[发明专利]绝热体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含气凝胶颗粒的绝热体，以及制备所述绝热体的方法。

背景技术

作为绝热体，已知泡沫材料如聚氨酯泡沫和酚醛泡沫(泡沫基绝热体)。所述泡沫材料由其通过发泡所产生的气泡发挥隔热性。然而，该聚氨酯泡沫和酚醛泡沫通常具有比空气更高的热导率。因而有利的是使绝热体的热导率比空气的热导率更低，用于进一步提高绝热性能。作为实现使热导率比空气的热导率更低的方法，已知的方法是：用具有低热导率的气体(如氯氟烃)填充发泡材料(如聚氨酯泡沫和酚醛泡沫)的空气间隙。然而，对这种用气体填充空气间隙的方法的担心是填充的气体可能随着时间从空气间隙泄漏，这可能导致热导率的增加。

近年来，已经提出用于提高绝热性能的基于真空的方法。在该方法中，例如，使用硅酸钙和/或玻璃纤维多孔材料并且使它们保持在约10Pa的真空状态下。然而，这种基于真空的绝热方法需要维持真空状态，因此具有瞬时劣化和生产成本的问题。此外，在基于真空的绝热体中，绝热体的形状由于其需要保持真空状态而受到限制，并因此严重限制了其应用领域。因而，该基于真空的绝热体在实际使用中受到限制。

顺便提一下，已知大量的细孔二氧化硅(所谓的气凝胶)作为绝热体的材料在常压下表现出比空气的热导率更低的热导率。该材料可基于例如在US4402927、US4432956和US4610863中所公开的方法而获得。根据这些方法，所述气凝胶可通过使用烷氧基硅烷(其还被称为“硅醇盐”和“硅酸烷酯”)作为原料来制备。具体来说，二氧化硅气凝胶可通过以下方法获得：将烷氧基硅烷在溶剂的存在下水解，从而由于缩合聚合而得到具有硅骨架的湿凝胶化合物；并将该湿凝胶化合物在超临界条件下干燥，所述超临界条件不低于溶剂的临界点。作为溶剂，例如可使用醇、液化二氧化碳等。气凝胶颗粒是具有比空气的热导率更低的热导率的气凝胶的颗粒材料，因此可用作绝热体的原料。

引用列表

专利文献

专利文献1：US4402927

专利文献2：US4432956

专利文献3：US4610863

发明内容

技术问题

然而，由于气凝胶颗粒本身很脆弱，通过将该气凝胶颗粒模压形成的绝热体的产品具有较差的强度并且容易破裂和破碎。为了提高绝热体的强度，可能要增加粘合剂的量，但是在该情况下，增加粘合剂的量可能导致绝热体的绝热性能下降。具体而言，如图9所示，如果增加粘合剂的量，气凝胶颗粒A的整个表面将被粘合剂102覆盖，并且相邻的气凝胶颗粒A和A之间的空间将被粘合剂102填充。因此，粘合剂102促进了绝热体B的前表面和后表面的热传导，这将劣化绝热体B的绝热性能。

鉴于以上情形，存在通过提高其强度同时预防绝热性能劣化而获得具有足够强度和绝热性能要求的绝热体的需求。

鉴于以上情形完成了本发明，其目的是提出一种具有更高强度和优异绝热性能的绝热体，以及制造该绝热体的方法。

解决问题的技术方案

本发明的绝热体是通过用粘合剂将多个气凝胶颗粒粘结而形成的。所述气凝胶颗粒具有500μm或更大的平均粒径。所述粘合剂以颗粒形式存在于所述气凝胶颗粒的表面上。所述粘合剂的平均粒径与所述气凝胶的平均粒径的比例(粘合剂/气凝胶颗粒)为1/200-1/10。

在本发明中，优选地，所述气凝胶颗粒的粒径分布在500μm或更大粒径处具有峰值并在小于500μm粒径处具有另外的峰值。

在本发明中，优选地，每100质量份的气凝胶颗粒包含5-30质量份的粘合剂。

制备本发明的绝热体的方法是制备上述任何一种绝热体的方法。在该方法中，所述粘合剂由包含热固性树脂的粘合剂粉末制成，并且所述粘合剂粉末在熔化状态下的溶解度参数和所述气凝胶颗粒的溶解度参数的差值为4或更高。该方法包括：将粘合剂粉末附着在气凝胶颗粒的表面；并通过加热熔化在所述气凝胶颗粒表面上的粘合剂粉末并随后固化所述粘合剂粉末以使气凝胶颗粒与粘合剂的固化颗粒粘结。

制备本发明的绝热体的方法是用于制备上述任何一种绝热体的方法。在该方法中，所述粘合剂由包含热塑性树脂的粘合剂粉末制成。该方法包括：将粘合剂粉末附着在气凝胶颗粒的表面；通过在比所述热塑性树脂的熔点更低且比其软化点更高的温度下加热粘合剂粉末软化在所述气凝胶颗粒的表面上的粘合剂粉末；并随后将所述粘合剂粉末冷却至比所述热塑性树脂的软化点更低的温度使得气凝胶颗粒与粘合剂的硬化颗粒粘结。

本发明的有益效果