[发明专利]作为隔声材料的含大孔的聚合物泡沫

说明书

技术领域

本发明涉及特定的含大孔的聚合物泡沫及其作为隔声材料的用途。

背景技术

聚合环氧树脂已经知道很长一段时间。通常，它们通过每分子平均具有至少2个末端或侧向环氧基的聚环氧化物与硬化剂，更特别地为二胺或多胺的胺类硬化剂反应而制备。这些聚合环氧树脂具有各种各样的应用领域，它们主要用作油漆和涂层材料(施用于基底的面漆)。

EP-A-1,518,875描述了用于水基环氧树脂体系的特别的硬化剂，这些硬化剂可通过如下方法获得：使(a)至少一种选自环氧化聚氧化乙烯、环氧化聚氧化丙烯和聚氧化乙烯-氧化丙烯(polyethylene-propylene oxides)的环氧化聚环氧烷，(b)至少一种选自双酚A环氧化物和双酚F环氧化物的环氧化芳族羟基化合物，和(c)至少一种选自双酚A和双酚F的芳族羟基化合物的混合物反应以得到中间体，随后使该中间体与多胺反应。还公开了这些硬化剂用于制备透明清漆和涂层材料(施用于基底的面漆，例如用于地面涂层)的用途。

早已知道多孔吸收剂能够作为隔音材料。该效果基于声波在开孔孔隙结构中的吸收，和声能转化为热能。常规多孔吸收剂的效果随频率增加而更有效和更广谱，因此更常用于阻隔中等至相对高的频率。隔音效果以吸音系数(α0)表示，其通过根据ISO 10534在阻抗管(Kund管)中进行测量而确定。此处，1.0的值表示所有声波在所述频率被吸收；由此，0.5的值对应于所述频率的声级降低一半。

发明内容

隔音通常理解为阻止声音通过组件传播(例如墙壁、天花板)，换言之，减少声音传送至相邻空间。吸音是指通过吸收声波而阻隔空间声音。但是，术语“隔音”和“吸音”不应理解为严格对立的，因为它们集中在不同的关键局部点。就本发明而言，使用中性表述“隔声”，其包括两方面，即隔音和吸音。因此，隔声材料为能够具有隔音和/或吸音效果的那些材料。

本发明的目的是提供适合作为隔声材料的材料。在该情况中的这些材料应该更特别地具有隔音效果。在该情况中，隔音效果可更特别地扩展至人耳所能及的整个频率范围或者扩展至仅部分该频率范围。此外，根据本发明的隔声材料应该具有低的导热系数(优选0.09W/m＊K以下)和高的机械强度(最大压缩张力，优选1.0MPa以上)。

本发明首先提供一种包括大孔的聚合物泡沫，所述大孔具有大于500纳米的平均截面，所述聚合物泡沫可通过使一种或多种环氧树脂与一种或多种两亲性环氧树脂硬化剂在水中在相转化聚合中反应而获得，其中在相转化聚合过程中，但是在相转化发生之后，诱导最初形成的且主要以平均截面在500纳米以下，优选100纳米以下的微孔呈现的内部空隙的体积增加，使得相转化聚合结束时大孔部分相对于聚合物泡沫中存在的全部微孔和大孔而言为50体积％以上。

本发明的聚合物泡沫为具有内部空隙的聚合物。这些聚合物为包含大孔的海绵状结构。大孔具有大于500纳米，更特别地大于750纳米的平均截面。除了大孔外，聚合物泡沫还可具有微孔，但是大孔的体积是主要的。微孔具有10-500纳米，更特别地10-100纳米的平均截面。根据本发明的大孔部分基于全部微孔和大孔优选为50体积％以上，更特别地75体积％以上。

本发明进一步提供一种包括大孔的聚合物泡沫在运输工具以及工业和工厂建造物中作为隔声材料的用途，所述大孔具有大于500纳米的平均截面，所述聚合物泡沫可通过使一种或多种环氧树脂与一种或多种两亲性环氧树脂硬化剂在水中在相转化聚合中反应而获得，其中在相转化聚合过程中，但是在相转化发生之后，诱导最初形成的且主要以平均截面在500纳米以下，优选100纳米以下的微孔呈现的内部空隙的体积增加，使得相转化聚合结束时大孔部分相对于聚合物泡沫中存在的全部微孔和大孔而言为50体积％以上。

如上所述，本发明的用途面向运输工具以及工业和工厂建造物中的隔声。运输工具的实例例如为汽车、船、航空器、轨道车辆等。工业和工厂建造物的实例例如为容器、锅炉、管道、加热系统、太阳能系统等。

用于本发明的聚合物泡沫由于具有低的导热系数和高的机械强度而隔音性能显著。

相转化聚合(PIP)

相转化聚合(PIP)所指如下：首先制备环氧树脂(E)在水中的水性乳液，使用两亲性环氧树脂硬化剂(H)作为乳化剂。该体系(以下也称为反应体系)最初为水包油乳液(O/W乳液)。该O/W乳液的油组分当然为环氧树脂(E)。