[发明专利]气凝胶复合材料及其制造和使用方法

权利要求书

1.用于制造自支撑刚性复合材料的方法，该方法包括：

(a)将气凝胶颗粒与选自水泥、石膏、石灰、灰浆配方、灰泥配方和薄 浆配方的无机粘结剂组合以形成浆料；

(b)使所述浆料成型；和

(c)允许成型的浆料硬化，其中所述硬化过程的至少部分在压缩下进行， 从而产生具有如下的自支撑刚性复合材料：

在23℃和1个大气压下不大于约50mW/m·K的热导率；和

选自如下的一种或多种机械性能：

(i)大于约0.05MPa的挠曲强度；

(ii)大于约0.1MPa的压缩强度；和

(iii)大于约0.5MPa的弹性模量。

2.权利要求1的方法，其中所述热导率在23℃和1个大气压下不大于 约30mW/m·K。

3.权利要求1的方法，其中所述挠曲强度大于约0.5MPa。

4.权利要求1的方法，其中所述压缩强度大于约0.5MPa。

5.权利要求1的方法，其中所述弹性模量大于约1.3MPa。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述浆料通过模塑成型。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述浆料进一步包含表面活性 剂。

8.权利要求1-7中任一项的方法，进一步包括将所述浆料与丝状材料组 合。

9.权利要求8的方法，其中所述丝状材料具有在为了使所述丝状材料分 散在所述浆料中而进行的混合过程期间基本上得以保持的丝长度。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述粘结剂以含有粘结剂的组 合物提供。

11.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述自支撑刚性复合材料具有 在约0.06-约0.5g/cm³范围内的密度。

12.权利要求1-11中任一项的方法，其中颗粒间空气以小于约30体积 ％的量存在于所述自支撑刚性复合材料中。

13.权利要求1-12中任一项的方法，其中使所述浆料在模具中成型并且 通过在所述浆料上以5psi～200psi的范围内的压力向下加压而压缩成型的浆 料。

14.权利要求1-12的方法，其中使用液压机进行压缩。

15.用于制造自支撑刚性复合材料的方法，该方法包括：

(a)将气凝胶颗粒与无机粘结剂组合以形成浆料；

(b)将丝状材料与所述浆料通过混合过程组合，从而形成混合物，所述 混合过程基本上保持表征所述丝状材料的初始丝长度；

(c)使所述混合物成型或将所述混合物施加到表面上或开口中；和

(d)允许成型的或施加的混合物硬化，其中所述硬化过程的至少部分在 压缩下进行，从而产生自支撑刚性复合材料，其中所述自支撑刚性复合材料 在23℃和1个大气压下具有不大于约50mW/m·K的热导率。

16.权利要求15的方法，其中所述丝状材料选自碳纤维、矿棉纤维、玻 璃纤维、基于聚合物的纤维、金属纤维、纤维素纤维、棉纤维、木纤维、大 麻纤维及其组合。

17.权利要求15的方法，所述丝状材料选自织造纤维，非织造纤维，切 断的纤维，连续纤维，单组分的、双组分的、或多组分的纤维，实心纤维和 中空纤维。

18.权利要求15的方法，所述丝状材料包括具有大于1的长度与直径的 长径比的纤维。