專利名稱：包括開孔聚合物基體和嵌入其中的顆粒的復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，該復(fù)合材料包括一種開孔聚合物泡沫基體,所述基體包括一種或多種聚合物；以及嵌入聚合物泡沫基體中的、具有開放孔隙的顆粒或成形體；本發(fā)明還涉及生產(chǎn)這樣的復(fù)合材料的方法，以及該復(fù)合材料用作絕熱材料的用途。
背景技術(shù)：
在熱絕熱領(lǐng)域，傳統(tǒng)的技術(shù)是真空絕熱板(VIP)，其通過用氣密性片材包裹多孔芯材、之后進行抽真空來制得，所述的多孔芯材例如壓緊的煅制二氧化硅(Aerosil)、纖維墊或開孔泡沫。這些板具有優(yōu)越的熱絕熱性(根據(jù)DIN52612、在10°C下測量，可實現(xiàn)導(dǎo)熱率<3.5 * IO-3W * πΓ1 * Γ1)，但是，如果氣密性片材被損壞，絕熱效果就會遭受顯著的破壞。因此，必須將板制成精確期望的尺寸規(guī)格，并以受保護的方式安裝(http: //www. va-q-tec.com/)。 所使用的芯材對真空絕熱板的性能產(chǎn)生重要影響。一方面，芯材-以及在經(jīng)抽真空的板中的氣體及其殘余壓力-決定了導(dǎo)熱性，并由此決定了絕熱性能，另一方面，如壓縮強度、斷裂敏感性和尺寸穩(wěn)定性這些機械性能，也基本上由芯材決定。芯材對導(dǎo)熱性的影響，可以細分為兩種機制。第一方面是通過在芯材的固相中的熱傳導(dǎo)來直接對導(dǎo)熱性做出貢獻。第二方面，也是更為重要的方面，是通過對氣相導(dǎo)熱性的影響所做出的間接貢獻如果芯材具有非常細結(jié)構(gòu)的孔體系，那么氣相導(dǎo)熱率、特別是在低氣壓下的氣相導(dǎo)熱率，就會下降到低于氣體組合物的預(yù)期值。這種影響叫做Knudsen效應(yīng)。當氣體分子的自由程(free path length)大于氣體所處孔的直徑時,就會產(chǎn)生這種效應(yīng)。此時，相對于氣體分子彼此之間的碰撞，更加傾向于氣體分子與氣孔壁之間的碰撞。這種情況會一直持續(xù)，直至達到氣體分子彼此之間的碰撞被完全抑制的程度。在沒有碰撞的情況下，就不會發(fā)生熱能的傳遞，從而氣相熱傳導(dǎo)酒被切斷了。因此，在VIP中的芯材平均孔徑越小，芯材就越有效。小孔徑導(dǎo)致Knudsen效應(yīng)甚至在相對高的氣壓下就會發(fā)生，并且無需將氣壓降低到完全抑制氣相熱傳導(dǎo)的程度。這些關(guān)系的綜合討論，包括針對不同芯材的氣壓與熱傳導(dǎo)之間關(guān)系的測量，者P可以在www.ecbcs.org/docs/Annex 39 ReportSubtask-A. pdf 找至丨J。這些測量顯示，由二氧化硅、特別是煅制二氧化硅壓實形成板材/成形體，能夠形成一種特別優(yōu)質(zhì)的真空絕熱板芯材。這些粉末的特別的細微結(jié)構(gòu)，能夠得到顯著的Knudsen效應(yīng)。但是不利的方面是這種芯材的機械性能差。由壓實粉末壓制自然會使之對壓力敏感并且容易斷裂。開孔聚合物泡沫同樣是現(xiàn)有技術(shù)的一部分，其具有實質(zhì)更好的機械性能，并且使用時可以切割為任意期望的形狀，但是，由于其孔徑要高的多，所以需要達到非常低的殘余壓力，才能達到與具有壓實二氧化硅芯材的板相同的絕熱性能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于，提供一種用于真空絕熱(板或其它形狀)的芯材，其集合了壓實二氧化硅的壓力與熱絕熱性之間的顯著關(guān)系、與開孔聚合物泡沫材料良好的機械性倉泛。令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)一種復(fù)合材料達到這一目的，該復(fù)合材料包括開孔聚合物泡沫基體，在該基體中嵌入了具有開放孔隙的抽真空的顆?；蛘?通常是)成形體。因此，本發(fā)明提供了復(fù)合材料，其包括含開孔聚合物泡沫基體，所述基體包括一種或多種聚合物；以及嵌入聚合物泡沫基體中的同樣具有開放孔隙的顆粒和/或成形體。本發(fā)明還提供一種制備本發(fā)明復(fù)合材料的方法，其中用于制備聚合物泡沫基體的材料與具有開放孔隙的顆粒和/或成形體混合，并由該混合物形成開孔聚合物基體，且其中嵌有顆粒。
本發(fā)明還提供本發(fā)明中的復(fù)合材料或者根據(jù)本發(fā)明得到的復(fù)合材料作為絕熱材料、特別是真空絕熱板的用途，以及包括該復(fù)合材料的制品。本發(fā)明的復(fù)合材料具有這樣的優(yōu)點它們可以制成任何可能的形狀和尺寸。此外，本發(fā)明的復(fù)合材料也可以切割成任何期望的尺寸和形狀。因此，本發(fā)明的復(fù)合材料除了用于制備真空絕熱板之外，還可以有更多的用途，并且制得的最終產(chǎn)品比現(xiàn)有技術(shù)中的壓實二氧化硅更為牢固，同時不需要開孔聚合物泡沫材料所需那樣低的殘余壓力。此外，由本發(fā)明的復(fù)合材料制成的真空絕熱板以及本發(fā)明的復(fù)合材料自身，都具有這樣的優(yōu)點它們的導(dǎo)熱率小于18 * 10_3W * πΓ1 * K—1 (根據(jù)DIN 52 612在10° C測得)。
具體實施例方式本發(fā)明的復(fù)合材料、它們的制備方法、以及用途將在下文中以示例的方式進行說明，當然本發(fā)明的范圍并不僅限于這些示例性的實施方式。在下文中，將會介紹化合物的范圍、通式或者分類，但是本發(fā)明不僅包括明確示出的化合物對應(yīng)的族群或者范圍，還包括抽取由個別值(范圍)或者化合物得到的化合物的所有分枝或副族。在本文中引用文獻的地方，本發(fā)明是將其內(nèi)容、特別是與主題直接相關(guān)的部分引入，作為本發(fā)明的公開內(nèi)容的一部分。如果在下文中提到平均值，除非另有說明，所討論的平均值都是數(shù)字平均值。如果下文中提到了百分數(shù)，那么除非另有說明，所討論的百分數(shù)都是質(zhì)量百分數(shù)。本發(fā)明的復(fù)合材料的特征在于，它們包括聚合物泡沫基體，所述基體包括一種或多種聚合物；以及嵌入聚合物泡沫基體中的、具有開放孔隙的顆?；虺尚误w。在復(fù)合材料中，顆粒的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選是20-99質(zhì)量％,更優(yōu)選是50-90質(zhì)量％。所述的顆?；虺尚误w可以基本上由一種或多種有機材料和/或一種或多種無機材料構(gòu)成。此處“基本上”的意思是想要表達這樣的質(zhì)量分數(shù)基于顆粒的總質(zhì)量為至少70%，優(yōu)選至少90%。顆粒優(yōu)選基本上由無機材料構(gòu)成，更特別的是由含氧化合物或者是金屬或半金屬的鹽構(gòu)成。優(yōu)選的含氧化合物是氧化鋁或鋁硅酸鹽或二氧化硅或硅石，更特別的是煅制或沉淀二氧化硅。尤其優(yōu)選的顆?；旧鲜怯伸阎贫趸韬?或優(yōu)選的、由沉淀二氧化硅的壓實粉末構(gòu)成。還可以包括在內(nèi)的可以是各種遮光劑，例如SiC、碳黑、石墨、氧化鐵或TiO2，它們獨自或以組合的方式存在，所占質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為1-30質(zhì)量％，更優(yōu)選是5-10質(zhì)量％ (基于顆?；蚍勰┵|(zhì)量)。遮光劑的存在可能能夠達到降低輻射熱傳導(dǎo)的效果。此外，為了機械穩(wěn)定目的，顆粒或成形體可以包括纖維、例如玻璃、陶瓷或聚合物纖維，還可以包括造粒過程中的助劑，例如粘合劑。顆粒的平均粒徑d50優(yōu)選是50 μ m-100mm,更優(yōu)選是100 μ m-50mm,還更優(yōu)選是O. 5mm-20mm(根據(jù)DIN 66165-2測得)。為了達到最大填充水平和/或改善加工，使用特殊的粒徑分布或許是有效的，例如雙峰或三峰分布?；蛘?，根據(jù)造粒方法得到顆粒形狀和尺寸，還可以使用限定的幾何形狀，例如球體或長方體。在這種情況下，相應(yīng)的顆粒平均粒徑范圍與優(yōu)選空間三維尺寸相關(guān)。相應(yīng)的成形體下文中同樣被稱為是顆粒。對于本發(fā)明來說必要的是，顆粒中的個體顆粒都具有開放孔隙。從形態(tài)觀點來看，這包括開孔和/或多通道網(wǎng)絡(luò)。顆?；虺尚误w優(yōu)選基本上由壓實粉末構(gòu)成，并且保持在個體初級顆粒之間的開孔體系也是這樣。特別優(yōu)選的是，使用特別精細的粉末或者甚至是納米結(jié)構(gòu)的粉末，來制得具有相應(yīng)精細結(jié)構(gòu)的孔體系。優(yōu)選使用的粉末或材料，其BET表面積 大于 5m2/g，更優(yōu)選為 50m2/g-1000m2/g (根據(jù) ISO 9277)。存在于聚合物基體中的顆粒，其孔隙率Φ，即封閉空隙體積與顆粒總體積之間的 比值，優(yōu)選為50% -99. 9%，更優(yōu)選為75% -99%。具有封閉空隙的顆粒或顆粒體或成形體的總體積，可以通過測量合適不浸潤液體、如水銀的排出體積來查明。孔(開放的或封閉的孔)的體積可以通過從總體積中減去顆粒固體的體積來測得。如果固體材料的密度已知，那么固體的體積可以由其質(zhì)量很容易的計算出來；或者將已測定總體積的顆粒，利用研磨器或研缽研磨至平均粒徑d5(l為20 μ m，所得粉末的體積和密度就可以確定了。嵌有顆粒或成形體的聚合物泡沫基體(主要)是開孔形式的。開孔的比例可以通過氣體比重測量方法、通過將聚合物泡沫基體試樣從顆粒之間的區(qū)域取出、還可以通過制備不添加顆粒的聚合物泡沫試樣來測得。嵌有顆?；虺尚误w的聚合物泡沫基體的開孔比例優(yōu)選大于50 %，更優(yōu)選大于80 % (根據(jù)DIN 4590測得)。聚合物泡沫基體可包括所有公知的聚合物，特別是發(fā)泡的聚合物，其單獨使用或者以混合物形式使用?？纱嬖谟诰酆衔锘w中的特別優(yōu)選的聚合物選自例如聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。特別優(yōu)選的聚合物基體，是包含剛性PUR或PIR泡沫的那些。對于制備聚合物泡沫基體而言，可以使用本領(lǐng)域常用的方法，例如RIM法(反應(yīng)注塑法)或擠出法等。如之前關(guān)于顆粒的描述，聚合物基體也可以包含遮光劑。此類遮光劑同樣可選自炭黑、TiO2、石墨或SiC等。聚合物基體中遮光劑的性能和用量與顆粒的制備或有不同。按照聚合物基體的總質(zhì)量算，遮光劑所占質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選O. 5%至30%，更優(yōu)選1% -10%。對本發(fā)明來說，除了需復(fù)合物材料中的個體組分在每一種情形下都具有開孔而外，復(fù)合材料中顆粒的開孔體系與聚合物泡沫基體的開孔體系連通也是必須的。也就是說，在整個材料中都有連續(xù)不斷的開孔。只有這樣才能使材料在施加外界真空時其整個體積被抽真空一而這正是芯材在真空絕熱應(yīng)用時的關(guān)鍵先決條件。通過氣體-比重瓶測試法可以測試完成的復(fù)合材料產(chǎn)品試樣的開孔率。開孔率優(yōu)選大于50%，更優(yōu)選大于80% (根據(jù)DIN4590 測得)。如果聚合物泡沫基體的開孔中(以及在顆粒的開孔和存在的孔中)壓力小于大氣壓(I巴)可以是有利的。聚合物泡沫基體的開孔中的壓力優(yōu)選小于500mbar，更優(yōu)選O. 001-200mbaro為了防止聚合物泡沫基體中的開孔和周圍大氣壓之間壓力平衡，本發(fā)明的復(fù)合材料包括聚合物泡沫基體居于金屬、玻璃、塑料氣密殼體中，或這些材料復(fù)合而成的氣密殼體中，如鍍金屬的聚合物膜。這些兩種或兩種以上材料的復(fù)合體可以是多層層疊物，比如聚對苯二甲酸乙二醇酯外層(PET外層)，鋁阻隔層和聚乙烯內(nèi)層。在排真空和/或設(shè)置壓力之前，有利地是對對聚合物泡沫基體的孔(以及顆粒中的開孔或存在的孔)中氣體環(huán)境組成進行設(shè)置。氣體組成最好加以選擇以達到低導(dǎo)熱率的目的。具有低氣相導(dǎo)熱率的優(yōu)選氣體是典型的發(fā)泡氣體如CO2、帶有3-5個碳原子的烴(優(yōu)選環(huán)_、異-及正戊烷)、飽和或不飽和的氟烴(優(yōu)選HFC 245fa、HFC 134a及HFC 365mfc)，飽和或不飽和氯氟烴(優(yōu)選HCFC 141b)，含氧化合物，如甲酸甲酯和二甲氧基甲烷，或氯烴(優(yōu)選1，2_ 二氯乙烷)。此外，也可有利地選用具有低分子量(小于21g/mol)的氣體，例如氫氣、氦氣、甲烷、氨氣、水或氖氣用作聚合物泡沫基體和/或顆粒的孔中的絕熱氣體。本發(fā)明所述復(fù)合材料優(yōu)選直接作為真空絕熱元件，或用作真空絕熱元件，抑或用于生產(chǎn)真空絕熱元件。 本發(fā)明所述復(fù)合材料的生產(chǎn)方法有很多。本發(fā)明所述復(fù)合材料優(yōu)選通過本發(fā)明下述方法制得。生產(chǎn)本發(fā)明復(fù)合材料的方法的特征在于用于生產(chǎn)聚合物泡沫基體的材料與具有開孔的顆粒相混合，由此混合物形成嵌有顆?；虺尚误w的聚合物泡沫基體。所用的顆粒(或成形體)優(yōu)選由粉末狀且具有上述組成和性能的前體制備。因此，可以使用所有常見的造粒工序或制塊工序，比如，流化床造粒法、擠壓并任選粉碎、或者低壓擠出，適當時，使用用于分散的液體和/或其他粘結(jié)劑等。如此制備的顆粒或成形體具有開孔。為了防止在后續(xù)嵌入聚合物泡沫基體的過程中聚合物在顆粒表面形成致密外殼，從而將顆粒包封起來，進而中斷了顆粒和基體中開孔體系的連通，可能必須通過表面改性手段調(diào)節(jié)聚合物和顆粒之間的潤濕性。表面改性可以在粉末狀的顆粒起始材料上進行，也可以直接使用購買的已經(jīng)經(jīng)過表面改性的粉末，還可以在造粒過程中進行改性，或作為第三選擇可以在造粒之后在完成的顆粒上進行改性。表面改性的方法包括所有本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法，例如蒸汽沉積、噴涂或浸泡改性試劑等。適當?shù)母男詣┌ǜ鞣N物質(zhì)，既可以通過物理手段附著在表面，和可以通過化學手段結(jié)合在表面上。優(yōu)選的改性劑是所有種類的娃氧燒和娃燒，更優(yōu)選氣娃燒，如_■甲基_■氣娃燒或氣代二甲基娃燒，燒氧基娃燒，如燒基二燒氧基娃燒，娃氣燒，如TK甲基_■娃氣燒，以及環(huán)或鏈狀低聚或聚_■甲基娃氧燒。物理方法也可用于表面改性，如等離子體處理等。作為制備聚合物泡沫基體的材料，可以使用聚合物或聚合物的混合物，或者用于生產(chǎn)一種或多種聚合物的反應(yīng)物。所使用的顆粒/成形體的量，和/或其起始材料的量應(yīng)優(yōu)選，使生成的復(fù)合材料中的顆粒/成形體具有如上所述的質(zhì)量分數(shù)。如果本發(fā)明的方法包括至少一個步驟，在該步驟中用于制備聚合物泡沫基體的材料或該材料的一部分至少部分地處于液體聚集狀態(tài)并且這一液相與該顆粒相混合的時候，那么其是有利的。為了促進聚合物和顆?；虺尚误w的混合操作，如果該聚合物通過溶解在合適的溶劑中或者通過熔融轉(zhuǎn)化為液體或流體狀態(tài)，那么其將是有利的。在混合操作之后，通過冷卻至熔融溫度之下和/或通過移除溶劑使該聚合物基體固化?？商鎿Q地，與該顆粒的混合操作還可以發(fā)生在例如利用單體化合物或者預(yù)聚合化合物生成該聚合物基體的開始階段。在那種情況中，該聚合物基體由聚合反應(yīng)或者交聯(lián)反應(yīng)直接形成復(fù)合材料。當該聚合物基體隸屬于熱固性的類型時，這種變形方式是優(yōu)選的。在本發(fā)明方法的另一種實施方式中，該顆?；蛘叱尚误w還與顆粒狀聚合物相混合。在這種情況中典型地通過熱量的引入來形成該復(fù)合材料，其使得該聚合物熔融或者至少部分軟化，并且與該顆粒相粘連。有利地，本發(fā)明的方法包括發(fā)泡的方法步驟。泡沫可以機械地/物理地或者化學地產(chǎn)生。在機械/物理發(fā)泡的情況中，空氣或者氣體，或者氣體混合物以氣態(tài)的形式引入至粘性的聚合物組合物中，并且接下來固化此粘性的聚合物組合物，導(dǎo)致所引入的空氣或者氣體/氣體混合物作為氣泡封閉在該聚合物組合物中。聚合物泡沫還可以通過使聚合物組合物與一種或多種發(fā)泡劑相混合而物理地產(chǎn)生，其通過加熱來將它們的聚集狀態(tài)從液態(tài)或者固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，并且由此同時導(dǎo)致泡沫的形成。合適的和已知的發(fā)泡劑例如為在室溫下為液態(tài)的烴，例如戊烷。當本發(fā)明的組合物包括額外的發(fā)泡劑的時候，它們可以是物理或者化學發(fā)泡劑。用于本發(fā)明目的的合適的發(fā)泡劑為氣體，例如液化的CO2，以及揮發(fā)性液體，例如具有3至5個碳原子的烴，優(yōu)選環(huán)戊烷、異戊烷和正戊烷，氟代烴，優(yōu)選HFC 245fa、HFC134a和HFC 365mfc，氯氟烴，優(yōu)選HCFC 141b，包含氧的化合物，例如甲酸甲酯和二甲氧基 甲烷，或者氯代烴，優(yōu)選1，2_ 二氯乙烷?；瘜W生成泡沫是可行的，舉例來說，其通過在聚合的過程中形成在聚合溫度下為氣態(tài)的化合物。一種典型的化學發(fā)泡劑例如為水，其在基于縮合反應(yīng)的聚合反應(yīng)中形成。除了水，其它的化學發(fā)泡劑也可以使用。舉例來說，在制備聚氨酯泡沫的情況中，用來與異氰酸酯反應(yīng)的那些在這種情況下產(chǎn)生氣體，例如水或者蟻酸。對于本發(fā)明來說必要的，對于該聚合物泡沫基體所基于配制品的恰當選擇，該聚合物泡沫基體的開孔部分可以通過相應(yīng)地調(diào)整發(fā)泡方法來獲得，和/或通過使用開孔劑獲得。在這種情況中，可以使用所有本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的開孔劑，例如固體填料或者不相容的液體，像硅樹脂，有機改性的硅樹脂，聚丙烯酸酯或者聚丁二烯。一種復(fù)合材料的例子使用發(fā)泡聚氨酯基體，其作為本發(fā)明方法的不同變形將更加詳細地描述。發(fā)泡聚氨酯通常為高度交聯(lián)的熱固性材料，其既不溶解于例如為水或者丙酮的常用溶劑中，而且在不分解的情況下也是不可熔融的。由此，與顆粒的混合優(yōu)選地發(fā)生在單體化合物階段和/或預(yù)聚合化合物階段。用于制備泡沫的一種聚氨酯體系通常包括兩種組分(A)和(B)，其中一種組分由具有反應(yīng)性氫原子的化合物構(gòu)成，被稱為多元醇組分(A)，并且第二種組分(B)具有一種或多種異氰酸酯。常用的助劑和佐劑可以配制在多元醇組分(A)中或者單獨地計量加入。顆?；蛘叱尚误w優(yōu)選地與該多元醇組分、異氰酸酯組分、或者特別優(yōu)選地與這些組分新鮮的反應(yīng)混合物相混合。兩種首先提及的情況僅適用于低水平的填充以及部分小顆粒直徑的顆粒，因為顆粒和成形體必須在組分(A)或(B)中預(yù)分散，并且這一分散體之后必須與第二組分充分混合。將顆粒/成形體引入至(A)組分和(B)組分的新鮮的反應(yīng)混合物中的優(yōu)選的情況允許大顆粒直徑的可靠處理。在反應(yīng)混合物中顆粒/成形體的引入可以發(fā)生在轉(zhuǎn)移至模具之前，或者顆粒/成形體作為填料或者填充物引入至空模具中并滲透，或者顆粒被發(fā)泡的液態(tài)發(fā)泡成型的反應(yīng)混合物包圍。對于絕熱板的制造，一種類似于制造聚氨酯絕熱板的通過雙輸送帶方法的連續(xù)的方法也是可以使用的。在那種情況中，顆粒/成形體可以在施用聚氨酯反應(yīng)混合物之前或之后分散在較低的頂層上，每個顆粒都圍繞有泡沫。在這種情況中，復(fù)合材料通過包括交聯(lián)的加聚反應(yīng)來固化以形成聚氨酯。
一種聚氨酯體系的典型組成在下文更加詳細地描述作為多元醇組分(A)，其能夠使用通常用于絕熱泡沫配制品的化合物，例如聚醚多元醇和聚酯多元醇。聚醚多元醇可以通過多羥基醇或者多羥基胺與環(huán)氧烷的反應(yīng)獲得。聚酯多元醇優(yōu)選基于多元羧酸(通常為鄰苯二甲酸或者對苯二甲酸)和多元醇(通常為二醇)的酯。作為(多)異氰酸酯組分(B)，其能夠使用通常用于絕熱泡沫配制品的化合物，例如4，4' -二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，甲苯二異氰酸酯(TDI)，六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)和異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)。特別合適的為MDI和其更高程度地縮合的平均具有2至4個官能團的類似物的混合物，這一混合物被稱為“聚合MDI” ( “粗MDI”)。作為該配制品的指數(shù)，異氰酸酯和多元醇的合適的比例處于50-500范圍內(nèi)，優(yōu)選為100-350。這里的指數(shù)描述了實際使用的異氰酸酯與計算的異氰酸酯(與多元醇的化學計量反應(yīng))的比例。指數(shù)100表示反應(yīng)基團的摩爾比為1:1。作為助劑和添加劑，其能夠使用通常用于絕熱泡沫配制品的化合物，包括催化劑、孔隙穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、填料、染料和光穩(wěn)定劑。
用于本發(fā)明目的的合適的催化劑例如為催化凝膠反應(yīng)(異氰酸酯-多元醇)、發(fā)泡反應(yīng)(異氰酸酯-水)或者異氰酸酯的二聚或三聚的物質(zhì)。典型的例子為以下胺三乙胺、二甲基環(huán)己胺、四甲基乙二胺、四甲基己二胺、五甲基二亞乙基三胺、五甲基二亞丙基三胺、三亞乙基二胺、二甲基哌嗪、1，2-二甲基咪唑、N-乙基嗎啉、三(二甲基氨基丙基)六氫-1，3，5-三嗪、二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇和二(二甲基氨基乙基)醚，錫化合物，如二丁基二月桂錫，和鉀鹽，如乙酸鉀和二乙基己酸鉀。合適的用量由催化劑的類型來控制，并且典型地處于O. 05至5重量份的范圍，或者對于鉀鹽來說其為O.1至10重量份，基于100重量份的多元醇計。合適的孔隙穩(wěn)定劑例如為表面活性物質(zhì)，例如有機表面活性劑，或者優(yōu)選為硅樹脂表面活性劑(聚醚-聚二甲硅氧烷共聚物)。聚醚硅氧烷孔隙穩(wěn)定劑的典型用量為O. 5至5重量份每100重量份的多元醇,優(yōu)選為I至3重量份每100重量份的多元醇。合適的開孔劑例如為不相容的液體，例如硅油、有機改性的硅樹脂、聚丙烯酸酯或者聚丁二烯。開孔劑的典型用量為O. 01至5重量份每100重量份的多元醇，優(yōu)選為O.1至3重量份每100重量份的多元醇。合適的開孔劑例如為Evonik Industries AG出售的商標名為TEGOSTAB 和ORTEGQL 的開孔劑。該可發(fā)泡配制品可以與水相混合作為化學發(fā)泡劑，因為其與異氰酸酯反應(yīng)并在過程中釋放出二氧化碳。用于本發(fā)明目的的水的合適用量依賴于是否使用除了水之外的其它的物理發(fā)泡劑。在使用純粹的水進行發(fā)泡的情況中，水的含量優(yōu)選為I至20重量份，基于每100重量份的多元醇計；在還使用其它發(fā)泡劑的情況中，水的用量優(yōu)選降低至O.1至5重量份，基于每100重量份的多元醇計。合適的物理發(fā)泡劑已詳細地指明。用于建筑熱絕熱的絕熱泡沫應(yīng)滿足防火需求，并且優(yōu)選必須包括阻燃劑。原則上，所有常用的阻燃劑都是合適的。據(jù)此所使用的阻燃劑優(yōu)選為液體有機磷化合物，例如不含鹵素的有機磷酸酯，例如磷酸三乙酯(TEP)，鹵代磷酸酯，例如三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(TCPP)和三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)，或者有機膦酸酯，例如甲基膦酸二甲酯(DMMP)，丙基膦酸二甲酯(DMPP)或者固體，例如多磷酸銨(APP)或者紅磷。其它適用為阻燃劑的包括鹵代化合物，例如鹵代多元醇，以及例如為可膨脹石墨和三聚氰胺的固體。 本發(fā)明意義的一種典型的聚氨酯或多異氰酸酯絕熱泡沫配制品具有5至50kg/m3的密度并且具有如下的組成
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料，其包括開孔聚合物泡沫基體，以及嵌入在該聚合物泡沫基體中的、具有開放孔隙的顆粒，所述基體包括一種或多種聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合材料，特征在于其具有大于50%，優(yōu)選大于80%的氣體比重法測定的開孔比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的復(fù)合材料，特征在于聚合物泡沫基體為聚氨酯或者聚異氰酸酯泡沫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3至少一項的復(fù)合材料，特征在于顆?；旧嫌删哂写笥?m2/g、更優(yōu)選為50m2/g至IOOOmVg的BET表面積的材料制備(根據(jù)ISO 9277)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4至少一項的復(fù)合材料，特征在于顆?；旧嫌蔁峤夥ǘ趸杌蛘叱恋矶趸璧膲簩嵎勰?gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5至少一項的復(fù)合材料,特征在于開放孔中的壓力小于500mbar,優(yōu)選為 O. 001 M 200mbar。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的復(fù)合材料，特征在于聚合物泡沫基體具有氣密殼體，其由金屬、玻璃、塑料或者這些材料的復(fù)合物構(gòu)成，例如其為鍍金屬的聚合物薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7至少一項的復(fù)合材料,特征在于該復(fù)合材料為真空絕熱元件或者其被用作真空絕熱元件。
9.用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至8至少一項的復(fù)合材料的方法，特征在于將用于制造聚合物泡沫基體的材料與具有開放孔隙的顆?；旌希⑶矣纱嘶旌衔镄纬深w粒嵌入在其中的開孔聚合物泡沫基體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，特征在于用于制造聚合物泡沫基體的材料或者多種材料為聚合物或者聚合物的混合物或者用于生成該聚合物或者聚合物混合物的反應(yīng)物，并且該方法包括發(fā)泡的方法步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，特征在于該聚合物泡沫基體被抽真空并且氣密地包封。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項的復(fù)合材料作為絕熱材料的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用途，特征在于絕熱材料用于使包括窗、門和卷簾框的建筑絕熱，用于使空間、空氣、開放水和/或陸地運輸工具絕熱，用于使管道絕熱，或者用于使冷卻或加熱設(shè)備或組件的部件、制冷設(shè)備、熱水/冷卻劑存儲器、泳池覆蓋物和泳池絕熱系統(tǒng)絕熱。
14.制品，特征在于包括權(quán)利要求1至8任一項的復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，包括開孔聚合物泡沫基體，該基體包括一種或多種聚合物，以及嵌入在其中的具有開放氣孔的顆?；虺尚误w，并且涉及制備這樣的復(fù)合材料的方法及其作為絕熱材料的應(yīng)用。
文檔編號C08G18/08GK103012740SQ201210349968
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者C·艾勒布雷希特, C·席勒, M·格洛斯, G·馬爾科夫茲, T·舒爾茨 申請人:贏創(chuàng)工業(yè)集團股份有限公司