wǎng)、絲網(wǎng)、織品、棉絮、墊子等。在一些實施例中，纖維層可包括單一的纖維，如紗或細(xì)線。在 一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層可包括打孔層，如打孔的聚合物膜。在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層可 包括泡沫，如開孔泡沫或閉孔泡沫。 在一些實施例中，粘合料片可為套環(huán)材料，例如通常用于鉤環(huán)緊固系統(tǒng)中的那些。 套環(huán)材料通常包括基層以及多個沿粘合至基層的縱向聚合物纖維形成的套環(huán)。套環(huán)材料可 通過多種方法進(jìn)行制備，包括常規(guī)的機織或針織技術(shù)。其中將套環(huán)縫入基層的套環(huán)材料片 描述于美國專利No. 4， 609， 581和4， 770， 917中。 在一些實施例中，套環(huán)材料可包括基材，所述基材包含具有大致均一形態(tài)的熱塑 性層。套環(huán)材料還包括縱向纖維片，其具有一般無變形的錨定部分和弧形跨度，所述錨定
6部分在間隔開的粘合位置處粘合或融合至基層，弧形跨度從粘合位置之間的基層前表面突 起。這種套環(huán)材料以及制備它們的方法描述于(如)美國專利No. 5， 256， 231 ;5， 888， 607 ; 和5， 904， 703中，這些專利以引用方式并入本文中。 在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層可為具有交替的頂和槽的波狀層。 一般來講，至少一些 槽粘合至基層從而在這種間斷粘合的、波狀的層和基層之間形成腔體。 參見圖la，層5具有第一主維度11以及與第一主維度垂直的第二主維度12。第 一和第二主維度限定了層5的平面30并且可進(jìn)行選擇以對應(yīng)于該層的縱向(L)和橫向(T) 維度；盡管其他方向是可以的。次維度13同時垂直于第一主維度11以及第二主維度12 ; 因此，它垂直于平面30。次維度13與該層的厚度相關(guān)。 參見圖lb，層5已從其平面狀態(tài)進(jìn)行變化以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化層IO，該層包括一系列的 縱向起伏20，每個起伏具有頂21以及槽22。在圖lb示出的實施例中，起伏具有均一頻率， 即相鄰槽之間的距離為基本上恒定的。由于在任何產(chǎn)品的制造中一些波動是可預(yù)期的，因 此如本文所用，如果任何成對的相鄰槽之間的距離在相鄰槽之間的平均距離的正或負(fù)10% 以內(nèi)，則起伏為具有均一的頻率。 起伏20還具有均一的振幅，即，頂21相對平面30的高度以及槽22相對平面30 的深度在第一主維度11 (如，結(jié)構(gòu)化層10的縱向維度L)以及第二維度12 (如，結(jié)構(gòu)化層10 的橫向維度T)上均為恒定的。另外，考慮到常規(guī)變化，如果在某一維度上高度或深度變化 不超過平均高度或深度的正或負(fù)10%，則頂?shù)母叨然虿鄣纳疃仍谠撎囟ňS度上為恒定的或 均一的。 在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層可包括變化頻率的起伏。例如，在一些實施例中，可改 變相鄰槽之間的距離以實現(xiàn)(如)槽的所需圖案。在一些實施例中，相鄰槽之間的距離可 無規(guī)或隨機改變。 相似地，在一些實施例中，起伏可包括變化振幅的起伏。在一些實施例中，可改變 頂?shù)母叨群?或槽的深度以實現(xiàn)所需的腔體形狀。在一些實施例中，頂?shù)母叨群?或槽的 深度可無規(guī)或隨機改變。 參見圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的粘合料片的橫截面。粘合料片100包 括結(jié)構(gòu)化層110和基層150。如圖所示，結(jié)構(gòu)化層為纖維層；然而，可使用任何合適的結(jié)構(gòu) 化層。 結(jié)構(gòu)化層110包括一系列的起伏120，每個起伏具有頂121和槽122。結(jié)構(gòu)化層的 至少一些槽粘合至基層。在一些實施例中，基本上所有(即，至少90%，在一些實施例中， 至少95%并且甚至至少99%)的槽將粘合至基層。在一些實施例中，槽將沿著該槽的至 少90 %長度粘合至基層上。在一些實施例中，槽長度的至少95 %并且在一些實施例中至少 99%將粘合至基層。 如圖2的實施例中所示，槽122直接粘合至基層150。如本文所用，如果包括結(jié)構(gòu) 化層的材料與包括基層的材料直接接觸，那么槽為"直接粘合"至基層。在一些實施例中， 當(dāng)結(jié)構(gòu)化層的槽粘合至基層的表面時發(fā)生直接粘合。在一些實施例中，當(dāng)槽的一部分嵌入 在基層中時發(fā)生直接粘合。直接粘合的示例性形式包括熔融粘合和超聲焊接。
在一些實施例中，槽可間接粘合至基層。如本文所用，如果一種或多種材料設(shè)置在 結(jié)構(gòu)化層和基層之間，則槽為"間接粘合"至基層。例如，槽可通過粘合劑層間接粘合至基層。 如通過槽122d所示，一些槽可能未粘合至基層。盡管未示出，但這種槽可與基層 相接觸?？筛鶕?jù)設(shè)計出現(xiàn)或可由于在制造過程中的變化導(dǎo)致未粘合的槽。
腔體160定義為由基層150以及結(jié)構(gòu)化層110在相鄰的粘合槽之間延伸的的每個 跨度170所限定的空間。在一些實施例中，相鄰的粘合槽可為相鄰的槽，如通過腔體160a、 以及槽122a和122b所示。在一些實施例中，相鄰的粘合槽(如，槽122c和122e)可被一 個或多個居間的未粘合槽(如，未粘合槽122d)隔開。 腔體160a由基層150以及結(jié)構(gòu)化層110的跨度170a來限定?？缍?70a為通過 頂121在相鄰的粘合槽122a和122b之間延伸的簡單彎曲。腔體160b由基層150以及結(jié) 構(gòu)化層110的跨度170b來限定?？缍?70b為在相鄰的粘合槽122c和122e之間延伸的復(fù) 合曲線，其穿過兩個頂121以及未粘合槽122d。 跨度和所得腔體的其它幾何形狀或不規(guī)則形狀是可以的。例如，參見圖3，結(jié)構(gòu)化 層114的跨度174為倒"V"。當(dāng)相鄰的槽124粘合至基層154時，所得的腔體164具有通常 的三角形橫截面。 參見圖4，氣凝膠復(fù)合材料290包括粘合料片200以及氣凝膠280。粘合料片200 包括在槽222處粘合至基層250的結(jié)構(gòu)化層210。腔體260由基層250和跨度270來限定。 每個跨度延伸穿過相鄰粘合槽之間的至少一個頂221。氣凝膠280設(shè)置在腔體260的至少 一些中。 根據(jù)(如)材料選擇以及加工步驟，腔體內(nèi)的氣凝膠可具有不同的形式。參見圖 5a和5b，示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的各種氣凝膠復(fù)合材料的橫截面。在這些圖的每 一個中，腔體形成于基層350和結(jié)構(gòu)化層310之間。 參見圖5a，在一些實施例中，腔體361內(nèi)的氣凝膠為氣凝膠一體化材料381 。參見 圖5b，在一些實施例中，(如)腔體362內(nèi)的氣凝膠可為纖維增強型氣凝膠一體化材料382， 即，包含氣凝膠380以及嵌入的增強型材料(如，纖維)372的一體化材料。
在一些實施例中，氣凝膠材料(如，氣凝膠一體化材料381或纖維增強型氣凝膠一 體化材料382)填充腔體橫截面的至少25%，在一些實施例中至少50%，或甚至至少75%。 在一些實施例中，氣凝膠材料填充基本上全部的腔體橫截面(即，至少90%，在一些實施例 中，至少95 % ，以及甚至至少99 % )。 在一些實施例中，腔體可為溝槽。如本文所用，"溝槽"為由基層以及在兩個相鄰 的、不相交的粘合線之間延伸的結(jié)構(gòu)化層的跨度限定的腔體。"粘合線"被定義為粘合槽和 基層之間的粘合區(qū)域。粘合線可為線性的或非線性的。例如，在一些實施例中，相鄰的粘合 線可為平行線。在一些實施例中，相鄰的粘合線可為相鄰的波浪線，如正弦曲線。在一些實 施例中，相鄰的粘合線可為同心圓。 參見圖6，氣凝膠復(fù)合材料490包括形成粘合料片400的結(jié)構(gòu)化層410和基層450。 結(jié)構(gòu)化層410包括具有頂421和槽422的起伏420，其中頂和槽在氣凝膠復(fù)合材料490的縱 向維度L上交替改變。至少一些槽粘合至基層?？缍?70在產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化層410和基層450 間的腔體460的相鄰粘合槽之間縱向延伸。腔體460為在相鄰的粘合槽之間沿氣凝膠復(fù)合 材料490的整個橫向維度T延伸的溝槽。 氣凝膠材料，如氣凝膠一體化材料480或纖維增強型氣凝膠一體化材料，被容納在溝槽內(nèi)。在一些實施例中，單一氣凝膠一體化材料或纖維增強型氣凝膠一體化材料延伸 穿過溝槽腔體橫向長度的至少25 % ，在一些實施例中，至少50 % ，并且在一些實施例中，至 少75%。在一些實施例中，單一的氣凝膠一體化材料或纖維增強型氣凝膠一體化材料基 本上延伸穿過腔體的整個橫向長度，即，腔體橫向長度的至少90%，在一些實施例中，至少 95% ，甚至至少99% 。在一些實施例中，兩種或多種不同的氣凝膠一體化材料或纖維增強型 氣凝膠一體化材料可存在于單個腔體內(nèi)。 在一些實施例中，腔體可為袋。如本文所用，"袋"為限定封閉區(qū)域的腔體，該腔體 由基層以及在三條或更多條交叉粘合線之間延伸的結(jié)構(gòu)化層的跨度來限定。
參見圖7，氣凝膠復(fù)合材料590包括形成粘合料片500的結(jié)構(gòu)化層510和基層550。 結(jié)構(gòu)化層510同時包括縱向起伏520a以及橫向起伏520b。縱向起伏520a包括縱向頂521a 和縱向槽522a，它們在氣凝膠復(fù)合材料590的縱向維度L上交替改變。橫向維度520b包括 橫向頂521b和橫向槽522b，它們在氣凝膠復(fù)合材料590的橫向維度T上交替改變。
縱向槽以及橫向槽中的至少一些粘合至基層。二維跨度570在相鄰的粘合縱向槽 之間縱向延伸，并且在相鄰的粘合橫向槽之間橫向延伸，從而在結(jié)構(gòu)化層510和基層550之 間產(chǎn)生腔體560。腔體560為在這些相鄰的交叉粘合槽之間延伸的袋。在一些實施例中，相 鄰的粘合槽可能不是相鄰槽，即，一個或多個未粘合槽可存在于一對相鄰的粘合槽之間。
在圖7中，縱向槽522a和橫向槽522b描述為線性的并且彼此垂直。交叉的粘合 槽之間的所得區(qū)域限定了基本為四方的、枕狀的袋560。在一些實施例中，一個或兩個槽可 為非線性的。在一些實施例中，粘合槽可以除90。之外的角度交叉。在一些實施例中，可選 擇結(jié)構(gòu)化層和基層之間的粘合槽圖案，以便為袋提供所需的尺寸和形狀。尺寸和形狀可為 均一的或不均一的。在一些實施例中，限定袋的交叉粘合槽之間的區(qū)域可為幾何圖形(如， 多邊形(如，方形、矩形、或三角形)、圓形(包括橢圓形等))或者不規(guī)則的。
—般來講，至少一些袋容納氣凝膠材料，如，氣凝膠一體化材料580或纖維增強型 氣凝膠一體化材料。在一些實施例中，基本上所有(如，至少90%，在一些實施例中，至少 95%，和在一些實施例中，至少99% )的袋容納氣凝膠材料。在一些實施例中，袋容納單一 的氣凝膠一體化材料或纖維增強型氣凝膠一體化材料。在一些實施例中，袋可容納兩種或 多種不同的氣凝膠一體化材料或纖維增強型氣凝膠一體化材料。 如圖6和7的實施例中所示，氣凝膠材料限制在腔體內(nèi)。在一些實施例中，氣凝膠 材料也可存在于氣凝膠復(fù)合材料的一個或多個其它部分中。 例如，參見圖8，氣凝膠復(fù)合材料690包括遍及整個結(jié)構(gòu)的氣凝膠。具體地講，氣 凝膠復(fù)合材料690包括結(jié)構(gòu)化層610，其粘合至基層650，從而形成粘合料片600。腔體660 由基層650和結(jié)構(gòu)化層610的跨度670來限定，其中跨度穿過相連的粘合槽622之間的至 少一個頂621。氣凝膠材料680存在于腔體660內(nèi)，并且可為氣凝膠一體化材料或纖維增強 型氣凝膠一體化材料。額外的氣凝膠材料680也嵌入在結(jié)構(gòu)化層610內(nèi)。
如圖8所示，在一些實施例中，氣凝膠材料680也可存在于結(jié)構(gòu)化層610的暴露表 面中的至少一些上。盡管未示出，但在一些實施例中，存在的氣凝膠材料也可嵌入在基層的 暴露表面內(nèi)并且/或位于基層的暴露表面上。 在一些實施例中，可將根據(jù)本發(fā)明的兩種或多種單一氣凝膠復(fù)合材料進(jìn)行組合。 例如，參見圖9，在一些實施例中，可組合第一氣凝膠復(fù)合材料790a以及第二氣凝膠復(fù)合材料790b以形成堆疊的氣凝膠復(fù)合材料791。如圖9所示，可將相鄰的氣凝膠復(fù)合材料進(jìn)行 堆疊以使得結(jié)構(gòu)化層彼此相面對。在一些實施例中，可將相鄰的氣凝膠復(fù)合材料進(jìn)行堆疊 以使得一種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)化層面向另一種復(fù)合材料層的基層。在一些實施例中，可將相 鄰的氣凝膠復(fù)合材料進(jìn)行堆疊以使得它們的基層彼此相面對。在包括三種或多種單一的氣 凝膠復(fù)合材料的堆疊中，可獨立地選擇各種相鄰的氣凝膠復(fù)合材料的相對取向。
氣凝膠復(fù)合材料790a和790b中的每一個包括粘合至基層(750a和750b)的結(jié)構(gòu) 化層(710a和710b)。氣凝膠復(fù)合材料790a的腔體760a在相鄰的粘合槽722a之間延伸， 而氣凝膠復(fù)合材料790b的腔體760b在相鄰的粘合槽722b之間延伸。如圖9所示，氣凝膠 復(fù)合材料790b相對氣凝膠復(fù)合材料790a為反向的或錯開的，這樣使得結(jié)構(gòu)化層710b的頂 721b通常與結(jié)構(gòu)化層710a的槽722a平行。相似地，結(jié)構(gòu)化層710a的頂721a與結(jié)構(gòu)化層 710b的槽722b平行。 氣凝膠材料780位于腔體的至少一些內(nèi)，并且在一些實施例中，基本上全部之內(nèi)。 除了存在于腔體內(nèi)之外，在一些實施例中，氣凝膠材料可存在于氣凝膠復(fù)合材料的一個或 多個區(qū)域中。例如，在一些實施例中，氣凝膠材料781也可嵌入在結(jié)構(gòu)化層710a和710b中 的一者或兩者內(nèi)。另外地或可供選擇地，在一些實施例中，氣凝膠材料782可存在于結(jié)構(gòu)化 層710a和710b之間。盡管未示出，另外地或可供選擇地，氣凝膠材料可嵌入在和/或位于 基層750a和750b中一者或兩者的暴露表面上。 在一些實施例中，可通過組合單一氣凝膠復(fù)合材料來形成堆疊氣凝膠復(fù)合材料。 在一些實施例中，可通過將粘合料片進(jìn)行堆疊并且將氣凝膠前體注入該疊堆來形成堆疊的 氣凝膠復(fù)合材料。然后可處理氣凝膠前體以形成最終的堆疊氣凝膠復(fù)合材料。如上所述， 在一些實施例中，相鄰的粘合料片可為堆疊的，以使得一個粘合料片的結(jié)構(gòu)化層面向另一 個粘合料片的基層。在一些實施例中，相鄰的粘合料片可為堆疊的，以使的它們的基層彼此 相面對。在包括三個或更多個粘合料片的疊堆中，可獨立地選擇各種相鄰粘合料片的相對 取向。 無論堆疊氣凝膠復(fù)合材料的形成方式如何，相鄰層的頂和槽的空間取向不受具體 限定。在一些實施例中，一個層的頂可與一個或多個相鄰層的頂平行。在一些實施例中，一 個層的頂可從一個或多個相鄰層的頂錯開。例如，在一些實施例中，一個層的頂可與相鄰層 的槽平行。 —般來講，基層可包含任何已知的材料。示例性的材料包括聚合物、諸如紙張之類 的纖維基材料、無機材料(如，金屬氧化物)以及金屬(如，箔和稀松布)。示例性的聚合物 材料包括聚烯烴(如，聚丙烯和聚乙烯)、聚酯、聚酰亞胺和聚碳酸酯。在一些實施例中，基 層包含可擠出材料。 在一些實施例中，基層包含熱塑性材料。熱塑性材料通常為如下材料當(dāng)該材料 充分加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度之上時可流動并且當(dāng)冷卻時變?yōu)楣腆w。示例性的熱塑性材料 包括聚烯烴，例如全同立構(gòu)聚丙烯、低密度聚乙烯、直鏈的低密度聚乙烯、極低密度聚乙烯、 中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丁烯、諸如乙烯/丙烯共聚物之類的非彈性體聚烯烴共聚 物或三元共聚物、以及它們的共混物；乙烯_醋酸乙烯共聚物，例如以商品名ELVAX得自 E. I.DuPont de Nemours公司(Wilmington, Delaware)的那些；乙烯-丙烯酸共聚物；乙烯 甲基丙烯酸共聚物，例如以商品名SURLYN 1702得自E. I.DuPont de Nemours公司的那些；聚甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯；乙烯_乙烯醇；聚酯，包括無定形聚酯；聚酰胺；氟化的熱塑 性塑料，例如聚偏二氟乙烯和氟化的乙烯/丙烯共聚物；鹵化的熱塑性塑料，例如氯化聚乙 烯；聚醚_嵌段_酰胺，例如以商品名PEBAX 5533得自Elf-Atochem North America公司 (Philadelphia, Pennsylvania)的那些。 在一些實施例中，基層包括泡沫，如，開孔泡沫和閉孔泡沫。示例性的泡沫包括聚 烯烴、聚丙烯酸酯、聚異氰尿酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酰亞胺、酚醛塑 料、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、乙烯等，并包括它們的組合。在一些實施例中，可使用復(fù)合泡沫。在 一些實施例中，泡沫可包含諸如顆粒和/或纖維之類的添加劑。 在一些實施例中，基層包括纖維層。纖維層可為織造的或非織造的。可利用任何 常規(guī)的非織造纖維形成工藝來形成非織造基層。合適的非織造基層包括(但不限于)紡粘 料片、射流噴網(wǎng)料片、熔噴料片、梳理成網(wǎng)料片、針剌纖維、水剌纖維、單向纖維層、網(wǎng)絲或它 們的組合。在一些實施例中，非織造基層包括聚丙烯非織造料片。在一些實施例中，纖維為 非粘合的，即纖維層的纖維彼此不粘合。在一些實施例中，纖維層為粘合的纖維層。
—般來講，纖維層可包含天然纖維、合成纖維或它們的組合。示例性的天然纖維包 括(但不限于)棉纖維、粘膠纖維、木漿纖維、含有纖維素的纖維以及它們的組合。示例性的 合成纖維可利用任何的成纖材料來形成，所述成纖材料包括(但不限于)聚合物材料，包括 諸如聚丙烯和聚乙烯之類的聚烯烴；聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二酸丁二
醇酯；聚酰胺(尼龍-6和尼龍-6，6);聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯基醇；聚苯硫醚；聚 砜；液晶聚合物；聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；聚丙烯腈；環(huán)狀聚烯烴；或它們的任何組合。 在一個示例性的實施例中，合成纖維包括聚丙烯纖維。在另一個示例性的實施例中，合成纖 維包括聚酯纖維。 纖維基層可包括單組分纖維，其包含上述聚合物或共聚物中的任何一種。單組分 纖維可包含下文所述的添加劑，但包含選自上述聚合物材料的單纖維形成材料。在一些實 施例中，單組分纖維包含至少75重量％的上述聚合物材料中的任何一種以及最多為25重 量％的一種或多種添加劑。在一些實施例中，單組分纖維包含至少80重量％、或至少85重 量％ 、或至少90重量％ 、或至少95重量％ ，并且在一些實施例中，多達(dá)100重量％的上述聚 合物材料中的任何一種，其中所有的重量基于纖維的總重量。 纖維基層還可包括由上述聚合物材料中的兩種或多種以及任選的一種或多種如 下文所述的添加劑形成的多組分纖維。如本文所用，術(shù)語"多組分纖維"用于指由兩種或多 種聚合物材料形成的纖維。合適的多組分纖維構(gòu)型包括(但不限于)皮/芯構(gòu)型、并列構(gòu) 型以及"海島"構(gòu)型。 對于由多組分纖維形成的非織造基層而言，在一些實施例中，基于纖維的總重量， 多組分纖維包含約75至約99重量％的上述聚合物中的兩種或多種以及約25至約1重量％ 的一種或多種附加的成纖材料。 纖維基層可具有基重，其根據(jù)制品的具體最終應(yīng)用而各有不同。在一些實施例中， 纖維基層的基重小于1000克/平方米(gsm)。在一些實施例中，基層的基重為至少lgsm， 并且在一些實施例中，為至少約10gsm。在一些實施例中，基重不大于500gsm，并且在一些 實施例中，不大于150gsm。 與基重一樣，纖維基層的厚度可根據(jù)制品的具體最終應(yīng)用而改變。在一些實施例中，基層的厚度不大于150毫米(mm)、或不大于100mm、或甚至不大于50mm。在一些實施例 中，基層的厚度為至少0. 5mm、或至少lmm。 在大多數(shù)實施例中，基層內(nèi)的纖維基本上均勻地分布在非織造基層內(nèi)。然而，存在 一些實施例，其中希望纖維在基層內(nèi)為非均勻分布。 —般來講，纖維層可為織造的或非織造的。 一般來講，纖維層的纖維可為粘合的或 非粘合的。在一些實施例中，基層可包括多個層。 —般來講，結(jié)構(gòu)化層可包含任何已知的材料，其包括(如)如本文結(jié)合基層所述的 材料中的任何一種，并包括它們的組合。例如，結(jié)構(gòu)化層可包括一個或多個層，其包含一種 或多種熱塑性材料以及纖維材料(如，織造和非織造料片，以及粘合或非粘合纖維)。在一 些實施例中，結(jié)構(gòu)化層為可滲透的。 取決于，如，用于結(jié)構(gòu)化層和基層的材料的選擇，在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層的槽 中的至少一個熔融粘合至基層。在一些實施例中，如，當(dāng)結(jié)構(gòu)化層和基層包括熱塑層時，可 利用超聲焊接或其它裝置實現(xiàn)粘合，所述其它裝置在所需的粘合位置處施加熱和壓力以熔 融結(jié)構(gòu)化層和基層。 在一些實施例中，結(jié)構(gòu)化層的槽中的至少一個間接粘合至基層。例如，在一些實施 例中，槽可通過居間粘合劑層粘合至基層?？墒褂玫娜魏我阎恼澈蟿┌?如)壓敏粘 合劑、熱熔粘合劑以及可固化粘合劑。在一些實施例中，可利用熱塑性粘合劑層實現(xiàn)粘合， 所述熱塑性粘合劑層可通過超聲能量或其它裝置進(jìn)行軟化，所述其它裝置在所需的粘合位 置處施加熱和壓力以將結(jié)構(gòu)化層粘附至基層。 —般來講，可使用任何已知的氣凝膠材料，其包括無機氣凝膠(如，二氧化硅、氧 化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、氧化釔、氧化釩等)、有機氣凝膠(如，由聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚 丙烯腈、聚氨酯、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂等制成的那些)、無機_有機雜化氣凝膠、交聯(lián)氣凝膠、 以及它們的組合。 制備氣凝膠的方法為已知的并且通常包括形成氣凝膠前體、利用前體形成凝膠、 以及通過(如)干燥或超臨界提取移除液體。在一些實施例中，可處理氣凝膠材料以提供 (如)疏水性、疏油性、或親水性氣凝膠。在一些實施例中，可包括諸如摻雜劑之類的可選添 加劑以便(如)降低輻射。 在一些實施例中，基層和結(jié)構(gòu)化層中的至少一者為可滲透的。例如，在一些實施例 中，層中的至少一個具有足夠的孔隙度以允許氣凝膠前體流過該層并且至少部分地填充腔 體。然后可將前體進(jìn)行膠凝并且移除液體，從而得到包含在腔體內(nèi)的氣凝膠材料。在一些實 施例中，氣凝膠材料也可存在于一層或兩層內(nèi)并且/或另外存在于一層或兩層的表面上。
在一些實施例中，可能有利的是具有與氣凝膠復(fù)合材料相關(guān)的覆蓋膜，以便(如) 使對氣凝膠的損壞最小化以及/或避免脫落。例如，在一些實施例中，可為氣凝膠復(fù)合材料 提供薄膜以作為保護(hù)性覆蓋物。 一般來講，難以將材料粘合至無機氣凝膠基質(zhì)或氣凝膠涂 布的纖維上。然而，在本發(fā)明的一些實施例中，可將基層和/或結(jié)構(gòu)化層粘合至一個或多個 附加層。例如，基層和/或結(jié)構(gòu)化層可粘結(jié)性地粘合至、熔融粘合至、或超聲焊接至多種材 料。另外，如果層(如，基層和/或結(jié)構(gòu)化層)包含熱塑性材料，那么可通過施加熱將附加 的熱塑層(如，薄膜)熔融粘合至基層。 參見圖10，示出了示例性的粘合的氣凝膠復(fù)合材料890。粘合的氣凝膠復(fù)合材料890包括粘合料片800、氣凝膠材料880以及附加層855。粘合料片800包括纖維結(jié)構(gòu)化層 810，其包括粘合至基層850的槽822。氣凝膠材料880被容納在腔體860內(nèi)，以及嵌入在纖 維結(jié)構(gòu)化層和纖維基層850中并且同時存在于纖維結(jié)構(gòu)化層和纖維基層上，從而形成氣凝 膠復(fù)合材料。附加層855粘合至基層850，從而形成粘合的氣凝膠復(fù)合材料890。在一些實 施例中，附加層855有助于在處理期間容納氣凝膠材料以(如)減輕氣凝膠材料的脫落。
在一些實施例中，堆疊的氣凝膠復(fù)合材料可包含兩種或多種根據(jù)本發(fā)明的單一粘 合氣凝膠復(fù)合材料。在一些實施例中，可通過將一種或多種粘合的氣凝膠復(fù)合材料與一種 或多種非粘合的氣凝膠復(fù)合材料(即，不包括粘合至基層或結(jié)構(gòu)化層的附加層的氣凝膠復(fù) 合材料)進(jìn)行組合來形成堆疊的氣凝膠復(fù)合材料。層的數(shù)量、順序以及取向未進(jìn)行限定并 且可根據(jù)包括(如)柔韌性和處理性在內(nèi)的各種設(shè)計考慮因素進(jìn)行選擇。可將本發(fā)明的粘 合的和非2進(jìn)行組合。
實例1 :氣凝膠復(fù)合材料。 將粘合的纖維料片用作氣凝膠的柔性結(jié)構(gòu)化載體。根據(jù)美國專利No. 6， 537， 935 和5，888，607中提出的細(xì)節(jié)來制備粘合料片。將30克/平方米(gsm)的3纖度(3d)聚酯 (PET)纖維(Wellman Inc. ， Charlotte, NorthCarolina))和6d PET纖維(KoSa， Salisbury, North Carolina)的75-25共混物進(jìn)行梳理成網(wǎng)、縮成波狀并且粘合至30gsm的聚丙烯 (PP)7C05N股線(Dow Chemical Co. ， Midland, Michigan)。波狀圖案導(dǎo)致在每厘米內(nèi)具有 大約4個粘合槽(每英寸10個粘合槽)。 為了制備氣凝膠前體，將20. 8克(g)四乙氧基硅烷(TEOS)與13. 8g的100%乙醇 (200標(biāo)準(zhǔn)強度)和1.8g去離子水進(jìn)行混合，所產(chǎn)生的摩爾比為l : 3 : 1。在室溫下將14 毫升(ml) 0. 005N的HC1在60分鐘內(nèi)加入到該溶液中。然后將5. 6ml的0. 05N的NH40H加 入到該溶液中。 將這種氣凝膠前體涂布在粘合的纖維料片上。使涂布的料片在乙醇蒸汽填充的氣 氛中進(jìn)行過夜膠凝。然后使醇-凝膠在5(TC下的乙醇中老化兩天并且允許冷卻至室溫。然 后將樣品浸入100%乙醇(200標(biāo)準(zhǔn)強度)中三次以移除殘余的水。 然后將涂布的料片進(jìn)行超臨界干燥以形成氣凝膠復(fù)合材料。首先，將樣品進(jìn)行稱 重并且設(shè)置在內(nèi)徑(ID)為2. 2厘米(cm) (0. 87英寸)不銹鋼籃內(nèi)。將該籃布置在20cm(8 英寸)高的ID為2.5cm(l英寸)的不銹室的內(nèi)部。該室的底部和頂部配有金屬釉料和o 形環(huán)。然后將該室插入到標(biāo)定為處理高壓(即，41， 000千牛頓/平方米(kN/m2) (6000磅/ 平方英寸(psi)))的容器內(nèi)。通過夾套加熱該容器的外部。 將二氧化碳冷卻至-20°〇并且利用活塞泵以1升/分的速率泵送通過該裝置的底 部。IO分鐘之后，將該裝置的溫度在10，300kN/m2(1500psi)的壓強下升至4(TC。干燥過 程進(jìn)行至少24小時。干燥期間之后，停止二氧化碳?xì)饬鞑⑶乙源蠹s2000kN/m2(300psi/小 時)的速率降低壓強。當(dāng)壓強為377kN/m2(55psi)或更低時，將此刻干燥的最終氣凝膠復(fù) 合材料樣品移出并且稱重。 所得的氣凝膠復(fù)合材料是撓曲的并且氣凝膠材料破裂。然而，一體化氣凝膠材料 保持密封在結(jié)構(gòu)化層的弧形部分和基層之間的腔體內(nèi)。在一些實施例中，破裂主要發(fā)生在 氣凝膠材料和結(jié)構(gòu)化層或基層之間的交界處附近。在一些實施例中，破裂主要發(fā)生在結(jié)構(gòu) 化層和基層之間的粘合線附近。在一些實施例中，一些破裂也發(fā)生在一體化材料的主體內(nèi)。
在12. 5°C的平均溫度下利用LASERCOMP Fox200熱流儀測定氣凝膠復(fù)合材料的導(dǎo) 熱率。所測得的導(dǎo)熱率范圍為20-23毫瓦/(米開爾文)(mW/mK)。
實例2 :堆疊的氣凝膠復(fù)合材料。 涂布實例1中的粘合纖維料片并且將其與另一層粘合纖維料片利用每層彼此面 對的弧形部分夾在一起。然后將堆疊的樣品按實例1中所述進(jìn)行超臨界干燥。堆疊的氣凝 膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱率范圍為23-26毫瓦/(米開爾文)(mW/mK)。
實例3 :粘合的氣凝膠復(fù)合材料。 將實例1的氣凝膠復(fù)合材料粘合至澆注聚丙烯膜，如下所述。將手持式實驗熱風(fēng) 槍(母器具型號HG-751B)固定在樣品的聚丙烯股線側(cè)上方約5cm(約2英寸)處并且在 最高的加熱設(shè)置下持續(xù)10秒。然后將澆注聚丙烯膜布置在股線上并進(jìn)行輕輕按壓。使所 得的層合物進(jìn)行冷卻。在聚丙烯股線與澆注聚丙烯膜之間獲得了強效粘合。
本發(fā)明的氣凝膠復(fù)合材料可用于多種應(yīng)用中，包括需要熱和/或聲絕緣的那些。 例如，在一些實施例中，可將本發(fā)明的氣凝膠復(fù)合材料施加至制品表面以用作(如)熱絕緣 層。在一些實施例中，可將本發(fā)明的氣凝膠復(fù)合材料用作管道、墻壁、容器等的熱絕緣層。
在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下，本發(fā)明的各種修改和更改對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員將是顯而易見的。
權(quán)利要求
一種氣凝膠復(fù)合材料，包括粘合料片，所述粘合料片包括基層以及具有多個槽的結(jié)構(gòu)化層，其中至少一些所述槽粘合至所述基層從而在所述結(jié)構(gòu)化層和所述基層之間限定腔體；以及一體化氣凝膠材料，所述一體化氣凝膠材料被容納在至少一些所述腔體內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述基層為可滲透的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述基層包括熱塑性材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述基層包括泡沫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述基層包括纖維層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述基層包括多個層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層為可滲透的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層包括熱塑性材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層包括纖維層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層的纖維層為非織造的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層的至少一些槽熔融粘 合至所述基層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括將所述結(jié)構(gòu)化層的至少一些槽粘 合至所述基層的粘合劑。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層在相鄰槽之間的跨度 為弧形的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中至少一個腔體為溝槽。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中至少一個腔體為袋。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中一體化氣凝膠材料被容納在所述腔 體的至少90%內(nèi)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中在至少一個腔體內(nèi)的所述一體化氣 凝膠材料包括纖維增強型氣凝膠一體化材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述氣凝膠材料包括無機氣凝膠。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述無機氣凝膠包括二氧化硅。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述氣凝膠材料包括有機氣凝膠。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述氣凝膠材料包括無機-有機雜化 氣凝膠。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述氣凝膠材料為疏水性的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述氣凝膠材料為親水性的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括嵌入在所述結(jié)構(gòu)化層內(nèi)的氣凝膠 材料。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括嵌入在所述基層內(nèi)的氣凝膠材料。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括在所述結(jié)構(gòu)化層的暴露表面上的 氣凝膠材料。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括在所述基層的暴露表面上的氣凝 膠材料。
28. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括粘合至所述基層的附加層。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述附加層包括熱塑性材料。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述附加層熔融粘合至所述基層。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括粘合至所述結(jié)構(gòu)化層的附加層。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述附加層包括熱塑性材料。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述附加層熔融粘合至所述結(jié)構(gòu)化層。
34. —種氣凝膠復(fù)合材料，包括粘合料片，所述粘合料片包括熱塑性基層以及具有多個槽的纖維結(jié)構(gòu)化層，其中至少 一些所述槽粘合至所述基層從而在所述結(jié)構(gòu)化層和所述基層之間限定腔體；以及 一體化氣凝膠材料，所述一體化氣凝膠材料被容納在至少一些所述腔體內(nèi)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中一體化氣凝膠材料被容納在所述腔 體的至少90%內(nèi)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的氣凝膠復(fù)合材料，其中所述一體化氣凝膠材料包括二氧化娃o
37. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括嵌入在所述結(jié)構(gòu)化層內(nèi)、嵌入在 所述基層內(nèi)、在所述結(jié)構(gòu)化層的暴露表面上、在所述基層的暴露表面上、或它們的組合的氣 凝膠材料。
38. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的氣凝膠復(fù)合材料，還包括粘合至所述基層、所述結(jié)構(gòu)化層、 或者兩者的附加層。
39. —種氣凝膠復(fù)合材料的疊堆，包括兩種或多種單一氣凝膠復(fù)合材料，其中每種單一 氣凝膠復(fù)合材料包括粘合料片，所述粘合料片包括基層以及具有多個槽的結(jié)構(gòu)化層，其中至少一些所述槽 粘合至所述基層從而在所述結(jié)構(gòu)化層和所述基層之間限定腔體；以及一體化氣凝膠材料，所述一體化氣凝膠材料被容納在至少一些所述腔體內(nèi)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的氣凝膠復(fù)合材料的疊堆，其中，對于每種單一氣凝膠復(fù)合 材料而言，所述基層包括熱塑性材料，所述結(jié)構(gòu)化層包括纖維層，并且一體化氣凝膠材料被 容納在所述腔體的至少90%內(nèi)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的氣凝膠復(fù)合材料的疊堆，其中所述一體化氣凝膠材料包括 二氧化硅。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的氣凝膠復(fù)合材料的疊堆，其中至少一種單一氣凝膠復(fù)合材 料為粘合的氣凝膠復(fù)合材料。
43. 根據(jù)權(quán)利要求42所述的氣凝膠復(fù)合材料的疊堆，其中所述單一氣凝膠復(fù)合材料中 的每一種為粘合的氣凝膠復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明描述了氣凝膠復(fù)合材料以及粘合的氣凝膠復(fù)合材料。所述氣凝膠復(fù)合材料包括位于基層和結(jié)構(gòu)化層之間的腔體內(nèi)的一體化氣凝膠材料，其中所述結(jié)構(gòu)化層粘合至所述基層。附加層可粘合至所述基層和/或所述結(jié)構(gòu)化層以形成粘合的氣凝膠復(fù)合材料。
文檔編號B32B3/26GK101795857SQ200880100221
公開日2010年8月4日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月23日
發(fā)明者吳榮圣, 尼拉吉·沙拉瑪, 布萊恩·C·費薩爾, 杰施里·塞思, 格蘭特·F·蒂芬布魯克, 陳聯(lián)舜 申請人:3M創(chuàng)新有限公司