CN102985470A - 具有水可分散聚氨酯粘合剂的无机纳米多孔颗粒 - Google Patents

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Abstract

包含通过水可分散聚氨酯粘合在一起的无机纳米多孔粒子的制品，所述制品具有基于制品总体积的75体积％或更多的无机纳米多孔粒子，并具有0.14g/cm3或更小的密度和25mW/m·K或更低的热传导率和具有至少0.5cm的厚度。用于制备这样的制品的方法，所述方法包括以下步骤：将无机纳米多孔粒子分散到水可分散聚氨酯的水性分散体中以形成填充分散体，将所述填充分散体浇铸到模具中，和干燥以形成所述制品。使用这样的制品的方法，所述使用方法包括将所述制品置于两个温度可能不同的区域之间的结构中。

Description

具有水可分散聚氨酯粘合剂的无机纳米多孔颗粒
发明领域
本发明涉及制品、制造制品的方法和使用制品的方法。所述制品包含使用水可分散聚氨酯粘合剂粘合在一起的无机纳米多孔粒子。相关技术描述
无机纳米多孔材料，如气凝胶材料，提供极大的热绝缘特性。然而，由于成本和脆弱的机械性质，气凝胶材料目前没有用于建筑和建造应用中。制备建造尺度的独立板材的气凝胶材料目前不可行，肯定不在传统的绝缘泡沫板和板材的成本范围内。用于产生气凝胶的部分方法要求从纳米孔结构中去除大体积的溶剂，典型地通过在高压釜中用超临界二氧化碳萃取或通过其他苛刻的干燥方法。对于建造尺度的独立板材，这种方法是艰难的。虽然如此，气凝胶在研磨力下往往易碎并容易粉碎成粉末，这在建造现场的处理过程中是常见的。因此，希望开发气凝胶状材料的板材，其比浇铸单独的气凝胶板材成本更低并且比单独的气凝胶板材更不易碎。
已经有许多尝试制备比单独的气凝胶板材更适合于建造应用的含气凝胶的绝缘材料。例如，有结合包含气凝胶成分的聚合物泡沫基质的组合物。US2008/0287561描述了含分散于聚合物基质的气凝胶粒子的聚合物泡沫。所述气凝胶粒子需要涂层以阻止聚合物渗透入气凝胶材料的孔中。US6,136,216描述了气凝胶和发泡的明胶的组合物。所述组合物可成形为各种形状。US5,137,927描述了含分散于其中的气凝胶粒子的聚苯乙烯泡沫。WO2007/146945A2描述了柔性开孔泡沫/气凝胶复合材料。在每个这些参考文献中，泡沫粘合剂含气凝胶粒子。
其他的技术使用非发泡的粘合剂以将气凝胶粒子粘合在一起。US2010/0080949描述了使用聚合物/二氧化硅杂化气凝胶粒子或珠与粘合剂共价键合以制备气凝胶复合材料。该发明的气凝胶粒子是无机和有机材料的杂化。US5,656,195描述了气凝胶模塑制品，其需要基于气凝胶重量的0.5-10wt％的页硅酸盐和/或粘土矿物以改善断裂强度。US2004/0077738描述了层状绝缘制品，其包括含气凝胶的成分，和水性粘合剂及可能降低制品密度的中空非多孔粒子。
在气凝胶结构中除了低密度和热绝缘性质之外，柔性是期望的，特别是用于其中绝缘材料可能需要符合运输、处理和应用的各种形状的建筑和建造绝缘应用中。美国国家航空和航天局(The United States NationalAeronautics and Space Administration)已经报道了关于在气凝胶结构上包含聚合和化学键合涂层的柔性交联气凝胶整体制品的最新进展(参见出版物LEW-18265-1，日期为09年4月6日)。在用二异氰酸酯分子交联的胺改性气凝胶整体料中，某种程度的柔性也很明显(参见Capadona等，Polymer 47(2006)5754-5761)。这些方法都需要浇铸单个气凝胶整体交联结构，其是对建造尺度绝缘制品是艰难的任务的方法。
期望一种热绝缘结构，特别是柔性热绝缘结构，其主要包含用粘合剂粘合在一起的无机纳米多孔粒子如气凝胶粒子，但在无机纳米多孔粒子上没有功能性涂层。还更期望那种不需要在无机纳米多孔粒子上的涂层、不需要存在中空非多孔粒子或不需要存在页硅酸盐或粘土矿物以实现低密度、弹性和强度的结构。
发明简要概述
本发明实施方式的目标是提供低密度热绝缘材料，其主要由无机纳米多孔粒子制备组成，但可以是柔性的，并且其不需要在无机纳米多孔粒子上的功能性涂层、不需要存在中空非多孔粒子或不需要存在页硅酸盐或粘土矿物，以实现柔性和强度。使用非发泡粘合剂实现上述目标也是本发明的实施方式的目标。
令人惊讶地，本发明提供了这个目标的解决方法，其通过使用水可分散聚氨酯作为无机纳米多孔粒子的粘合剂形成无机纳米多孔粒子的制品。
在第一方面，本发明是包含通过水可分散聚氨酯粘合在一起的无机纳米多孔粒子的制品，所述制品包含基于制品总体积的75体积％或更多的无机纳米多孔粒子，并具有0.14g/cm3或更小的密度和25mW/m·K或更低的热传导率和至少0.5cm的厚度。
第一方面的实施方式可以包括下列附加特征的任何一个或多于一个的组合：所述无机纳米多孔粒子功能性地没有具有潜在的共价键合反应性的有机成分和在粒子外部上的功能性涂层，并且所述制品功能性地没有中空非多孔粒子、页硅酸盐和粘土矿物；具有以基于制品总体积的90体积％或更大的浓度存在的所述无机纳米多孔粒子；具有厚度和足够的柔性，以使垂直于厚度的平面绕直径等于所述制品厚度的轴弯曲至少90°，而没有宏观的破裂或碎裂；所述水可分散聚氨酯是热塑性脂族聚氨酯；所述水可分散聚氨酯含二羟甲基丙酸的形式；所述水可分散聚氨酯是非发泡的；所述水可分散聚氨酯是交联的；所述无机纳米多孔粒子包括含二氧化硅的气凝胶粒子；所述无机纳米多孔粒子具有足够疏水以阻止整个粒子的多孔结构中的水吸收的孔壁；是以至少2cm厚、15cm宽和15cm长的板材形式；和包含所述制品的至少一个表面上的表面层(facer)。
在第二方面，本发明是用于制备第一方面的制品的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将无机纳米多孔粒子分散到水可分散聚氨酯的水性分散体中以形成填充分散体；(b)将所述填充分散体浇铸到模具中；和(c)干燥以形成第一方面的制品。
第二方面的实施方式还可以包括下列特征的任何一个或多于一个的组合：所述无机纳米多孔粒子以足以产生最终制品体积的90体积％或更多的制品体积的浓度存在于所述填充分散体中；所述水可分散聚氨酯是脂族聚氨酯；所述水可分散聚氨酯含二羟甲基丙酸的形式；步骤(b)中的所述填充分散体是非发泡的；步骤(c)之后的所述水可分散聚氨酯是交联的，并且在步骤(c)之前、过程中或之后的任何一点或多点诱导所述交联；所述无机纳米多孔粒子具有足够疏水以便阻止整个粒子的多孔结构中的水吸收的孔壁。
在第三方面，本发明是使用第一方面的制品的方法，所述使用方法包括将所述第一方面的制品置于两个温度可能不同的区域之间的结构中。
本发明的方法可用于制备本发明的制品。本发明的制品可用作热绝缘材料，特别在其中具有柔性和低热传导性是必需的绝缘，以及用于声音绝缘(声学减震)的应用中。本发明的制品的特殊用途包括在如器械面板和建筑绝缘应用中的管道和罐绝缘以及声学衰减(声学绝缘)。
发明详述
测试方法指截止此文件的优先权日的最近的测试方法，除非测试方法编号包括不同的日期。测试方法的引用含对测试协会和测试方法编号二者的引用。下面的测试方法缩写应用于本文中：ASTM指美国测试和材料协会(American Society for Testing and Materials)；EN指欧洲标准(European Norm)；DIN指德国标准化协会(Deutsches Institute fürNormung)；ISO指国际标准化组织(International Organization forStandards)。
“多个”指两个或更多个。“和/或”指“和，或作为可选的”。所有的范围包括端点，除非另有说明。
“长度”、“宽度”和“厚度”是制品的三个相互垂直的维度。长度是具有相当于长度、宽度和厚度的最大量级维度的量级的维度，厚度具有等于长度、宽度和厚度的最小量级的量级。宽度具有等于长度、厚度、长度和厚度两者，或长度和厚度量级之间的某处量级的量级。
“功能性地没有”意思是，如果存在，其浓度低于对本发明的制品的物理性质产生实质影响的浓度，除非本文中另有特别的限定。例如，功能性地没有涂层的无机纳米多孔粒子意思是由于涂层的存在而不会对含无机纳米多孔粒子的本发明的制品的物理性质产生实质影响。“功能性地没有”限定的范围之内包括“没有”(意为不存在)。
用于本发明中的无机纳米多孔粒子包括气凝胶、干凝胶、冻凝胶、沸石、干燥的醇凝胶、和介观结构的蜂窝材料。纳米多孔粒子是将平均横截面直径小于1微米的孔限定于粒子内的粒子。理想地，用于本发明的纳米多孔粒子具有平均孔横截面直径为500纳米(nm)或更小，优选250nm或更小，还更优选100nm或更小和再更优选70nm或更小。典型地，纳米多孔粒子的平均孔横截面直径是5nm或更大。利用使用Barrett-Joyner-Henda的方法(参见K.S.W.Sing等，Pure&Appl.Chem.，第57卷，第4期，第603-619页(1985))采集的解吸曲线数据，使用根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)技术的计算确定纳米多孔粒子的平均孔横截面直径。孔大小和等温线分类按照IUPAC标准。
本发明的无机纳米多孔粒子不同于有机-无机杂化气凝胶微粒，如公开于美国专利申请US2010/0080949的那些，因为本发明的无机纳米多孔粒子是没有具有潜在共价键合反应性(易于共价键形成的反应性)的有机成分并且理想地完全没有有机成分。
本申请的无机纳米多孔材料是通过聚氨酯粘合剂粘合在一起的“粒子”的形式。本文所使用的“粒子”指任何形状物体。用于本发明的无机纳米多孔材料的粒子典型地具有5微米至5毫米范围内的最大尺寸。理想地，最大粒子尺寸是50微米或更大，还更优选200微米或更大。同时，理想地，最大粒子尺寸是4毫米或更小，优选2毫米或更小。在特别理想的实施方式中，使用宽粒子尺寸分布，或具有多峰(例如，双峰或三峰)粒子尺寸分布的粒子，以获得比用窄粒子尺寸分布可获得的更致密的粒子堆积。
无机纳米多孔粒子形成本发明制品的大部分的体积。典型地，无机纳米多孔粒子占制品的75体积％(vol％)或更多。理想地，基于制品总体积，无机纳米多孔粒子以85vol％或更多、优选90vol％或更多、还优选95vol％或更多的浓度存在于本发明的制品中，并且可以以98vol％或更多的浓度存在。典型地，在本发明的制品中的纳米多孔粒子的浓度是99vol％或更少以确保足够的粘合剂体积以将粒子粘合在一起。
无机气凝胶材料也许是适合用于本发明中的最广为人知的纳米多孔材料。无机气凝胶材料包括那些由金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和二氧化铈制造的，如由溶胶-凝胶技术制备。硅(Si)或铝(Al)基气凝胶复合材料是两种这样的更常用的材料。用作本发明的纳米多孔粒子的常用和特别理想的气凝胶材料是二氧化硅(SiO2)气凝胶。在一个实施方式中，纳米多孔粒子具有其可以经受与用于本发明的水可分散聚氨酯粘合剂的氢键合的表面。
无机纳米多孔粒子是功能性地没有以及可以是完全没有功能性涂层。功能性涂层在无机纳米多孔粒子上形成附着的层或包覆无机纳米多孔粒子，以赋予表面至少一种不同于涂覆前粒子表面的化学和物理性质和特性的化学或物理性质或特性。例如，US2008/0287561描述了在聚合物基质中含气凝胶粒子的聚合泡沫，但气凝胶粒子包含功能性涂层，其在粒子的外表面上形成粘合的隔离层，从而阻止聚合物渗透入气凝胶粒子的孔中。因此，US2008/0287561的气凝胶粒子不是功能性地没有功能性涂层。
理想地，无机纳米多孔粒子的孔壁具有足够的疏水表面，以便阻止整个粒子的多孔结构中的水吸收。如果粒子的孔壁太亲水，来自粘合剂组合物的水可以浸入粒子的孔结构中，使得最终制品的干燥困难并且在干燥过程中由于水离开孔网络的毛细力可能导致粒子的坍塌。这不一定要求对粒子本身的外表面的任何涂层或处理，如在US2008/0287561所要求的，而是需要粒子内的孔壁的特性。通过使一组粒子经受水浴30分钟，在强制空气烘箱中在80℃下干燥粒子3小时，并测定在粒子中的水残留量，来确定无机纳米多孔粒子是否具有那样的足够疏水的表面。如果小于15％、优选小于10％、更优选小于5％、还更优选小于2％的干燥粒子的重量相当于水，那么粒子的孔壁具有足够疏水的表面。
本发明的制品具有使用水可分散聚氨酯粘合剂粘合在一起的纳米多孔粒子。典型地，不存在任何在聚氨酯粘合剂和纳米多孔粒子之间的共价键合。“水可分散聚氨酯粘合剂”不需要在水中可再分散，而是该名称指在干燥之前的特定类型的聚氨酯的形式。因此，就本发明的制品而言，提及水可分散聚氨酯粘合剂典型地指与分散体、或甚至粘合剂的再分散形式相反的粘合剂的聚结样式。在干燥之前就本发明的方法而言，提及水可分散聚氨酯可以指可分散于或甚至分散于水中(如上下文将指示的)的聚氨酯形式。水可分散聚氨酯粘合剂在本发明的方法和制品中典型地是非发泡的。
由于存在能够将聚合物分散到水中的功能，水可分散聚氨酯不同于其他形式的聚氨酯。水可分散聚氨酯的特别理想的形式包含二羟甲基丙酸(DMPA)的形式，其也被称为2，2-双(羟甲基)丙酸(双-MPA)。DMPA可以以酸性形式或阴离子形式存在。阴离子形式是最理想的。基于水可分散聚氨酯固体总重量，DMPA可以以0.2wt％或更多、优选0.5wt％或更多的浓度存在于聚氨酯中，并且可以以1wt％或更多、4wt％或更多、或甚至5wt％或更多的浓度存在。同时，DMPA的浓度典型地以基于水可分散聚氨酯固体总重量的10wt％或更少的浓度存在。
使用热解气相色谱-质谱法(热解GC-MS)通过在质谱中寻找异丁烯、2-甲基-2-丙烯-1-醇和甲基丙烯酸的片段，确定DMPA的存在。这种分析的示例性参考条件使用Frontier Labs 202iD热解器在650℃下热解空气干燥的样品12秒，接着使用配备有Supelco(SLB-5ms，28746-U)分离柱的Agilent 6890气相色谱仪分离挥发性热解产物，使用以下参数：设置温度为40℃下1分钟，以8℃/分钟升温速率从40℃至320℃，320℃下15分钟；设置柱流动为0.6mL/min、压力为2.8磅/平方英寸。使用ThermoElectro DSQ四极杆质谱仪通过与来自国家标准和技术协会(National Institute of Standards and Technology)数据库的质谱比较，鉴定分离的组分。使用下面的参数：扫描速率为2次扫描/秒，扫描模式是质量扫描范围：14-1600，电子电离(EI Volume)，检测增益-2Xe5，MS采集时间＝1分钟，发射电流＝70微安，以及源电流等于325微安。熟练的技术人员可以根据他们的设备和条件所需优化这些指南参数。
水可分散聚氨酯可以以水性聚氨酯分散体或“PUD”得到。PUD包含在水性载体中的水可分散聚氨酯。存在很多类型的PUD体系，包括具有可交联的聚氨酯粒子的热固性水可分散聚氨酯以及热塑性水可分散聚氨酯的那些(在粒子中具有潜在交联部分的双组分体系或者单组分体系)。本发明在其最广泛的范围并不限于特定类型的水可分散聚氨酯。然而，对制造本发明的制品，特别是本发明的柔性制品，热塑性水可分散聚氨酯是最理想的。其可以有利地诱导某种程度的交联，特别是当使用具有特别低的玻璃化转变温度聚氨酯以增强最终制品的机械完整性。然而，粘合剂的过度交联将降低最终制品的柔性。热固性聚合物粘合剂被交联，并因此往往产生比热塑性聚合物粘合剂较低柔性的制品，特别是在高程度的交联下。交联可以通过已知方法，包括UV固化和使用化学交联剂而发生在PUD的干燥之前、过程中或之后。脂族水可分散聚氨酯是特别理想的。水可分散聚氨酯可以是阴离子的以促进水分散性。
水可分散聚氨酯粘合剂是本发明的制品的以体积计的次要成分。典型地，水可分散聚氨酯粘合剂以基于干燥制品总体积的25vol％或更少、优选20vol％或更少、更优选15vol％或更少、还优选10vol％或更少、最优选5vol％或更少的浓度存在，并且可以以基于干燥制品总体积的2vol％或更少的浓度存在。理想地，水可分散聚氨酯粘合剂以基于干燥制品总体积的至少1vol％的浓度存在以确保制品的机械完全整性。
本发明的制品可以包含如下添加剂的任何一种或多于一种的任意组合：纤维、着色剂、阻燃剂(例如，卤化有机化合物、磷化合物、和/或无机化合物)、红外衰减剂(例如，炭黑和石黑、二氧化钛)、碳化硼、硅藻土、锰铁氧体、氧化锰、氧化镍、氧化锡、氧化银、氧化铋、碳化钛、碳化钨、氧化铁钛、硅酸锆、氧化锆、氧化铁(I)、氧化铁(III)、二氧化锰、二氧化锰、氧化铁钛(钛铁矿)、氧化铬、碳化硅、杀虫剂、杀真菌剂、生物杀灭剂、防霉剂和除藻剂。本发明的制品也可以没有所述添加剂的任何一种或多于一种的任意组合。例如，本发明的制品可以没有纤维，或具体地，聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。添加剂通常以基于制品总体积的5vol％或更少、2vol％或更少、1vol％或更少或0vol％(不存在)的浓度存在。
制品优选功能性地没有并可以完全没有中空非多孔填料、页硅酸盐和粘土矿物。通过“功能性地没有”中空非多孔填料，相比于不存在中空非多孔填料的制品密度，由于中空非多孔填料的存在，本发明的制品的密度被影响小于0.01克每立方厘米(g/cm3)，优选小于0.005g/cm3、更优选小于0.001g/cm3。功能性地没有页硅酸盐和粘土矿物意为相对于无机纳米多孔粒子的重量，所述制品包含小于0.5重量％(wt％)、优选小于0.1wt％并可以完全没有页硅酸盐和粘土矿物。页硅酸盐和粘土矿物采取其来自美国专利5,656,195(通过引用并入本文)的意思，并包括蒙脱土、高岭土和/或绿坡缕石(attapulgite)。
本发明的制品具有0.14g/cm3或更小的密度，优选0.12g/cm3或更小和更优选0.10g/cm3或更小。一般来说，制品具有0.01g/cm3或更高的密度以确保理想的机械耐久性。根据ASTM D1622确定制品密度。
热导率是本发明制品的重要特征。由于高体积的无机纳米多孔粒子，制品有益地具有低传导性质。本发明的制品具有25毫瓦每米·开(mW/m·K)或更小，优选24mW/m·K或更小、还更优选23mW/m·K或更小，并且可以为22mW/m·K或更小，或甚至21mW/m·K或更小的热导率。根据ASTM C518确定制品热导率。
本发明特别理想的实施方式是柔性的。本发明的“柔性的”制品可以被可逆地弯曲、压缩或凹进而不会碎裂。柔性对无机纳米多孔制品是不寻常的。无机纳米多孔材料如气凝胶的一个缺点是其往往是刚性的和易碎的。那些特性使得它们对用于其中柔性绝缘如纤维毡是历史地理想的建造应用中是不理想的。然而，水可分散聚氨酯粘合剂的使用使得本发明的实施方式能够弯曲、压缩和凹进而没有宏观的损伤。事实上，本发明制品的理想实施方式可以变曲，以至垂直于制品厚度维度的制品平面绕具有直径等于制品厚度的轴弯曲至少90°，而没有任何宏观的制品破裂或碎裂。这种柔性程度远超Capadona等(Polymer 47(2006)5754-5761)的130°角(对应于50°弯曲)，该文章公开了使用二异氰酸酯分子交联的胺官能化气凝胶的柔性的交联二氧化硅气凝胶整体料。柔性使得本发明的制品对于在管道和罐绝缘应用中符合管道和罐以及对于在腔绝缘应用中符合腔是特别理想的。
本发明的制品能够以能够适合用于建筑和建造的尺度有效地生产，而没有试图以那些相同尺寸制备气凝胶制品相关的障碍。不同于制造气凝胶制品，制造本发明的制品不包括从无机纳米多孔结构中去除大量的溶剂。本发明的制品可以具有0.5厘米(cm)或更大、优选0.75cm或更大、还更优选1cm或更大、还更优选1.25cm或更大的厚度，并且可以具有甚至2.5cm或更大的厚度。同时，具有这样厚度的制品可以具有15cm或更大的长度和宽度维度。
将表面层如金属片、薄膜或箔、纸表面层、非织造片表面层、纤维表面层片或某些其他表面层结合到本发明制品的至少一个表面上是在本发明的范围内。因此，本发明的制品可以包括在一个或多个表面上的一个或多个表面层。在一个特定的实施方式中，本发明的制品包括在相对的表面上的表面层，形成夹心结构。本发明的制品也可以或可选地包括在一个或多个表面上的一个或多个面板或板材护套(sheathing)。适合的护套的实例包括聚合物泡沫板、定向刨花板、灰泥板和石膏板。
通过将无机纳米多孔粒子分散到水可分散聚氨酯的水性分散体中以形成填充分散体、将填充分散体浇铸模具中和干燥以形成本发明的制品来制备本发明的制品。无机纳米多孔粒子和水可分散聚氨酯是如用于本发明的制品所述的。填充分散体在浇铸到模具中时可以是发泡的或非发泡的，并且可以没有聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
使用本发明的制品的一种理想方法是作为热绝缘材料。在本方法的一种实施方式中，将制品置于两个温度可能不同的区域之间的结构中。制品用来抑制热流从一个区域向另一个区域，并从而提供热绝缘。温度可能不同的区域的实例包括冰箱的内部和外部、建筑结构(住宅、办公楼、商店等)的内部和外部、管道的内部和外部、以及空间飞行器或其他运输工具的内部和外部。
本发明的制品具有例如，绝缘冰箱面板、柔性管道绝缘、建筑和建造应用的绝缘护套材料、和结构面板绝缘的用途。本发明的制品提供了作为热绝缘、声绝缘、或热和声二者绝缘的绝缘能力。
实施例
在烧杯中，通过缓慢将气凝胶粒子添加到聚氨酯分散体，混合60毫升的38.0-42.0％固体的PRIMALTM BINDER U91脂族聚氨酯分散体(PRIMAL是Rohm and Hass Company的商标，并且其包含基于固体重量的约4wt％DMPA)和39.6克NanogelTM SiO2气凝胶粒子(Nanogel是Cabot Corporation的商标)。气凝胶粒子具有0.7至1.2毫米的平均尺寸和20-40纳米的平均孔尺寸，并且功能性地没有具有潜在共价键合反应性和功能性涂层。搅拌混合物约20分钟，然后将混合物倾倒入15cm宽、15cm长和2.5cm深的聚四氟乙烯覆盖的框架。将框架和混合物置于烘箱中在80℃下干燥约3小时。
所得的制品是本发明的实例，其是15cm×15cm×2.5cm尺寸。制品能够使其15cm×15cm平面绕2.5cm直径的轴弯曲90°，而没有宏观的破裂或碎裂。制品具有0.087g/cm3的密度和20.8mW/m·K的热导率。气凝胶粒子占最终干燥制品的约95.8vol％，而粘合剂占最终干燥制品的4.2vol％。制品没有中空非多孔粒子和页硅酸盐。粘合剂是非发泡的。
在使一组粒子经受水浴30分钟，在强制空气烘箱中在80℃下干燥粒子3小时，并测定粒子中的水残留量之后，NanogelTM SiO2气凝胶粒子具有最大1.4％干燥粒子重量的水。

Claims (20)

1.一种制品，其包含通过水可分散聚氨酯粘合在一起的无机纳米多孔粒子，所述制品包含基于制品总体积的75体积％或更多的无机纳米多孔粒子，并具有0.14g/cm3或更小的密度和25mW/m·K或更低的热传导率和具有至少0.5cm的厚度。
2.权利要求1的制品，其特征还在于所述无机纳米多孔粒子功能性地没有具有潜在的共价键合反应性的有机成分和在所述粒子外部上的功能性涂层，并且所述制品功能性地没有中空非多孔粒子、页硅酸盐和粘土矿物。
3.权利要求1的制品，其特征还在于具有基于制品总体积的90体积％或更大的浓度存在的所述无机纳米多孔粒子。
4.权利要求1的制品，其特征还在于具有厚度和足够的柔性以使垂直于厚度的平面绕直径等于所述制品厚度的轴弯曲至少90°，而没有宏观的破裂或碎裂。
5.权利要求1的制品，其特征还在于所述水可分散聚氨酯是热塑性脂族聚氨酯。
6.权利要求1的制品，其特征还在于所述水可分散聚氨酯包含二羟甲基丙酸形式。
7.权利要求1的制品，其中所述水可分散聚氨酯是非发泡的。
8.权利要求1的制品，其中所述水可分散聚氨酯是交联的。
9.权利要求1的制品，其中所述无机纳米多孔粒子包括含二氧化硅的气凝胶粒子。
10.权利要求1的制品，其中所述无机纳米多孔粒子具有足够疏水以阻止整个粒子的多孔结构中的水吸收的孔壁。
11.权利要求1的制品，其特征还在于是至少2cm厚、15cm宽和15cm长的板材形式。
12.权利要求1的制品，其还包含在制品的至少一个表面上的表面层。
13.用于制备权利要求1的制品的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将无机纳米多孔粒子分散到水可分散聚氨酯的水性分散体中以形成填充分散体；(b)将所述填充分散体浇铸到模具中；和(c)干燥以形成权利要求1的制品。
14.权利要求13的方法，其中所述无机纳米多孔粒子以足以产生最终制品体积的制品体积的90体积％或更多的浓度存在于所述填充分散体中。
15.权利要求13的方法，其中所述水可分散聚氨酯是脂族聚氨酯。
16.权利要求13的方法，其中所述水可分散聚氨酯包含二羟甲基丙酸形式。
17.权利要求13的方法，其中步骤(b)中的所述填充分散体是非发泡的。
18.权利要求13的方法，其中步骤(c)之后的所述水可分散聚氨酯是交联的，并且在步骤(c)之前、过程中或之后的任何点或多个点诱导所述交联。
19.权利要求13的方法，其中所述无机纳米多孔粒子具有足够疏水以阻止整个粒子的多孔结构中的水吸收的孔壁。
20.用于使用权利要求1的制品的方法，所述使用方法包括将所述制品置于两个温度可能不同的区域之间的结构中。
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