專利名稱：具有至少一含氣凝膠層和至少一其它層的多層復(fù)合材料、其制法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的具有非常高的絕熱性能和/或消減固體聲和沖擊聲性能的隨意成形的多層復(fù)合材料、其制備方法和應(yīng)用。
常規(guī)的基于聚苯乙烯、聚烯烴和聚氨酯的絕熱材料和消減固體聲和沖擊聲的材料是在使用發(fā)泡劑例如FCKW、CO2和戊烷的條件下制備的。封閉在泡沫材料結(jié)構(gòu)中的發(fā)泡劑使該泡沫材料獲得高的絕緣性能。然而這種發(fā)泡劑因為緩慢地釋放在大氣中，從而增加環(huán)境負荷。
其它的基于礦物纖維絨毛和玻璃纖維絨毛的消減固體聲和沖擊聲的材料在其制備、安裝和拆卸以及使用期間釋放出纖維和/或纖維碎屑。這導致環(huán)境和接觸這些材料的人的負荷增加。
氣凝膠，特別是孔隙率高于60％和密度低于0.6克/立方厘米的氣凝膠，根據(jù)其制備方法是透明的、半透明的或不透明的，并且具有特別低的導熱能力。因此它可以作為絕熱材料使用，正如在EP-A-0 171722中描述的一樣。
在廣義上，即“以空氣作為分散劑的凝膠”的意義上，氣凝膠是通過干燥合適的凝膠制備的。在此意義上，術(shù)語“氣凝膠”包括狹義的氣凝膠、干凝膠和冷凝膠。因此，當凝膠中的液體在臨界溫度以上的溫度下和由高于臨界壓力的壓力開始基本上被脫除時，干燥的凝膠是狹義上的氣凝膠。相反，如果凝膠液體在亞臨界例如在形成液-氣-界面相的條件下被除去，則形成的凝膠被稱為干凝膠。
本申請中使用的術(shù)語氣凝膠是廣義上的氣凝膠，即以空氣作為分散劑的凝膠。
通過超臨界和亞臨界干燥制備氣凝膠的不同方法公開在例如EP-A-0 396 076、WO 92/03378、WO 94/25149、WO 92/20623和EP-A-0 658 513中。
通過超臨界干燥獲得的氣凝膠通常是親水的或短時疏水的，而通過亞臨界干燥獲得的氣凝膠由于其制備方法(一般在干燥之前甲硅烷基化)具有長期疏水性。
此外，氣凝膠基本上可以劃分為無機和有機氣凝膠，其中從1931年以來就已經(jīng)公開了無機氣凝膠(S.S.Kistler，《自然》(Nature)1931，127，741)，而近幾年才公開了由各種不同的原材料例如蜜胺甲醛制備的有機氣凝膠(R.W.Pekala，《材料科學雜志》(J.Mater.Sci.)，1989，24，3221)。
此外，含氣凝膠的復(fù)合材料原則上分為不透明和透明/半透明復(fù)合材料。首先基于其低的導熱性它可以作為絕熱材料使用。
不透明的含氣凝膠的復(fù)合材料例如公開在EP-A-0 340 707、EP-A-0 667 370、WO96/12683、WO96/15997和WO96/15998中。這些復(fù)合材料盡管包括部分透明氣凝膠顆粒，然而其附加的組分是不透明的，因此該體系整體上是不透明的。
透明的含氣凝膠的復(fù)合材料描述在德國專利申請P 196 34 109.4中。其中在作為粘結(jié)劑的透明的和/或半透明塑料的幫助下氣凝膠顆粒被粘結(jié)成隨意的成型體。
此外，透明氣凝膠-復(fù)合材料公開在DE-A-44 30 642和DE-A-4430 669中。這樣的復(fù)合材料例如以墊的形式存在，其包含氣凝膠和分布在其中的纖維，其中氣凝膠碎屑通過纖維連接。雖然使用這樣的透明材料可以獲得好的性能，但是仍然存在價格方面的缺陷以及在一個工藝步驟中制備該體系的必要性。
例如在德國專利申請195 07 732.6中公開了具有至少二個平行布置的由透明材料制成的墊的透明構(gòu)件，其中中間空隙中是纖維增強的氣凝膠板或墊。通過這種措施可以顯著地提高該體系的穩(wěn)定性，然而仍然存在制造復(fù)雜和價格方面的問題。
在CA-C-1 288 313、EP-A-018 955和DE-A-41 06 192中描述了另一種含氣凝膠的復(fù)合材料。根據(jù)這些文獻，在玻璃墊之間引入氣凝膠單片，以便通過氣凝膠的低導熱性改善絕熱性和/或改善該墊的吸音作用。
雖然以這種方式可以獲得幾乎象玻璃的透明的墊，然而由于氣凝膠具有低的機械穩(wěn)定性，制備相對大單片的費用過高，以致于這樣的玻璃墊不能在較大的范圍中使用。此外已知使用氣凝膠填充的真空板體系，例如其公開在EP-A-0 468 124、EP-A-0 114 687和DE-A-33 47619中。然而該真空板體系的缺陷在于，事后在其使用位置上不能再改變其形狀和尺寸。
文獻公開的上述含氣凝膠的復(fù)合材料雖然具有低的導熱性，然而氣凝膠顆粒含量必須非常高才能獲得小于50mW/mK的導熱率。因此這樣的體系幾乎無抗機械負荷的能力，從而限制了其應(yīng)用。此外，由于與氣凝膠有關(guān)的成本高，所以其是非常昂貴的。另外該復(fù)合材料的表面和其性能主要由氣凝膠決定，因為氣凝膠或多或少均勻地分布在整個體系中。因此，通常必須覆蓋該復(fù)合材料，以便保證在相應(yīng)的應(yīng)用范圍中與其它組分容易加工。然而一般兼有附加的制備步驟。
因此，本發(fā)明任務(wù)是研制出一種含氣凝膠的絕熱的復(fù)合材料，該復(fù)合材料可以簡單地、以隨意的形狀和尺寸制備，并且無現(xiàn)有技術(shù)中已知體系的上述缺陷。
此外，本發(fā)明的任務(wù)是研制出研制含氣凝膠的復(fù)合材料，其與常規(guī)的復(fù)合體系相比，在相同氣凝膠含量下具有改善的絕熱性，即低的導熱性，和在低的氣凝膠含量下具有可比的絕熱性。
本發(fā)明的其它任務(wù)是提供含氣凝膠的絕熱復(fù)合材料，其此外還具有消減固體聲和/或沖擊聲的性能。
在本發(fā)明的范圍中，術(shù)語固體聲是在固體物質(zhì)中傳播的聲音。術(shù)語沖擊聲是，例如在覆蓋物上面行走或移動椅子時作為固體聲產(chǎn)生的聲音和部分作為空氣聲反射的聲音(Firmenschrift der RhunilithDmmstoffe GmbH；Technische Informationen；In 150 Bauphysik6/96；以及Reichardt，W.；Grundlagen der technischen Akustik；Akademische Verlagsgesellschaft，Leipzig；1968)。
上述任務(wù)是通過多層復(fù)合材料解決的，其中該復(fù)合材料具有至少一含氣凝膠層和至少一其它層，該含氣凝膠層包含至少一種粘合劑。
本發(fā)明的多層復(fù)合材料至少具有二層，優(yōu)選至少具有三層。
特別優(yōu)選的是具有三層，特別是夾心結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，其中含氣凝膠層布置在二個其它層之間。
在至少一含氣凝膠層中氣凝膠顆粒的含量通常是5至97體積％。
在至少一含氣凝膠層中氣凝膠顆粒的含量明顯低于5體積％時，由于復(fù)合材料中氣凝膠顆粒的含量低，其有利的性質(zhì)將大幅度喪失。這樣的復(fù)合材料將不再具有低密度和導熱性。
氣凝膠顆粒的含量明顯高于97體積％時，粘合劑的含量將低于3體積％。在這種情況下，該含量太低而不足以使氣凝膠顆粒相互粘結(jié)和保證機械抗壓強度和抗彎強度。在至少一含氣凝膠層中氣凝膠顆粒的含量優(yōu)選是40至95體積％，特別優(yōu)選是60至95體積％。
在復(fù)合材料的至少一含氣凝膠層中特別高的氣凝膠顆粒含量可以通過采用粒度的雙模態(tài)分布達到。在復(fù)合材料的至少一含氣凝膠層中獲得特別高氣凝膠顆粒含量的其它可能性是使用具有粒度的對數(shù)正則分布的氣凝膠顆粒。
此外為了獲得盡可能高的填充等級，與含氣凝膠層的總厚度相比小的氣凝膠顆粒同樣是有利的。
在復(fù)合材料的至少一含氣凝膠層中氣凝膠顆粒的粒徑優(yōu)選是250微米至10毫米，特別優(yōu)選是250微米至5毫米，最優(yōu)選是250微米至2毫米。粒徑是指單個氣凝膠微粒的平均直徑，因為氣凝膠微粒受制備的影響例如通過研磨，因而不是必須具有大體上呈球形的形狀。
通常適用于本發(fā)明復(fù)合材料的氣凝膠是基于適合用于溶膠-凝膠-工業(yè)的金屬氧化物的氣凝膠(例如參見C.J.Brinker，G.W.Scherer，《溶膠-凝膠科學》(Sol-Gel-Science)，1990，2和3章)，例如Si或Al化合物，或者是基于適合用于溶膠-凝膠-工業(yè)的有機物的氣凝膠，例如蜜胺甲醛縮合物(US-A-5086085)或者間苯二酚甲醛縮合物(US-A-4873218)。該復(fù)合材料也可以基于上述材料的混合物。優(yōu)選使用含Si化合物的氣凝膠，特別是SiO2氣凝膠。
為了降低輻射對導熱性的影響，氣凝膠可以含紅外遮光劑，例如碳黑、二氧化鈦、氧化鐵、二氧化鋯或者它們的混合物。
在一個優(yōu)選的實施方案中，氣凝膠顆粒具有持久疏水的表面基團，適合于持久疏水化的基團例如是通式-Si(R)n的甲硅烷基基團，其中n＝1、2或3，優(yōu)選三取代的甲硅烷基，其中基團R通常相同或不同，相互獨立地表示氫或一個線性、分支、環(huán)狀、芳族或雜芳族有機非活性基團，優(yōu)選C1-C18-烷基或C6-C14-芳基，特別優(yōu)選C1-C6-烷基、環(huán)己基或苯基，特別是甲基或乙基。特別優(yōu)選使用三甲基甲硅烷基來使氣凝膠持久地疏水。這些基團的引入可以如WO94/25149或德國專利申請P19648798.6中所述那樣進行，或者通過使氣凝膠與例如一種活化的三烷基硅烷衍生物如一種氯代三烷基硅烷或一種六烷基二硅氮烷進行氣相反應(yīng)(參見R.ller，《硅石化學》(Chemistry of Silica)，Wiley&Sons，1979)。與OH基團相比，這樣制得的疏水表面基團進一步降低了介電損耗因子和介電常數(shù)。
具有親水表面基團的氣凝膠顆?？梢愿鶕?jù)空氣濕度吸附水，使得介電常數(shù)和介電損耗因子可以隨空氣濕度改變。但這是電子應(yīng)用所不希望的。使用具有疏水表面基團的氣凝膠顆?？梢砸种七@種改變，原因是不吸附水。此外，由典型的應(yīng)用溫度來決定基團的選擇。
如果使用具有疏水表面基團的氣凝膠顆粒與疏水粘合劑結(jié)合使用，即可獲得一種疏水的復(fù)合材料。
此外，氣凝膠的導熱性隨孔隙率的提高和密度的降低而降低。因此優(yōu)選孔隙率高于60％和密度低于0.6克/立方厘米的氣凝膠。特別優(yōu)選密度低于0.2克/立方厘米的氣凝膠，最優(yōu)選密度是0.16至0.10克/立方厘米的氣凝膠。
在至少一含氣凝膠層中粘合劑形成一種基質(zhì)，它粘結(jié)或者包裹氣凝膠顆粒，在整個至少一含氣凝膠層中作為連續(xù)相，以及必要時在整個復(fù)合材料中作為連續(xù)相。
基本上所有公知的粘合劑均適合于制備本發(fā)明的復(fù)合材料。但優(yōu)選有低導熱性的粘合劑。其中粘合劑是否以無定形、半結(jié)晶和/或結(jié)晶形式存在不太重要。粘合劑可以以液體形式也即作為液體、熔體、溶液、分散液或者懸浮液使用或者作為固體粉末使用。
本發(fā)明意義上的粘合劑例如既可以是物理凝固也可以是化學固化的單組分粘合劑以及化學固化的雙組分粘合劑。這樣的粘合劑的實例例如是熔體粘合劑、分散液粘合劑、溶劑粘合劑、塑性溶膠、熱固化的環(huán)氧樹脂、活性熔體粘合劑如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和聚酰胺、甲醛縮合物、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯蠟、厭氧粘合劑、濕固化硅氧烷以及光固化和紫外線固化體系、甲基丙烯酸酯、雙組分硅氧烷、冷固化環(huán)氧樹脂和冷固化聚氨酯。
另外，在本發(fā)明意義上粘合劑還可以是例如透明或半透明的塑料，例如聚甲基丙烯酸酯(PMMA，如Degalan、Plexiglas)、環(huán)烯共聚物(COC，例如Topas)、聚乙烯醇縮丁醛(例如Mowital)、聚碳酸酯和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，例如Hostaglas)，其中優(yōu)選聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯。
此外，本發(fā)明意義上的粘合劑也可以是纖維狀的例如雙組分纖維。
另外粘合劑也可以發(fā)泡的形式存在。
在至少一含氣凝膠層中粘合劑的使用量一般是復(fù)合材料的3至95體積％，優(yōu)選是3至60體積％，特別優(yōu)選是3至40體積％，最優(yōu)選是3至20體積％。粘合劑的選擇按照復(fù)合材料所需的機械和熱性質(zhì)進行。此外優(yōu)選選擇具有低導熱性的粘合劑。
選擇粘合劑時，還優(yōu)選那些基本上不滲入多孔性氣凝膠顆粒內(nèi)部的產(chǎn)物。除粘合劑的選擇外，通過調(diào)節(jié)溫度以及加工時間也可以影響粘合劑對氣凝膠顆粒內(nèi)部的滲入。
另外，復(fù)合材料的至少含氣凝膠層還可以含有最多50體積％的填料，例如木粉、石棉和優(yōu)選纖維素，例如用來改進機械性能，填料的含量優(yōu)選是0至20體積％。
另外，復(fù)合材料的至少一含氣凝膠層還可以含有至少一種纖維材料。添加纖維對于熱應(yīng)用和在裂紋形成和斷裂強度方面是有利的。優(yōu)選的纖維材料是專業(yè)人員已知的用于該目的的纖維以及在德國專利申請19533564.3中描述的。在該專利申請中還描述了與氣凝膠復(fù)合時的性能、特性和比例。
與僅僅含氣凝膠顆粒的經(jīng)其表面通過粘合劑粘結(jié)或者嵌入粘合劑基質(zhì)的材料相比，在粘合劑體積含量不變的情況下，令人驚奇地，極低體積含量的纖維即可大大提高機械增強，因為它們承擔負荷的主要部分。如果使用高體積含量的纖維和少量粘合劑，那么獲得一種多孔材料，其中由至少一種粘合劑粘結(jié)的纖維形成一種機械穩(wěn)定的骨架，氣凝膠顆粒嵌入該骨架中。這樣形成的氣孔導致高的孔隙率和更好的隔音性能。
通過至少一種粘合劑可以使纖維和氣凝膠相互粘結(jié)，也可以用至少一種粘合劑作為纖維和氣凝膠顆粒嵌入的基質(zhì)材料。
另外，復(fù)合材料的至少一含氣凝膠層中還可以含有少量潤滑劑例如硬脂酸鋅、顏料例如二氧化鈦、增塑劑如甘油和鄰-、對-甲苯磺酰胺和/或酸性和酸分解的固化促進劑。
還可以使用所謂的“偶合劑”。它可以使粘合劑和氣凝膠顆粒表面的接觸更好，此外還可以得到與氣凝膠顆粒以及粘合劑的堅固結(jié)合。
復(fù)合材料的至少一其它層不含氣凝膠或者含有明顯低于至少一含氣凝膠層的氣凝膠。氣凝膠顆粒的含量優(yōu)選是0至40體積％。如果至少一其它層含有氣凝膠顆粒，那么其構(gòu)成優(yōu)選同至少一含氣凝膠層，但是相應(yīng)地改變氣凝膠顆粒和粘合劑的比例。在此每一層可以由其它材料構(gòu)成或者具有其它比例。
一般優(yōu)選能夠確保與至少一含氣凝膠層很好和機械穩(wěn)定粘結(jié)的材料。此外這些層由具有低導熱性的材料組成。
如果該其它層不含氣凝膠，那么它似乎可以由任何能與至少一含氣凝膠層粘結(jié)的材料組成。對此可以使用專業(yè)人員已知的所有方法。優(yōu)選首先是同樣可以在至少含氣凝膠層中作為粘合劑的材料以及泡沫。可以使用使用已知的泡沫。優(yōu)選基于聚氨酯、聚烯烴和聚苯乙烯的泡沫，如在EP-A-0 667 370和EP-A-0 489 319中公開的。同樣也可以是隨意的泡沫混合物。
此外，優(yōu)選在車輛、房屋、住宅和/或辦公樓建設(shè)中用于內(nèi)部裝修的材料，例如毛氈、樓面板、鑲木地板、墻壁裱糊紙、PVC、塑料、磁磚和磚。
多層復(fù)合體系的機械強度可以通過在板表面上疊置篩網(wǎng)、箔或硬質(zhì)纖維板來改進。這些篩網(wǎng)、箔或硬質(zhì)纖維板既可以后補放置，也可以在制備復(fù)合材料時放置。后者是優(yōu)選的，并且例如可以在一個加工步驟中通過將篩網(wǎng)、箔或硬質(zhì)纖維板放置在一個壓制模型中并放置在待壓制的含氣凝膠的擠壓物料上，接著在壓力和溫度下壓制成為一種含氣凝膠的復(fù)合板。
至少一其它層的厚度一般總計是大于100微米，優(yōu)選至少是500微米，特別優(yōu)選至少是1毫米。然而，雖然該層是薄的，尤其是與至少一含氣凝膠層相比，復(fù)合材料的總的導熱性還是盡可能低的。
為了降低輻射對導熱性的影響，復(fù)合材料可以含紅外遮光劑，例如碳黑、二氧化鈦、氧化鐵、二氧化鋯或者它們的混合物，它們特別對在高溫下的應(yīng)用是有利的。
如果復(fù)合材料由于使用的材料和粘合劑和/或由于使用親水氣凝膠顆粒而成為親水的，必要時可以進行一種后處理，賦予復(fù)合材料疏水性。為此，適合的是可以賦予復(fù)合材料疏水表面的專業(yè)人員熟知的用于這一目的的所有已知物質(zhì)，例如漆、膜、甲硅烷基化劑、硅樹脂、無機和/或有機粘合劑。
本發(fā)明的多層復(fù)合材料的密度優(yōu)選是低于0.6克/立方厘米。導熱性優(yōu)選低于100mW/mk。特別優(yōu)選導熱性低于50mW/mk，特別是15至40mW/mk。
干燥后獲得的復(fù)合材料的防火級別由氣凝膠和/或其它組分的防火級別確定。為了達到復(fù)合材料盡可能高的防火級別(難燃或者不可燃)，優(yōu)選使用難燃的材料。對此例如脲-和蜜胺甲醛樹脂、硅樹脂粘合劑、聚酰亞胺和聚苯并咪唑樹脂和不可燃的纖維材料例如礦物纖維、玻璃纖維或SiC纖維。
此外，為了獲得盡可能有利的防火級別，可以使用專業(yè)人員已知的材料和方法，例如防火涂料、防火油漆、箔和襯里。
為了制備本發(fā)明的多層復(fù)合材料可以采用專業(yè)人員已知的所有方式方法。
優(yōu)選至少一含氣凝膠層和至少一其它層或者在一個工藝步驟中同時制備并相互粘結(jié)，或者分開制備，隨后相互粘結(jié)。因此粘結(jié)可以借助于至少一種單獨的粘合劑進行或者通過至少一種在至少一層中使用的粘合劑進行。
在至少一含氣凝膠層中，借助于至少一種粘合劑使氣凝膠顆粒相互粘結(jié)。單個顆粒的相互粘結(jié)可以以點連接形式進行?？梢岳缤ㄟ^用粘合劑對氣凝膠顆粒噴霧實現(xiàn)這樣的表面涂覆。然后將涂覆的顆粒例如裝填在一個模型中，并在模型中固化。
在一個優(yōu)選的實施方案中，還要用粘合劑部分或者完全填充單個顆粒之間的空隙。這種組合物例如可以通過使氣凝膠顆粒和必要時的纖維與粘合劑混合而獲得。
混合可以以各種可以想象的方式進行。一方面，可以將至少二種組分同時加入到混合裝置中，另一方面，也可以預(yù)先放入一種組分，然后添加其它組分。
混合所需的混合裝置不受任何限制?？梢允褂脤I(yè)人員熟知的用于該用途的混合裝置。
混合過程一直進行到氣凝膠顆粒在組合物中接近均勻分布。其中可以通過混合時間，也可以通過例如混合裝置的速度來調(diào)節(jié)混合過程。
然后成型并使混合物在模型中固化，其中固化按照粘合劑的類型通過加熱和/或蒸發(fā)所使用的溶劑和/或分散劑，或者在使用熔體粘合劑的情況下通過冷卻到粘合劑的熔點以下進行。
在一個優(yōu)選的實施方案中，壓制混合物。其中專業(yè)人員根據(jù)應(yīng)用目的可以選擇適合的擠壓機和適合的擠壓工具。由于含氣凝膠的擠壓物料具有較高的空氣含量，優(yōu)選使用真空擠壓機。在一個優(yōu)選的實施方案中，將含氣凝膠的壓制物料擠壓成板。至少一其它層可以直接一起擠壓。
為了避免壓制物料粘結(jié)在沖模上，可以使用一個分離紙使待擠壓混合物與沖模隔開。復(fù)合材料的機械強度可以通過在板表面上疊置篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙來改進。這些篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙既可以后補放在含板上，其中，這些篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙可以先例如用蜜胺樹脂浸漬，然后在一個可加熱的擠壓機中與板表面加壓粘結(jié)，也可以在一個優(yōu)選的實施方案中，在一個加工步驟通過將必要時事先用蜜胺樹脂浸漬過的篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙放置在一個壓制模型中并放置在待擠壓的擠壓物料上，接著在壓力和溫度下壓制成為復(fù)合板。
壓制根據(jù)使用的粘合劑，在任意模型中進行，壓制壓力通常為1至1000巴，溫度為0至300℃。
當該其它層使用相同的粘合劑時，按照含氣凝膠層的制備方法制備該層。如果該層是發(fā)泡的或者含除含氣凝膠層外的其它材料，可以按照專業(yè)人員已知的方法制備。
本發(fā)明的含有特別高體積含量的氣凝膠顆粒和其導熱性相當?shù)偷膹?fù)合材料還可以借助于適合的輻射源制成板。例如在聚乙烯縮丁醛的情況下如果使用微波粘結(jié)所用的粘合劑，那么優(yōu)選該輻射源。
由于導熱性低，本發(fā)明的復(fù)合材料在固化之后適合作為隔熱材料。
另外，該復(fù)合材料適合作為隔音材料，優(yōu)選用于消減固體聲或沖擊聲。
下面借助于實施例進一步說明本發(fā)明，但并無任何限制作用。
類似于DE-A-4342548公開的方法得到疏水氣凝膠。
氣凝膠顆粒的導熱性借助于燈絲法(參見例如O.Nielsson，G.Rueschenpoehler，J.Gross，J.Fricke，《高溫高壓》(HighTemperatures-High Pressures)，第21期，267至274(1989))測定。
成型體的導熱性按照DIN52612測定。
按照DIN52210測定沖擊聲的改善程度作為改善隔固體聲和沖擊聲的尺度。
實施例1由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使80體積％的疏水氣凝膠顆粒和20體積％的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)密切混合。疏水氣凝膠顆粒的粒度小于500微米，松散密度是75千克/立方米，BET表面積是640平方米/克，導熱性是11mW/mk。
壓制模型的底面面積是30厘米×30厘米，并且在其底和蓋上鋪有一層分隔紙。將許多聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)分布在底板上，以致于通過隨后的壓制形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。將含氣凝膠的壓制物料均勻地分布在其上，并且再一次在其上鋪大量的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)，以致于在壓制之后在上面形成2毫米厚的密實的聚乙烯醇縮丁醛層。隨后在220℃下用30分鐘壓制成為18毫米的厚度。
獲得的成型體的密度是380千克/立方米，導熱性是33mW/mk。沖擊聲的改善程度總計18dB。
實施例2由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使90體積％的實施例1的疏水氣凝膠顆粒和10體積％的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)密切混合。
壓制模型的底面面積是30厘米×30厘米，并且在其底和蓋上鋪有一層分隔紙。將許多聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)分布在底板上，以致于通過隨后的壓制形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。將含氣凝膠的壓制物料均勻地分布在其上，并且再一次在其上鋪設(shè)大量的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)，以致于在壓制之后在上面形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。隨后在220℃下用30分鐘壓制成為18毫米的厚度。
獲得的成型體的密度是335千克/立方米，導熱性是26mW/mk。沖擊聲的改善程度總計20dB。
實施例3由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使95體積％的實施例1的疏水氣凝膠顆粒和5體積％的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)密切混合。
壓制模型的底面面積是30厘米×30厘米，并且在其底和蓋上鋪有一層分隔紙。將許多聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)分布在底板上，以致于通過隨后的壓制形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。將含氣凝膠的壓制物料均勻地分布在其上，并且再一次在其上鋪設(shè)大量的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)，以致于在壓制之后在上面形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。隨后在220℃下用30分鐘壓制成為18毫米的厚度。
獲得的成型體的密度是266千克/立方米，導熱性是21mW/mk。沖擊聲的改善程度總計22dB。
實施例4由氣凝膠、聚乙烯醇縮丁醛和纖維組成的成型體使90體積％的實施例1的疏水氣凝膠顆粒、8體積％的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)和2體積％的Trevira高強度纖維密切混合。
壓制模型的底面面積是30厘米×30厘米，并且在其底和蓋上鋪有一層分隔紙。將許多聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)分布在底板上，以致于通過隨后的壓制形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。將含氣凝膠的壓制物料均勻地分布在其上，并且再一次在其上鋪設(shè)大量的聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)，以致于在壓制之后在上面形成2毫米厚的密實聚乙烯醇縮丁醛層。隨后在220℃下用30分鐘壓制成為18毫米的厚度。
獲得的成型體的密度是301千克/立方米，導熱性是22mW/mk。沖擊聲的改善程度總計24dB。
權(quán)利要求
1.多層復(fù)合材料，其具有至少一含氣凝膠層和至少一其它層，其中至少一含氣凝膠層還包含至少一種粘合劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，其特征在于，其至少具有三層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的復(fù)合材料，其特征在于，其具有夾心結(jié)構(gòu)，其中含氣凝膠層布置在二個其它層之間。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，在至少含氣凝膠層中氣凝膠顆的含量是5至97體積％。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，氣凝膠顆粒的粒度是250微米至10毫米。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，使用的氣凝膠顆粒為含Si化合物的氣凝膠顆粒，優(yōu)選SiO2氣凝膠。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，氣凝膠顆粒具有持久疏水的表面基團。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，氣凝膠顆粒的孔隙率高于60％和密度低于0.6克/立方厘米。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，至少含氣凝膠層中粘合劑的含量是3至95體積％。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，所用粘合劑是物理凝固單組分粘合劑、化學固化單組分粘合劑和/或化學固化雙組分或多組分粘合劑。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，至少一含氣凝膠層還包含至少一纖維材料。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，至少一含氣凝膠層包含至多達50體積％的填料。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，至少一其它層附加地包含氣凝膠顆粒和/或至少一種粘合劑。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，復(fù)合材料和/或氣凝膠顆粒包含紅外遮光劑。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求至少之一的復(fù)合材料，其特征在于，其導熱性小于100mW/mk。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15至少之一的復(fù)合材料的用途，其用于隔熱和/或隔音。
全文摘要
本發(fā)明涉及多層復(fù)合材料,其具有至少一含氣凝膠層和至少一其它層,其中至少一含氣凝膠層還包含至少一種粘合劑,還涉及其制備方法和應(yīng)用。
文檔編號B32B5/18GK1249730SQ98803191
公開日2000年4月5日 申請日期1998年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者F·施沃特費格, M·史密特, D·弗朗克 申請人:卡伯特公司