CN103210032B - 中空胶乳基体中的纳米多孔粒子 - Google Patents

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Abstract

通过以下方式制备制品：提供具有刚性内壳和粘合剂外壳的中空胶乳粒子的胶乳，提供纳米多孔粒子并且将它们分散至所述胶乳中并干燥所述胶乳以便使得所述中空胶乳粒子彼此粘接并形成含有纳米多孔粒子和中空胶乳粒子的制品，其中所述中空胶乳粒子彼此直接粘接以形成连续基体，并且所述纳米多孔粒子分散在所述中空胶乳粒子的连续基体内。

Description

中空胶乳基体中的纳米多孔粒子
发明背景
发明领域
本发明涉及具有陷获在中空胶乳粒子基体内的纳米多孔粒子的制品，用于制造这种制品的方法和用于使用这种制品的方法。
相关技术说明
能量有效的建筑结构具有不断增加的重要性并且甚至成为政府需求的目标。因此，建筑工业不断增加地需要得到提供提高的热绝缘性质并且适合用于在建筑构造环境和用途中使用的热绝缘材料。
轻重量纳米多孔材料是高度热绝缘的。例如，气凝胶材料表现优于大部分建筑和构造绝缘材料的热绝缘性质。然而，包括气凝胶材料的纳米多孔材料目前因为多种原因对于在建筑和构造应用中使用是不实用的。例如，难以制备在足够尺寸结构中的纳米多孔材料以在绝缘结构建筑中使用。也难以制备具有足够的机械整体性以支撑(hold up)至高低不平的构造环境的纳米多孔绝缘体。很多研究努力尝试将纳米多孔材料的益处结合至适合用于在建筑构造应用中使用的热绝缘制品中。
美国已公开专利申请2008/0287561、美国专利5137927和PCT公开WO2007/146945公开了含有气凝胶材料的聚合物泡沫。
美国已公开专利申请2010/0080949公开了包含具有共价键合至气凝胶粒子的聚合物或低聚物粘合剂的有机-无机杂化气凝胶粒子的组合物。
PCT公开WO03/064025公开了包含水性粘合剂中的疏水气凝胶粒子的基层的气凝胶复合材料。
美国已公开专利申请2004/0077738公开了包含至少三个组分的制品：疏水气凝胶粒子、无孔中空粒子和水性粘合剂体系。无孔中空粒子具有一微米以上并且一毫米以下的典型直径。
美国已公开专利申请2003/0003284公开了一种制品，所述制品包含含有气凝胶材料，粘合剂基体的层和含有粘合剂基体中聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的层。
美国专利5656195公开了一种模制品，所述模制品含有通过至少一种有机或无机粘合剂的方式彼此粘接的二氧化硅气凝胶粒子，所述粘合剂还含有片状硅酸盐和/或粘土矿物。
适宜的是继续改进含有纳米多孔材料的热绝缘制品技术，以进一步开发提供最优化的多功能性和性能的制品。例如，适宜的是提供在自身是纳米多孔的基体内包含纳米多孔粒子，以便进一步提高制品的热绝缘性质的热绝缘制品。甚至更适宜的是可以呈现多种形状的这样的制品和用于在不需要研磨或切割制品的情况下以任意不同形状制备这种制品的方法。再更适宜的是不需要发泡的这种制品，当形成纳米尺寸的孔时发泡可能难以控制。
发明简述
本发明提供对于获得在自身是纳米多孔的基体内包含纳米多孔粒子以便进一步增加制品的热绝缘性质的热绝缘制品的问题的解决方案。此外，本发明提供用于以不同的形状在不需要研磨或切割的情况下制备这种制品的方法。此外，本发明提供不需要发泡的这种制品，当形成纳米尺寸的孔时发泡可以是难以控制的。
令人惊讶地，本发明使用中空胶乳粒子，其中每个中空胶乳粒子具有内径小于一微米的内部空隙(换言之，纳米尺度的空隙)，彼此粘接用于形成含有纳米多孔粒子的基体。中空胶乳粒子充当粘合剂和所得到的制品中的纳米尺度的空隙的来源两者，从而消除了与纳米多孔粒子结合包含粘合剂和中空填充剂两者的需要。中空胶乳基体内分散纳米多孔粒子如气凝胶粒子提供令人惊讶地多样性和高度热绝缘的材料。此外，粘合剂可以机械粘接其基体内的纳米多孔粒子，因此在粘合剂与纳米多孔粒子之间不需要共价和/或离子键合。通过将纳米多孔粒子在包含中空胶乳粒子的胶乳中的分散体模制，并且之后将分散体干燥以形成最终的制品，该制品实际上可以呈现为任意形状，包括复杂的三维形状。
在第一方面，本发明是一种制品，所述制品包含纳米多孔粒子和中空胶乳粒子，其中所述中空胶乳粒子包含刚性内壳和粘合剂外壳，并且其中所述中空胶乳粒子彼此直接粘接以形成连续基体，并且所述纳米多孔粒子分散在所述中空胶乳粒子的连续基体内。
在第二方面，本发明是一种用于制备制品的方法，所述方法包括：(a)提供中空胶乳粒子的胶乳；(b)提供纳米多孔粒子并且将它们分散至所述胶乳中；(c)干燥所述胶乳以便使得所述中空胶乳粒子彼此粘接从而形成第一方面所述的制品。
在第三方面，本发明是一种使用第一方面所述的制品的方法，所述方法包括：提供限定具有界面的两个区域的结构体，所述两个区域在所述界面会合；和将所述制品安置在所述两个区域的所述界面附近。
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体。使用本发明的制品的方法可用于将该制品作为热绝缘体实施。
发明详述
测试方法是指本文的优先权日之前的最近的测试方法，除非测试方法号包含不同的日期。对于测试方法的引用含有对于测试协会和测试方法号两者的引用。在本文中适用以下测试方法缩写：ASTM是指美国测试和材料协会(American Society for Testing and Materials)；EN是指欧洲标准(European Norm)；DIN是指德国标准化协会(Deutsches Institute fürNormung)；和ISO是指国际标准化组织(International Organization forStandards)。
“多个”意指两个以上。“和/或”意指“和，作为备选的或”。除非另外指出全部范围包含端点。
“长度”、“宽度”和“厚度”是制品的三个互相垂直的尺寸。长度是大小等于长度、宽度和厚度的最大大小的尺寸的尺寸。厚度的大小等于长度、宽度和厚度中最小的大小。宽度具有等于长度、厚度、长度和厚度两者的大小，或者具有在长度与厚度之间的大小。
在本文中除非另外特别说明，“功能上没有”意指，如果存在，浓度低于将对本发明的制品的物理性质具有实质影响的浓度。例如，功能上没有涂层的纳米多孔粒子意指不存在归因于涂层的存在对含有纳米多孔粒子的本发明的制品的物理性质的实质影响。“没有”(意指不存在)在“功能上没有”的定义的范围内。
“粒子”是指具有小于五毫米(mm)的最大尺寸的任意形状的物体。
用于在本发明中使用的纳米多孔粒子是在其中限定有具有少于一微米，优选500纳米(nm)以下，再更优选250nm以下，再更优选100nm以下并且再更优选70nm以下的横截面尺寸的空隙，或孔的粒子。典型地，纳米多孔粒子的平均孔横截面直径是5nm以上。使用根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)技术，用使用Barrett-Joyner-Henda的方法收集的脱附曲线数据的计算确定纳米多孔粒子的平均孔横截面直径(参见，K.S.W.Sing等，Pure & Appl.Chem.，第57卷，第4期，第603-619页(1985))。孔尺寸和等温线分级遵循IUPAC标准。
纳米多孔粒子可以是有机、无机或有机和无机材料的混合体。适宜地，纳米多孔粒子是无机纳米多孔粒子。纳米多孔粒子可以没有具有潜在共价键合反应性(使得共价键易于形成的反应性)的有机组分并且适宜地完全没有有机组分。
合适的纳米多孔粒子包含气凝胶、干凝胶、冷冻凝胶、沸石、干燥的醇凝胶、热解二氧化硅、有机热塑性和/或交联纳米多孔粒子和介观结构化的孔状材料。无机气凝胶材料可能是适合用于在本发明中使用的最熟知的纳米多孔材料。无机气凝胶材料包括由金属氧化物，如二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和二氧化铈制成的那些，如由溶胶-凝胶技术所制备的。硅(Si)或铝(Al)基气凝胶复合材料是两个这种更通常使用的材料。用于作为本发明的纳米多孔粒子使用的普通的并且特别合适的气凝胶材料是二氧化硅(SiO2)气凝胶。
典型地，适合用于在本发明中使用的纳米多孔粒子具有四毫米以下，优选两毫米以下的最大尺寸。同时，典型的是用于在本发明中使用的纳米多孔粒子具有五微米以上，优选50微米以上和再更优选200微米以上的最大尺寸。在本发明的范围内的是使用宽粒径分布的纳米多孔粒子和/或具有多峰或双峰粒径分布的纳米多孔粒子，这可能是适宜的以促进最终的制品内纳米多孔粒子比用窄粒径分布的纳米多孔粒子可获得的堆积更密集的堆积。
纳米多孔粒子可以是功能上没有，也可以绝对没有功能涂层。功能涂层形成纳米多孔粒子之上的粘着层或将其包封，并且赋予表面与涂布之前的粒子表面的化学和物理性质和特征不同的至少一种化学或物理性质或特征。例如，US2008/0287561描述了含有聚合物基体中的气凝胶粒子的聚合物泡沫，但气凝胶粒子包含在粒子的外表面上形成粘合阻挡层的功能涂层，从而防止聚合物穿透气凝胶粒子的孔。因此，US2008/0287561的气凝胶粒子不是功能上没有功能涂层的。
适宜地，纳米多孔粒子的孔壁具有足够疏水的表面以便防止遍及粒子的纳米多孔结构的吸水。如果粒子的孔壁是过于亲水的，来自粘合剂组合物的水可以渗透至粒子的孔结构中，使得最终的制品难以干燥并且可以导致干燥过程中归因于离开孔网络的水的毛细作用力的粒子塌陷。这不一定需要粒子自身的外侧表面上的任何涂层或处理，如US2008/0287561中所需要的，而是粒子内的孔壁的特性。通过将一组粒子放至水浴中30分钟，将粒子在强制通风的烘箱中在80℃干燥三小时并确定粒子中保留的水的量，从而确定纳米多孔粒子是否具有这种足够疏水表面以便防止遍及粒子的纳米多孔结构的吸水。如果干燥的粒子的重量的少于15％，优选少于10％，更优选少于5％，再更优选少于2％对应于水，那么粒子的孔壁具有足够疏水的表面以便防止遍及粒子的纳米多孔结构吸水。
胶乳粒子是作为胶乳悬浮(或一旦悬浮)在水性介质中并且在移除水性介质后变得直接彼此粘接以形成胶乳粒子的连续互联网络(或“基体”)的粒子。如果它们在不使用不是作为胶乳粒子自身的组分的任何胶粘剂或粘合剂的情况下彼此粘接，胶乳粒子彼此“直接”粘接。
用于在本发明中使用的胶乳粒子是“中空”胶乳粒子，意指它们具有由空隙周围的壳限定的内部空隙。空隙的平均直径是胶乳粒子的“内径”。中空胶乳粒子的平均内径一般地是1,000nm以下，更典型地500nm以下。同时，中空胶乳粒子的平均内径一般地是50nm以上，更典型地200nm以上。适宜地，每个中空胶乳粒子具有1,000nm以下，优选500nm以下并且适宜地20nm以上，优选200nm以上的内径。典型地，中空胶乳粒子的空隙体积是总中空胶乳粒子体积的5体积％(体积％)以上，优选10体积％以上。同时，中空胶乳粒子的空隙体积一般是总中空胶乳粒子体积的30体积％以下，更典型25体积％以下并且再更典型20体积％以下。
每个中空胶乳粒子中的空隙周围的壳至少包含刚性内壳(第一壳)和粘合剂外壳(第二壳)。如果当含有中空胶乳粒子的胶乳干燥时壳防止中空胶乳粒子的完全塌陷，壳是“刚性”的。如果在壳的外面存在至少一个壳，它是“内侧”的，其中“外侧”对应于具有离粒子中心更大的径向距离。如果壳当粒子随着包含粒子的胶乳干燥由毛细作用被拉在一起时可以与含有类似的粘合剂的另一个表面粘接，壳是“粘合剂”。外粘合剂壳典型地是与相邻的中空胶乳粒子的外壳形成膜的成膜材料。作为结果，中空胶乳粒子可以在粒子之间没有共价键合，没有离子键合，或没有共价键合或离子键合的情况下(换言之，没有任何化学键合)粘接在一起。如果在壳外侧没有壳，壳是“外侧”的。
一般地，每个中空胶乳粒子具有包含核材料的核，所述核材料充当最内侧壳和限定中空胶乳粒子之间的空隙空间。核材料与刚性内壳(第一壳)和外粘合剂壳(第二壳)一起存在。核材料通常是中空球的一般形状的丙烯酸类聚合物。在第一壳与第二壳之间也可以直接存在粘结涂层。欧洲专利申请EP2143742A1(通过引用以其全部内容结合在此)公开了适合用于在本发明中使用的中空胶乳粒子，其含有核、刚性第一壳、粘合剂第二壳和第一与第二壳之间任选的粘结涂层。EP2143742A1还公开了如何制备这种胶乳粒子。
核一般地具有50纳米(nm)至1.0微米，优选100nm至300nm的未溶胀粒径。典型地，核材料是中空胶乳粒子的总重量的5重量％以下，并且更典型地3重量％以下。同时，核材料一般地是中空胶乳粒子的总重量的1重量％以上。
内壳(第一壳)适宜地是具有大于50摄氏度(℃)，优选大于75℃，再更优选90℃以上并且可以是100℃以上的玻璃化转变温度(Tg)的聚合物组合物。此外，适宜的是，基于全部内壳聚合物组合物的重量，内壳包含，15重量％(重量％)至60重量％，优选20重量％至50重量％，并且更优选20重量％至40重量％的选自由以下各项组成的组的单体作为聚合单元：丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，以及它们的混合物。内壳聚合物组合物适宜地还含有基于内壳聚合物组合物重量0.3重量％至10重量％，优选0.5重量％至10重量％的多烯键式不饱和的单体如(甲基)丙烯腈。苯乙烯是优选的共聚单体。一个适宜的内壳聚合物组合物是基于总内壳聚合物组合物重量以15重量％至25重量％，优选18重量％至23重量％并且最优选大约20重量％的范围内的浓度含有丙烯腈的苯乙烯-丙烯腈共聚物。内(第一)壳典型地是总中空胶乳粒子重量的25重量％以上，优选30重量％以上。内(第一)壳同时是总中空胶乳粒子重量的典型地40重量％以下，优选35重量％以下。
外壳(第二壳)适宜地由具有-60℃至50℃，优选-40℃至30℃，并且更优选-20℃至20℃的范围内的Tg的聚合物制成。用于制备外壳聚合物的合适的单体包含单烯键式不饱和单体以及基于总外壳聚合物重量0.05重量％至10重量％的多烯键式不饱和的单体的组合。外壳的聚合物组合物的选择局限于在适合用于形成中空胶乳粒子的连续基体的条件下将彼此粘附的那些聚合物组合物。合适的外壳(第二壳)聚合物典型地包含丙烯酸类和甲基丙烯酸类聚合物和共聚物。合适的外壳聚合物组合物的一个实例是丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物。
中空胶乳粒子可以包含内(第一)与外(第二)壳之间的粘结层。一般地，粘结层包含与外(第二)壳类似的聚合材料并且可以还包含与丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体共聚的丙烯酸和/或甲基丙烯酸单体。外(第二)壳和粘结层重量的组合为总中空胶乳粒子重量的典型地50重量％以上并且更典型地60重量％以上，再更典型地65重量％以上。同时外(第二)壳和粘结层重量的组合典型地为总中空胶乳粒子重量的90重量％以下并且更典型地80重量％以下。
对于内和外壳聚合物组合物使用如EP2143742A1第17和18段中描述的福克斯公式(Fox equation)计算玻璃化转变温度。
中空胶乳粒子的组成在本发明的范围内可以是相同的或不同的。例如，可以使用中空胶乳粒子的单种胶乳用于制备该制品，也可以将两种以上不同的胶乳的共混物用于制备本发明的制品，其每一个可以含有具有不同的组成的中空胶乳粒子。适宜地，如果制品含有具有不同组成的中空胶乳粒子，不同粒子的粘合剂外壳能够彼此粘接。
用于在本发明中使用的中空胶乳粒子当分散在水性介质中时典型地具有典型为100nm以上，优选250nm以上并且一般500nm以上的平均粒径。同时，中空胶乳粒子当分散在水性介质中时典型地具有为典型4.5微米以下，优选3.5微米以下并且再更优选2.0微米以下的平均粒径。这些尺寸针对在低于6的pH在未溶胀的状态下分散的粒子。
中空胶乳粒子提供超过中空玻璃微球的性能益处。用于在本发明中使用的中空胶乳粒子在不需要如用中空玻璃微球所需要的单独的粘合剂的情况下彼此粘接。此外，中空胶乳粒子在密度上比中空玻璃微球低，至少部分地因为中空胶乳粒子中空隙周围的壳主要地，优选完全地是有机聚合物，这与如玻璃微球中的无机材料相反。更低密度的中空胶乳粒子使得能够形成具有比以与中空胶乳粒子相同浓度含有中空玻璃微球的制品更低密度的制品。此外，在一种中提供粘合剂和中空填充剂两者的中空胶乳粒子的使用可以在最终的制品中获得纳米尺度空隙比单独的粘合剂内分散中空填充剂更均匀的分布。
本发明的制品包含彼此直接粘接以形成连续基体的中空胶乳粒子和分散在中空胶乳粒子的连续基体内的纳米多孔粒子。胶乳粒子通过粒子的外壳彼此粘附彼此直接粘接，例如，通过在粒子的外壳聚合物组合物之间形成膜。在粘接的胶乳粒子之间可以不存在共价键合。在胶乳粒子与纳米多孔粒子之间也可以不存在共价键合。典型地，纳米多孔粒子机械捕获在连续中空胶乳粒子基体内并且没有至胶乳粒子的共价键合，离子键合，或共价和离子键合两者(换言之，没有化学键合)。
本发明的制品典型地以55体积％(体积％)以上，优选70体积％以上，更优选90体积％以上的浓度包含纳米多孔粒子。同时，制品典型地以99体积％以下，优选98体积％以下的浓度包含纳米多孔粒子。体积％相对于总制品体积。
本发明的制品典型地以1体积％以上，优选5体积％以上的浓度包含中空胶乳粒子。同时，制品典型地以50体积％以下，优选35体积％以下和再更优选25体积％以下的浓度包含中空胶乳粒子。体积％相对于总制品体积。
除纳米多孔粒子之外，本发明的制品可以还包含分散在中空胶乳粒子基体内的另外的添加剂。合适的另外的添加剂包括选自由以下各项组成的组的任意一种或多于一种材料的组合：纤维(有机或无机)、阻燃剂、颜料、红外衰减剂、反射粒子和紫外稳定剂。一般地，另外的添加剂的浓度是基于总制品重量5重量％以下。同时，本发明可以没有这些相同的另外的添加剂的任意一种或多种。此外，本发明可以没有和适宜地没有中空玻璃微球。
分散在自身具有许多纳米尺度的空隙的基体内的纳米多孔粒子的组合使得本发明的制品具有适宜地低热导率。本发明的制品适宜地具有25毫瓦/米*开尔文(mW/m*K)以下，优选23mW/m*K以下，再更优选22mW/m*K以下，并且再更优选21.5mW/m*K以下的热导率。根据ASTMC518测量热导率。
本发明的制品的另一个适宜的特性在于它们是低密度制品，使得它们容易操作、安装并能够在不对它们存在于其中的结构加入过多重量的情况下提供绝缘值。本发明的制品典型地具有0.13克/立方厘米(g/cm3)以下的密度。根据ASTM D1622确定制品密度。
本发明的制品可以具有任意可能的形状。一个通常的形状是具有长度、宽度和厚度的板的形状。然而，本发明的制品还可以具有适合用于在设备或建筑的特征中和/或周围配合的惯常形状。制品可以是适合用于在管道或管线周围应用以将管道或管线绝缘的中空管。任意可能的形状制品在本发明的制品的范围内。然而，本发明的制品与膜不同，因为它们具有大于五毫米，优选十毫米以上并且可以是25mm以上的延伸穿过制品的质心的最小尺寸。
本发明的制品是令人惊讶地柔软的。该制品能在不破裂或粉碎的情况下弯曲，从而提供超过典型的气凝胶结构的耐久性益处。本发明的特别适宜的制品当轴具有等于制品的厚度的直径时能够绕平行于制品的表面的轴弯曲至少30度，优选至少60度。
本发明的特定实施方案还在纳米多孔粒子与粘接中空胶乳粒子之间具有缝间纳米空隙。缝间纳米空隙倾向于随着含有中空胶乳粒子的胶乳的水性介质蒸发形成，条件是中空胶乳粒子不能够变形以填充之前由水性介质占据的所有空间。一般地，中空胶乳粒子的外(第二)层与相邻的中空胶乳粒子的外(第二)层形成膜，其填充之前由水性介质占据的很多空间。然而，在纳米多孔粒子与中空胶乳粒子之间，通常一些空隙空间以纳米量级大小的空隙的形式保留。这些空隙是缝间纳米空隙。这种缝间纳米空隙的存在可以适宜地贡献于更低密度的制品并且甚至比不具有缝间纳米空隙的制品具有更低热导率的制品。
本发明的制品可以还包含制品的一个或多个表面上的面材(facer)材料(或简称为“面材”)。合适的面材包括纺织和无纺纤维片材料以及固体金属、木材和/或聚合物片或这些的组合。合适的纤维片材料的实例包含纸片、平纹棉麻织物和玻璃垫。
本发明的制品通过以下方式制备：提供中空胶乳粒子的胶乳、提供纳米多孔粒子并且将它们分散至胶乳中，并且之后将胶乳干燥以便使得中空胶乳粒子彼此粘接从而形成本发明的制品。为发泡特定形状的制品，将含有分散在其中的纳米多孔粒子的胶乳在干燥之前流延至特定形状的模型中以使得所得到的制品呈现类似于模型的形状。模型可以是当其干燥时将胶乳保持为板形的特定厚度的简单的片，从而制备板的形状的制品。模型也可以是复杂的形状。例如模型可以足以将胶乳模制为作为适合用于绝缘管线的中空管的制品。模型可以合适于将本发明的制品成形为惯常的形状以在特定设备或建筑的特征之中和/或周围配合。
中空胶乳粒子如上所述用于本发明的制品。如在本发明的制品中，本发明的方法可以在方法中的任意点在纳米多孔粒子与中空胶乳粒子之间没有共价键合。
该方法可以包含将另外的添加剂(如关于本发明的制品所描述的)在将胶乳干燥之前分散至胶乳中。中空胶乳粒子、纳米多孔粒子以及，任选地，另外的添加剂的浓度如上对于本发明的制品所述。
该方法可以还包括交联步骤，优选在将胶乳干燥之后，以便使得在中空胶乳粒子之间交联。
本发明的制品特别可用作热绝缘材料。使用本发明的制品的一个方法是提供限定具有界面的两个区域的结构体，所述两个区域在所述界面会合，并且将本发明的制品安置于两个区域的界面附近。在适当的位置之后，本发明的制品可以充当两个区域之间的热绝缘体。例如，建筑结构体的壁限定建筑的内部区域和外部区域之间的界面。将本发明的制品放置在结构体的壁中用于帮助将内部区域与外部区域热绝缘并且反之亦然。类似地，设备如冰箱具有内部空腔和外部区域和界面处的壁。将本发明的制品放置在这种设备的壁附近将内部空腔与外部区域热绝缘并且反之亦然。
以下实施例用于进一步说明本发明的实施方案。
实施例1
根据EP2143742的实施例13制备中空胶乳粒子的胶乳。胶乳具有大约47重量％的固体含量。向50微升的胶乳缓慢地加入33.75克的NANOGELTM牌二氧化硅气凝胶粒子(NANOGEL是Cabot Corporation的商标)，同时混合。气凝胶粒子具有0.7至1.2毫米的平均粒径，20-40纳米的平均孔尺寸并且功能上没有具有潜在共价键合反应性的有机组分和功能涂层。气凝胶粒子还在将一组粒子浸泡至水浴30分钟并且之后将粒子在强制通风的烘箱中在80℃干燥三小时之后，具有最大1.4重量％水。
继续混合胶乳/气凝胶组合物20分钟，并且之后将组合物倒入至15厘米长、15厘米宽并且1.5厘米厚的模型中。将含有组合物的模型(fold)放置在60℃的烘箱中以干燥大约三小时，以形成实施例1的本发明的制品。
实施例1具有15厘米长、15厘米宽和1.5厘米厚的尺寸。实施例1的中空胶乳粒子具有大约310nm的内径。实施例1没有气凝胶粒子与中空胶乳粒子之间的共价键合，并且是柔软的。实施例1具有限定于其中的缝间纳米空隙，具有根据ASTM D1622的0.12克/立方米的密度并且具有根据ASTM C518的21.2mW/m*K的热导率。气凝胶粒子在实施例1中以最终干燥的制品的大约95.2体积％的浓度存在，而中空胶乳粒子占最终干燥的制品的4.8体积％。实施例1是柔性的并且能够在不断裂或粉碎的情况下弯曲。在轴具有等于制品的厚度的直径的情况下，实施例1可以绕平行于制品的表面的轴弯曲至少30度。

Claims (17)

1.一种制品，所述制品包含纳米多孔粒子和中空胶乳粒子，其中所述中空胶乳粒子包含刚性内壳和粘合剂外壳，并且其中所述中空胶乳粒子彼此直接粘接以形成连续基体，并且所述纳米多孔粒子分散在所述的中空胶乳粒子的连续基体内，其中所述中空胶乳粒子具有小于1,000纳米的内径，所述纳米多孔粒子以基于总制品体积在50至99体积％的范围内的浓度存在，并且所述纳米多孔粒子具有足够疏水的孔壁，以防止遍及该粒子的多孔结构的吸水。
2.权利要求1所述的制品，其特征还在于所述中空胶乳粒子具有小于500纳米的内径。
3.权利要求1所述的制品，其特征还在于在所述中空胶乳粒子与所述纳米多孔粒子之间不存在共价键合。
4.权利要求1所述的制品，其特征还在于所述中空胶乳粒子具有苯乙烯类内壳和丙烯酸类外壳。
5.权利要求1所述的制品，其特征还在于所述纳米多孔粒子以基于总制品体积在55至98体积％的范围内的浓度存在。
6.权利要求1所述的制品，其中所述纳米多孔粒子包括含有二氧化硅的气凝胶粒子。
7.权利要求1所述的制品，其特征还在于具有小于25毫瓦/米*开尔文的热导率。
8.权利要求1所述的制品，其特征还在于具有大于5mm的最小尺寸。
9.权利要求1所述的制品，所述制品中限定有许多缝间纳米空隙。
10.权利要求1所述的制品，所述制品还包含在该制品的至少一个表面上的面材。
11.一种用于制备制品的方法，所述方法包括：
a.提供包含刚性内壳和粘合剂外壳的中空胶乳粒子的胶乳；
b.提供纳米多孔粒子并且将它们分散至所述胶乳中；
c.干燥所述胶乳以便使得所述中空胶乳粒子彼此粘接，从而形成权利要求1所述的制品。
12.权利要求11所述的方法，其特征还在于所述中空胶乳粒子具有小于500纳米的内径。
13.权利要求11所述的方法，其特征还在于在所述方法中的任意点，在所述中空胶乳粒子与所述纳米多孔粒子之间不存在共价键合。
14.权利要求11所述的方法，其特征还在于所述中空胶乳粒子具有苯乙烯类内壳和丙烯酸类外壳。
15.权利要求11所述的方法，其特征还在于所述纳米多孔粒子以在总制品体积的55至98体积％的范围内的浓度存在。
16.权利要求11所述的方法，所述方法还包括在步骤(b)之后的交联步骤，所述交联步骤引起中空胶乳粒子之间的交联。
17.一种使用权利要求1所述的制品的方法，所述方法包括：提供限定具有界面的两个区域的结构体，所述两个区域在所述界面会合；和将所述制品安置在所述两个区域的所述界面附近。
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