[发明专利]在环境压力下使基于二氧化硅的成型隔绝材料体疏水化的方法

说明书

本发明涉及一种生产疏水化的成型绝热体的方法，所述方法包括压制或压实包含二氧化硅、IR遮光剂、有机硅化合物A和有机硅化合物B的绝热混合物，其中有机硅化合物A是六甲基二硅氮烷(HMDS)且有机硅化合物B对应于式R_nSiX_4‑n的物质，其中R＝具有1至18个碳原子的烃基，n＝0、1或2，X＝Cl、Br或烷氧基–OR¹，其中R¹＝具有1至8个碳原子的烃基，或有机硅化合物B对应于式HO[‑Si(CH₃)₂O‑]_mH的硅醇，其中m＝2‑100。

技术领域

本发明涉及生产具有改进的抗压强度的基于二氧化硅的疏水性成型体的方法，并且涉及其在绝热和隔音中的用途。

背景技术

房屋、工厂、管道等的有效绝热是重要的经济问题。大多数基于有机物质的隔绝材料(诸如聚氨酯泡沫)都是可燃的，并且只能在受限的温度下使用。迄今为止，基于无机氧化物例如高度多孔的二氧化硅的较不广泛的绝热材料没有表现出这些缺点。

这种基于二氧化硅的绝热材料通常基于所谓的气凝胶和基于沉淀或热解法二氧化硅。与这些二氧化硅类型有关的更详细的信息例如可以在线上发表于15.04.2008,DOI:10.1002/14356007.a23_583.pub3处的Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry(乌尔曼工业化学百科全书)的“二氧化硅”章节中找到。

这种基于二氧化硅的绝热材料通常是非斥水的。但是，应防止水分在芯隔绝材料中的附着和吸收。这种水分吸收的原因是硅醇基团，该硅醇基团位于二氧化硅上并且与水附着。DE3037409 A1公开了使用碱金属和/或碱土金属硬脂酸盐、蜡和脂肪使由发泡珍珠岩组成的芯斥水。这些物质具体发生的是表面覆盖，这称为“涂覆”。尽管用这种方法处理过的芯材对液态水具有排斥性，但是它们吸收了空气湿气形式的水蒸气，因此导致隔绝性能劣化。例如，DE4221716 A1公开了使热解法二氧化硅与有机硅烷反应并从而使它们具有疏水性，即斥水性。

然而，因为具有硅醇基团的二氧化硅颗粒由于被有机基团饱和而不再相互结合，因此这种疏水性二氧化硅不能被充分压实并且不是可压制的。同样，包含疏水性二氧化硅的混合物在压制过程中也不能给出令人满意的结果。然而，压制对于确保机械稳定性以及将这种材料应用于绝热是必要的。

EP0032176A1公开了绝热混合物，其包含10重量％至80重量％的二氧化硅、5重量％至40重量％的遮光剂、1重量％至10重量％的无机纤维和1重量％至20重量％的式R¹_xSi(OR²)_4-x或R¹R²R³R⁴Si的有机硅化合物，其中取代基R¹-R⁴特别是烷基。将这种绝热混合物压制以形成片材然后在1000℃下进行热处理，可以减少经热处理的片材的收缩。

EP1988228 A1公开了具有疏水性微孔绝热材料的建筑砌块和建筑系统，其中所述材料由包含式R_nSiX_4-n(其中n＝1-3)或(R₃Si)₂Y(其中Y＝NH或O，R＝CH₃或C₂H₅)的硅烷的绝热混合物构成，在硅烷添加后立即将该材料压制或压实以形成片材或其他成型制品。以这种方式生产的片材或成型制品是永久疏水的并且具有14至20mW/(m*K)的导热率。

以这种方式生产的成型绝热体的缺点在于，它们仅具有相对较低的抗压强度，因此不能在机械上保持足够稳定。特别地，这在具有小于200g/l的相对较低的材料密度时是明显的。该缺点限制了这种片材在建筑行业的应用；从应用绝热的角度来看，希望生产密度小于200g/l且抗压强度大于60kPa的成型绝热体例如绝热片材。