[发明专利]柔性绝缘结构及其制造和使用方法

说明书

本发明公开了一种柔性绝缘结构，其包括絮状物和含有气凝胶的颗粒与粘合剂的混合物，所述含有气凝胶的颗粒浸渍至少一层所述絮状物。本发明还公开了一种用于制备柔性绝缘结构的方法，其包括将包含含有气凝胶的颗粒和粘合剂的混合物施加至具有一个或多个絮状物层的絮状物上；并且干燥或允许所述粘合剂干燥，从而形成所述柔性绝缘结构。

背景技术

许多应用受益于使用可充当比较轻且良好的热绝缘体的材料。气凝胶，例如，通常表现出非常低的密度和非常低的热导率，并且见于多种绝缘制品中。气凝胶覆盖层，例如，可以用于管道、飞机、汽车、建筑、服装、鞋类以及其它类型的绝缘体中。

2008年7月15日授予Lee等人并且以引用方式整体并入本文的美国专利号7,399,439描述了气凝胶覆盖层，其使用连续铸造溶剂填充的凝胶片材的工艺来形成，其中溶胶和凝胶诱导剂连续地结合以形成催化的溶胶。凝胶片通过以预定速率将所述催化的溶胶分配到移动元件上来产生，所述预定速率有效地使移动元件上的催化的溶胶发生凝胶化。溶剂通过超临界流体干燥来提取。

2006年1月24日授予Lee等人并以引用方式整体并入本文的美国专利号6,989,123描述了使用铸造凝胶片的工艺而产生的气凝胶覆盖层，所述工艺包括：提供一定数量的纤维絮状物材料；引入一定数量的不可渗透材料，以将所述一定数量的纤维絮状物材料分离成具有多个纤维层的纤维辊预成型体；将一定数量的催化的溶胶注入纤维辊预成型体中；使纤维辊预成型体中的催化的溶胶凝胶化；除去不可渗透材料以留下凝胶材料；引入一定数量的可渗透材料，以将凝胶材料分离成多个层。间隙溶剂相一般通过超临界流体提取来除去。

以引用方式整体并入本文的2009年12月22日授予Rouanet等人的美国专利号7,635,411描述了通过制备含水浆液来产生的覆盖层，所述含水浆液包含疏水性气凝胶颗粒、纤维以及至少一种润湿剂。优选地，疏水性气凝胶颗粒至少暂时地与纤维形成紧密混合物。然后，混合物可大致上脱水、压缩、干燥以形成网状物，所述网状物可例如通过压延来进一步加工以形成覆盖层。

发明内容

考虑到需要热绝缘的广大应用，持续存在对于具有吸引人性质的柔性绝缘制品及其制造和使用方法的需求。

在一个实施方案中，柔性绝缘结构包括絮状物和含有气凝胶的颗粒与粘合剂的混合物。含有气凝胶的颗粒浸渍至少一层絮状物。

在另一个实施方案中，用于制备柔性绝缘结构的方法包括将包含含有气凝胶的颗粒和粘合剂的混合物施加至具有一个或多个絮状物层的絮状物上；并且干燥或允许粘合剂干燥，从而形成柔性绝缘结构。

本文描述的制品具有低热导率并且呈现许多优势。例如，柔性绝缘结构可具有改进的火焰和燃烧性质并且可承受升高的温度。在许多实施方式中，所述结构在压缩负荷下显示良好的性能并且可具有隔音和/或电绝缘特征。

制造本文描述的柔性绝缘结构的方法使用广泛可获得的材料、相对简单并且适合于针对工业制造工艺来规模化，使用例如气流成网和/或辊对辊技术。使用预制的气凝胶颗粒避免对于制备气凝胶覆盖层的许多现有方法所需要的原位凝胶化的需求。絮状物选择提供精细调节性质的机会和灵活性，这些性质如热导率、升高温度下的行为、压缩负荷下的行为、抗拉强度、厚度以及其它。

与本发明的方面相关联的其它优势涉及可灵活地添加其它添加剂以修改，例如，改进耐火特征、在较高和/或较低例如冷冻温度下的热绝缘性能、水和水蒸汽吸附特征等等。

附图说明

在附图中，贯穿不同的视图，参考符号通常是指相同的部分。附图不必按比例绘制，而一般是将重点放在对本发明的原理的说明上。在附图中：

图1是根据本发明的一个方面的绝缘柔性材料的照片。

图2A、2B和2C示出包括总共两个织物层的夹层结构的形成。

图3A、3B和3C示出包括总共四个织物层的夹层结构的形成。