CN117569467A - 用于建筑物隔热的包含至少一种气凝胶复合材料的绝热板 - Google Patents

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CN117569467A CN202311545816.8A CN202311545816A CN117569467A CN 117569467 A CN117569467 A CN 117569467A CN 202311545816 A CN202311545816 A CN 202311545816A CN 117569467 A CN117569467 A CN 117569467A
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A·克林贝尔
E·冈瑟
C·施密特
D·J·米哈尔奇克
K·E·德克拉弗特
N·扎菲罗波洛斯
O·R·埃文斯
G·L·古尔德
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Abstract

本发明涉及用于建筑物隔热的包含至少一种气凝胶复合材料的绝热板。具体的，本发明涉及包含结合在一起的至少两个绝缘层(31)的绝热板(3)。所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个包含至少一种气凝胶复合材料，其中所述气凝胶复合材料包含至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、至少一种聚合物泡沫(a2)和至少一种阻燃剂(a3)。本发明还涉及包含所述绝热板(3)的绝热系统。再者，本发明涉及用于制造所述绝热板(3)的方法，并且涉及所述绝热板(3)的用途和所述绝热系统的用途，其用于建筑物、建筑部件和/或建筑构件的隔热。

Description

用于建筑物隔热的包含至少一种气凝胶复合材料的绝热板
本发明是中国专利申请号为202080094392.6，发明名称为“用于建筑物隔热的包含至少一种气凝胶复合材料的绝热板”，国际申请日为2020年11月5日的进入中国的PCT专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及包含结合在一起的至少两个绝缘层(31)的绝热板(3)。所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个包含至少一种气凝胶复合材料，其中所述气凝胶复合材料包含至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、至少一种聚合物泡沫(a2)和至少一种阻燃剂(a3)。本发明还涉及包含所述绝热板(3)的绝热系统。再者，本发明涉及用于制造所述绝热板(3)的方法，并且涉及所述绝热板(3)的用途和所述绝热系统的用途，其用于建筑物、建筑部件和/或建筑构件的隔热。
背景技术
节能，尤其是隔热，是工业和建筑施工中的一个重要问题。传统绝热材料(thermalinsulation materials)是，例如，玻璃棉、矿棉、挤塑聚苯乙烯和发泡聚苯乙烯。绝缘材料(insulation materials)的隔热性能是通过它们的热导率(thermal conductivity)测量。热导率值越低，绝缘材料传导的热越少且隔热越好。
气凝胶被广泛认为是最好的固体绝热材料之一，因为它们一般具有≤20W/(mK)的热导率λ。然而，由于它们通常以颗粒形式获得，而颗粒形式在运输和处置中存在问题，气凝胶通常通过粘结剂胶合在一起以获得单块片，优选为平板，或者嵌入到机械上稳定的基底或载体材料诸如玻璃纤维垫中。然而，通过这些措施，仍存在一些进一步的缺陷：绝热材料的总体重量和厚度增加，并且其倾向于在处置、机加工和安装时产生粉尘。再者，在将颗粒粘结在一起的情况下，绝热材料也具有机械脆性的趋势。因此，为了避免这种不希望的重量和厚度的增加并且减少粉尘，最近使用开孔(open-cell)聚合物泡沫作为载体材料。通过将气凝胶并入开孔聚合物泡沫中，获得了包含气凝胶和开孔聚合物泡沫的绝缘层(insulating layer)。
所获绝缘层通常与至少一个其他绝缘层结合以形成多层绝热板(thermalinsulation board)，其中所述其他绝缘层也可包含气凝胶。所形成的多层绝热板可以与并非绝缘层的至少一个其他层结合，以形成绝热系统(thermal insulation system)。其他层的示例是，例如，包含粘合剂、砂浆、增强材料、颜料、涂层和灰泥的层。
例如，绝热系统用于多层外部绝热复合系统(ETICS)、多层外部绝热立面系统(EIFS)和内部绝热系统中。
US2016/0115685公开一种多层平板，其包含至少一个基本上由隔热复合材料组成的层，其中所述隔热复合材料包含无机气凝胶和三聚氰胺泡沫。例如，一个或多个灰泥板可以结合至所述基本上由隔热复合材料组成的层的一侧或每一侧。
EP 2347059 B1公开一种隔热的建筑墙体，其包含外部绝热复合系统(ETICS)和建筑墙体，其中所述外部绝热复合系统贴附在建筑墙体上。外部隔热复合材料包含隔热子系统，其或者是包含含有按重量计20％至90％的气凝胶的至少第一绝热板和含有矿棉的第二绝热板的隔热子系统，或者是包含至少一种含有矿棉和按重量计20％至90％的气凝胶的复合绝缘板的隔热子系统。外部绝热复合系统也包含至少一个机械紧固件和外层，其是一种包含砂浆层的系统。
EP 2665876 B1描述一种隔热的建筑墙体，其包含复合绝热系统和外部建筑墙体，其中所述复合绝热系统贴附在所述建筑墙体的背离建筑物的一侧，所述复合绝热系统包含至少两层隔热覆层，且所述至少两层隔热覆层各自含有按重量计25％至95％的气凝胶、按重量计5％至75％的无机纤维和按重量计0至70％的无机填料。隔热覆层通过无机粘结剂连接在一起。气凝胶是至少一种基于硅、铝和/或钛的气凝胶。
US2018/0112134 A1公开一种防火材料，其并入有二氧化硅气凝胶和有机泡沫材料。所述有机泡沫材料是，例如，三聚氰胺和聚氨酯中的一者或组合。
US2002/0094426 A1描述一种气凝胶复合件，其包含选自由无机和有机凝胶形成材料所组成的群组的气凝胶和增强结构。
然而，嵌入开孔聚合物泡沫中的气凝胶仍然经常出现的一个问题是在处置和切割时的粉尘排放。
此外，为了能够在建筑和施工应用中通常遭遇的湿润和潮湿条件下长期应用，气凝胶，尤其是二氧化硅气凝胶，可包括疏水性基团，以使材料具有拒水性并且将吸水和保水降低至最低限度。然而，通过在气凝胶中包含这些疏水性基团，气凝胶的燃烧热通常得以增加，并将包含这些气凝胶的绝热板(3)和/或绝热系统归类为“非燃烧(non-burning)”，因为在某些试验方法中，它们没有达到相关性能的特定阈值，如燃烧热、有焰时间、质量损失或炉膛温升。
发明内容
因此，本发明的根本目的是提供一种包含气凝胶的改善的绝热板和/或改善的绝热系统，其中绝热板和/或绝热系统应容易处置并且应显示最低限度的燃烧热。再者，绝热板和/或绝热系统应显示改善的对机械载荷的机械稳定性，例如，在垂直抗张强度方面。
这一目的通过绝热板(3)来实现，所述绝热板包含至少两个绝缘层(31)，其中所述至少两个绝缘层(31)结合在一起，并且其中所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含至少一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料包含至少以下组分(a1)至(a3)
(a1)至少一种二氧化硅气凝胶，
(a2)至少一种聚合物泡沫，和
(a3)至少一种阻燃剂。
已经令人惊奇地发现，与当前本领域的具有相当的热性能的绝热板的粉尘排放相比，本发明的绝热板(3)显示降低的粉尘排放，其中“相当的热性能(comparable thermalperformance)”在本发明的上下文中意为相当的U值和R值。因此，本发明的绝热板(3)容易处置，尤其是当切割和安装时。
在本发明的上下文中，术语“U值”理解为意指分别通过绝热板(3)或绝热系统的热传递速率除以跨所述绝热板(3)或绝热系统的温差。测量单位是W/m2 K。分别地，绝热板(3)和绝热系统的隔热性越好，则其U值越低。R值是U值的倒数值。例如，根据Klaus Liersch,Normen Langner,《Bauphysik kompakt》,Verlag Bauwerk BBB,4.Auflage2011,ISBN 987-3-89932-285-9,第6章《durch ebene opake Bauteile》计算U值和R值。
再者，与当前的具有相当的热性能的绝热板的密度相比，本发明的绝热板(3)显示较低密度，导致较低重量。
此外，与当前本领域的具有等效尺寸的绝热板的热导率相比，本发明的绝热板(3)显示减少的热导率，并且因此可以减少的厚度使用以实现相当的U值或R值，这也导致较低重量的绝热板(3)。
再者，本发明的绝热板(3)显示减少的燃烧热，并且因此可根据各种建筑规范归类为非燃烧。
本发明的绝热板(3)也表现出高的机械稳定性，尤其是高的垂直抗张强度，其减少在整合到绝热系统时对额外机械固定辅助如销钉的需求。
还令人惊奇地发现，当将本发明的绝热板(3)整合到绝热系统中时，处置、机加工和切割时的粉尘排放也得以减少，并且与当前本领域的具有相当的热性能(分别为U值或R值)的绝热系统相比，所述绝热系统显示较低重量和较低厚度，并在解决隔热问题时节省了空间。
与当前本领域的绝热系统相比，包含本发明的绝热板(3)的本发明的绝热系统也显示减少的燃烧热，优选≤3.0MJ/kg，并且取决于整体绝热系统的具体设计，可达到甚至≤1.5MJ/kg的值，并且因此可根据各种建筑规范归类为非燃烧。
包含本发明的绝热板(3)的绝热系统也表现出机械稳定性和垂直抗张强度，其中，作为结果，对于本发明的绝热板(3)以及其他层(2)和任选地存在的其他层(4)、(5)和(6)而言，没有或更少的额外机械固定辅助是必要的。
在本发明的上下文中，术语“气凝胶复合材料(aerogel composite material)”理解为意指一种材料，其包含至少一种气凝胶和至少一种与所述至少一种气凝胶前体不互混的其他组分。在优选的实施方案中，“气凝胶复合材料”包含，基于所述气凝胶复合材料的总重量，按重量计至少10％，优选按重量计至少20％，且更优选按重量计至少30％的至少一种气凝胶。例如，其他组分可以选自填料、添加剂或泡沫。根据本发明的气凝胶复合材料包含至少一种二氧化硅气凝胶(a1)作为至少一种气凝胶，以及至少一种聚合物泡沫(a2)和至少一种阻燃剂(a3)作为其他组分。如下文所述，气凝胶复合材料也可包含额外组分诸如红外线吸收或反射遮光剂。
在本发明的上下文中，术语“气凝胶(aerogel)”理解为意指气凝胶以及干凝胶。通常，干凝胶是通过溶胶-凝胶方法制造的材料，其中通过在低于液相临界温度的温度且高于液相临界压力的压力(亚临界条件(subcritical conditions))下干燥而从凝胶中去除液相。相比之下，气溶胶通常是指这样的气溶胶：当在溶胶-凝胶期间在“超临界条件(supercritical conditions)”下将液相从凝胶中去除，从而形成开孔的、具有填充有空气的孔的高度多孔结构。气凝胶可以是有机或无机气凝胶。无机气凝胶例如选自二氧化硅气凝胶、氧化钛气凝胶、氧化锰气凝胶、氧化钙气凝胶或氧化锆气凝胶。包含在本发明的绝热板(3)中的气凝胶是至少一种二氧化硅气凝胶。
下文提供定义，这些定义提供本发明的绝热板(3)和本发明的绝热系统本身的更多细节，也提供用于本发明的所述绝热板(3)的制造方法的细节。
绝热板(3)
本发明的绝热板(3)包含至少两个绝缘层(31)，并且它因此可包含确切地两个绝缘层(31)或包含三个、四个、五个或甚至更多个绝缘层(31)。绝热板(3)本身的层数由结合在一起的绝缘层(31)的数量所致。在绝热板(3)本身包含两个层的情况下，因此，将两个绝缘层(31)结合在一起。在绝热板(3)本身包含三个层或四个层的情况下，因此，优选地分别将三个或四个绝缘层(31)结合在一起。就待制造的本身包含甚至更大数量的层的绝热板(3)而言，一个示例是包含十个层的绝热板(3)，据此，有必要将对应于层的数量的所述数量的绝缘层(31)，例如十个绝缘层(31)，优选地结合在一起。
在绝热板(3)包含三个或更多个绝缘层(31)的情况下，优选将单个绝缘层(31)逐步组装。在绝热板(3)包含三个绝缘层(31)的情况下，优选第一步的产物是包含两个绝缘层(31)的绝热板(3)，其中包含两个绝缘层(31)的绝热板(3)随后结合至另一个绝缘层(31)以获得包含三个绝缘层(31)的绝热板(3)。三个绝缘层(31)可以彼此相同或不同(特别是关于它们的厚度和它们的组成)，其中三个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料。
用于结合方法的绝缘层(31)在其化学组成上对应于在本发明方法的上下文中制造的绝热板(3)本身(忽略任选地施加至表面的组分，举例而言，在粘合剂结合的情况下，忽略所使用的粘合剂)。
优选地，待结合在一起的各绝缘层(31)具有相同的尺寸和/或相同的化学组成。然而，也可能的是任选地将具有不同尺寸和/或不同化学组成的绝缘层(31)结合在一起。举例而言，如果将三个绝缘层(31)结合在一起，三个绝缘层全部具有相同的尺寸且(举例而言)其全部包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料，则所得产物是包含三个绝缘层(31)的绝热板(3)，三个绝缘层全部包含至少一种包含组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料。
待结合在一起的绝缘层(31)可以具有任何希望的尺寸。就其长度和宽度而言，它们可以具有从厘米量级到高达数米范围的尺寸。就其第三个尺寸(厚度)而言，任何希望的尺寸在理论上都是可能的，但在实践中，绝缘层(31)的厚度优选1至500mm，更优选5至100mm，最优选5至20mm。因此，在本发明方法中制造的绝热板(3)的厚度由所使用的全部绝缘层(31)的总厚度所致。然而，举例而言，在粘合剂结合的情况下，所得绝热板(3)可能具有比所使用的绝缘层(31)各自厚度的总和增加的厚度，因为在施加至少一种粘合剂以后，每一对绝缘层(31)都形成包含至少一种第一粘合剂(311)的具有一定厚度的“层(layer)”。
在本发明中，厚度定义为z方向，其与x方向和y方向一起在直角坐标系中定义本发明的绝热板(3)(或层(31)各自)的维度。在本发明中，x方向意为绝热板(3)(或层(31)各自)的长度，且y方向意为绝热板(3)(或层(31)各自)的宽度。本发明的绝热板(3)(或层(31)各自)的长度总是大于宽度和厚度。优选地，在本发明的绝热板(3)(和层(31)各自)中，长度(x方向)大于宽度(y方向)，并且宽度又大于厚度(z方向)。
优选地，在本发明的绝热板(3)中，在至少一对绝缘层(31)结合在一起的情况下，两个绝缘层(31)的长度(x方向)分别是500至2800mm，优选1000至1500mm，它们的宽度(y方向)是500至1250mm，优选500至900mm，并且它们的厚度(z方向)是1至500，优选5至100mm，更优选5至20mm。此外，优选地，在绝热板(3)包含三个或更多个绝缘层(31)的情况下，包含在其中的每个绝缘层(31)具有上述尺寸。
本发明的绝热板(3)通过包含步骤a)和b)的步骤制造：
a)提供至少两个绝缘层(31)，其中所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含至少一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料包含至少以下组分(a1)至(a3)
(a1)至少一种二氧化硅气凝胶，
(a2)至少一种聚合物泡沫，和
(a3)至少一种阻燃剂，以及
b)将所述至少两个绝缘层(31)结合在一起，优选通过至少一种粘合剂和/或通过机械固定结合，以获得所述绝热板(3)。
因此，本发明还提供用于制造绝热板(3)的方法，包括步骤a)和b)
a)提供至少两个绝缘层(31)，其中所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含至少一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料包含至少以下组分(a1)至(a3)：
(a1)至少一种二氧化硅气凝胶，
(a2)至少一种聚合物泡沫，和
(a3)至少一种阻燃剂，以及
b)将所述至少两个绝缘层(31)结合在一起，优选通过至少一种第一粘合剂(311)和/或通过机械固定(7)结合，以获得所述绝热板(3)。
在所述至少两个绝缘层(31)通过机械固定(7)结合在一起的情况下，它们优选通过缝合、夹钳、铆钉、销钉和/或钉子结合在一起。
在通过至少一种第一粘合剂(311)将至少两个绝缘层(31)结合在一起的情况下，所述至少一种第一粘合剂(311)选自由无机粘合剂、有机粘合剂和无机-有机混合粘合剂所组成的群组。
在本发明的上下文中，术语“至少一种第一粘合剂(311)”理解为意指确切地一种第一粘合剂(311)以及两种或更多种第一粘合剂(311)。在优选的实施方案中，所述至少两个绝缘层(31)通过一种第一粘合剂(311)结合在一起。
然而，也可能通过至少一种第一粘合剂(311)并且通过机械固定(7)将所述至少两个绝缘层(31)结合在一起。
无机粘合剂优选地包含选自由水玻璃、硅酸盐、石灰、石膏、水泥和无水石膏所组成的群组的至少一种组分。有机粘合剂优选地包含选自由基于聚氨酯的单组分或双组分粘合剂、不饱和聚酯、环氧化物、(甲基)丙烯酸酯和硅树脂所组成的群组的至少一种组分。无机-有机混合粘合剂优选地包含填充有无机化合物的有机粘合剂。
在优选的实施方案中，所述至少一种第一粘合剂(311)是基于聚氨酯的单组分或双组分粘合剂，其热值为<40MJ/kg，任选地填充有无机化合物。
无机、有机和无机-有机混合粘合剂可以使用各种技术施加，例如，通过喷涂、辊涂或刷涂粘合剂或其组分。任选地，粘合剂可作为喷洒的粘合剂泡沫、发泡粘合剂或作为泡沫粘合剂施加。
在通过至少一种第一粘合剂(311)将所述至少两个绝缘层(31)结合在一起的情况下，所述至少一种第一粘合剂(311)优选以0.01至10mm的厚度，更优选以0.01至5mm的厚度，且最优选以0.05至2mm的厚度施加在至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层的至少一个表面。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种第一粘合剂(311)以10至500g/m2的每平方米重量，优选以50至250g/m2的每平方米重量施加在所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层的至少一个表面。
优选地，对于每对待结合的绝缘层(31)，将所述至少一种第一粘合剂(311)仅施加至待结合的两个起始绝缘层(31)的一个表面。例如，可将所述至少一种第一粘合剂(311)以大面积施加至绝缘层(31)的相应表面。第一粘合剂(311)可通过一般方法施加，例如，通过刷涂、喷涂、辊涂、橡胶刮涂或打印。优选地，所述至少一种第一粘合剂(311)仅施加至待结合的起始绝缘层(31)(每对绝缘层(31))的一个表面，而待结合的第二表面上不施加第一粘合剂(311)。
在一个优选的实施方案中，所述至少一种第一粘合剂(311)在绝缘层(31)的表面的一个方向上均匀地施加。
在本发明的另一个优选的实施方案中，所述至少一种第一粘合剂(311)以结构化的方式，优选以点状的、线性的或类网格状的，更优选类网格状的方式施加至绝缘层(31)的至少一个表面。
本发明的这一实施方案也称为结构化结合(structured bonding)。用所述至少一种第一粘合剂(311)进行结构化结合可通过任何结构或结构形式实现。所述至少一种第一粘合剂(311)可优选地以结构化方式施加至20％至80％，更优选40％至80％，最优选50％至75％的绝缘层(31)的各表面。
绝缘层(31)
绝缘层本身原则上是本领域技术人员已知的。绝缘层可包括，例如，挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫、聚氨酯泡沫、酚树脂泡沫、木纤维、纤维素纤维、软木、硅酸钙、石膏、矿物质泡沫、玻璃泡沫、矿棉、岩棉、玻璃棉、玻璃纤维、纤维玻璃和气凝胶。
在本发明的绝热板(3)中，所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料。
在本发明的上下文中，术语“所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层”理解为意指确切的一个绝缘层(31)以及两个或更多个绝缘层(31)。在优选的实施方案中，所述至少两个绝缘层(31)中的每个绝缘层包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料。
在另一优选的实施方案中，所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层基本上由至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料组成。
在本发明的上下文中，术语“基本上由至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料组成”理解为意指，所述至少两个绝缘层(31)中的至少一个绝缘层包含按重量计至少99.5％，优选按重量计至少99.9％的至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料。在更优选的实施方案中，所述至少两个绝缘层(31)中的每个绝缘层基本上由至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料组成。
然而，也可能所述至少两个绝缘层(31)中仅一个绝缘层包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料，并且所述至少两个绝缘层(31)中的其他绝缘层不包含所述至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料，而是包含选自由挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫、聚氨酯泡沫、酚树脂泡沫、木纤维、纤维素纤维、软木、硅酸钙、石膏、矿物质泡沫、玻璃泡沫、矿棉、岩棉、玻璃棉、玻璃纤维和气凝胶所组成的群组的至少一种不同材料。也可能两个或更多个绝缘层(31)包含至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料，并且所述至少两个绝缘层(31)中的其他绝缘层不包含所述至少一种气凝胶复合材料，而是包含选自由挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫、聚氨酯泡沫、酚树脂泡沫、木纤维、纤维素纤维、软木、硅酸钙、石膏、矿物质泡沫、玻璃泡沫、矿棉、岩棉、玻璃棉、玻璃纤维和气凝胶所组成的群组的至少一种不同材料。
在本发明的上下文中，术语“至少一种气凝胶复合材料”理解为意指确切的一种气凝胶复合材料以及两种或更多种气凝胶复合材料的混合物。在优选的实施方案中，所述至少两个绝缘层(31)中的每个绝缘层包含一种气凝胶复合材料。
再者，在本发明的上下文中，术语“至少一种不同材料”理解为意指确切的一种不同材料以及两种或更多种不同材料的混合物。在优选的实施方案中，每个不包含所述至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料的绝缘层(31)包含一种不同材料。在更优选的实施方案中，每个不包含所述至少一种包含至少组分(a1)至(a3)的气凝胶复合材料的绝缘层(31)基本上由一种不同材料组成。
气凝胶复合材料
所述至少一种气凝胶复合材料包含至少以下组分(a1)至(a3)：
(a1)至少一种二氧化硅气凝胶，
(a2)至少一种聚合物泡沫，和
(a3)至少一种阻燃剂。
所述至少一种气凝胶复合材料可包含任何所希望的量的所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)。
优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计至少10％，更优选按重量计至少20％，且最优选按重量计至少30％的组分(a1)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
同样，所述至少一种气凝胶复合材料优选地包含按重量计不超过94％，更优选按重量计不超过80％，且最优选按重量计不超过70％的组分(a1)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计10％至94％，优选按重量计20％至80％，且更优选按重量计30％至70％的组分(a1)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计至少1％，且更优选按重量计至少3％的组分(a2)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
同样，所述至少一种气凝胶复合材料优选地包含按重量计不超过20％，更优选按重量计不超过15％，且最优选按重量计不超过10％的组分(a2)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计1％至20％，优选按重量计1％至15％，且更优选按重量计3％至10％的组分(a2)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计至少5％，更优选按重量计至少19％，且最优选按重量计至少27％的组分(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
同样，所述至少一种气凝胶复合材料优选地包含按重量计不超过70％，更优选按重量计不超过65％，且最优选按重量计不超过60％的组分(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计5％至70％，优选按重量计19％至65％，且更优选按重量计27％至60％的组分(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
因此，优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计10％至94％范围内的所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、按重量计1％至20％范围内的所述至少一种聚合物泡沫(a2)和按重量计5％至70％范围内的所述至少一种阻燃剂(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
特别优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计20％至80％范围内的所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、按重量计1％至15％范围内的所述至少一种聚合物泡沫(a2)和按重量计19％至65％范围内的所述至少一种阻燃剂(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
最优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含按重量计30％至70％范围内的所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、按重量计3％至10％范围内的所述至少一种聚合物泡沫(a2)和按重量计27％至60％范围内的所述至少一种阻燃剂(a3)，在每种情况下，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)的重量百分比的总和，优选地基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量。
因此，所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和至少一种阻燃剂(a3)的按重量计的％值典型总和是100％。
所述至少一种气凝胶复合材料除了包含所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)之外，可进一步包含至少一种红外线吸收或反射遮光剂。
在本发明的上下文中，“至少一种红外线吸收或反射遮光剂”理解为意指确切的一种红外线吸收或反射遮光剂或者两种或更多种红外线吸收或反射遮光剂的混合物。
所述至少一种气凝胶复合材料可包含，例如，基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量，按重量计0.1％至10％范围内的所述至少一种红外线吸收或反射遮光剂。优选地，所述至少一种气凝胶复合材料包含，基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量，按重量计1％至5％的所述至少一种红外线吸收或反射遮光剂。
应了解，当所述至少一种气凝胶复合材料包含至少一种红外线吸收或反射遮光剂时，存在于所述至少一种气凝胶复合材料中的所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)的按重量计的％值相对应地减少，使得所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)、所述至少一种阻燃剂(a3)和所述至少一种红外线吸收或反射遮光剂的按重量计的％值的总和是100％。
合适的红外线吸收或反射遮光剂本身是本领域技术人员已知的。红外线吸收或反射遮光剂优选地选自由炭黑、石墨、碳化硼、金属氧化物和金属碳化物组成的群组，更优选地选自金属氧化物。
合适的金属氧化物的示例是氧化钛、氧化铁和氧化锰。
所述至少一种气凝胶复合材料具有0.10至0.40g/cm3，更优选0.15至0.25g/cm3的密度，根据ASTM C167测定。
再者，所述至少一种气凝胶复合材料具有优选地≤0.030W/(mK)的热导率λ，更优选地≤0.020W/(mK)的λ，根据DIN EN 12667:2001-05测定。
所述至少一种气凝胶复合材料可具有疏水性质。在进一步优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料具有，基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量，按重量计≤20％，优选按重量计≤10％，更优选按重量计≤5％，最优选按重量计≤1％的液态水吸收。液态水吸收是气凝胶或气凝胶复合材料的疏水性的一种表示。在本发明的上下文中，术语“液态水吸收(liquid water uptake)”是指气凝胶或气凝胶复合材料吸收或者以其他方式保留液态水的潜力。液态水吸收可以表示为当在某些测量条件下暴露于液态水时被气凝胶或气凝胶复合材料吸收或以其他方式保留的水的百分比(按重量计或按体积计)。气凝胶或气凝胶复合材料的液态水吸收可通过本领域中已知的方法测定，包括但不限于DIN EN12087:2013-06，方法2。相对于参考气凝胶或气凝胶复合材料，其液体水吸收相对于另一种气凝胶或气凝胶复合材料改善的气凝胶或气凝胶复合材料将具有较低的液体水吸收/保留百分比。
在另一个优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料优选地具有≤3.0MJ/kg的燃烧热，根据EN ISO 1716:2010-11测定。
其进一步优选地具有≤50℃的炉膛温升、≤50％的质量损失和≤20s的有焰时间，根据ISO 1182:2010测定。
在尤其优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料具有按重量计≤10％的液态水吸收、≤0.020W/(mK)的热导率λ和≤3.0MJ/kg的燃烧热。
二氧化硅气凝胶(a1)
所述至少一种气凝胶复合材料包含至少一种二氧化硅气凝胶(a1)。
术语“至少一种二氧化硅气凝胶”、“二氧化硅气凝胶”和“组分(a1)”在本发明的上下文中同义地使用并且具有相同的意义。此外，在本发明的上下文中，术语“至少一种二氧化硅气凝胶”理解为意指确切地一种二氧化硅气凝胶和两种或更多种二氧化硅气凝胶的混合物。在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含一种二氧化硅气凝胶。
二氧化硅气凝胶原则上是本领域技术人员所已知的。它们一般通过溶胶-凝胶方法由凝胶前体制备。
合适的凝胶前体的示例是金属硅酸盐诸如硅酸钠和硅酸钾，以及烷氧基硅烷诸如四甲氧基硅烷(TMOS)和四乙氧基硅烷(TEOS)。
然而，使用包含至少一种疏水性基团的凝胶前体，以赋予或改善所得二氧化硅气凝胶的某些性质，诸如稳定性和疏水性也是可能的。对技术人员而言清楚的是，通过使用包含至少一种疏水性基团的凝胶前体，所得二氧化硅气凝胶也包含与至少一个硅原子结合的至少一种疏水性基团。
合适的包含至少一种疏水性基团的凝胶前体是烷基硅烷和芳基硅烷，诸如三甲基甲氧基硅烷(TMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷(DMDS)、甲基三乙氧基硅烷(MTES)、乙基三乙氧基硅烷(ETES)、二乙基二乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷(PhTES)。
在优选的实施方案中，二氧化硅气凝胶由包含含有至少一种疏水性基团的凝胶前体和选自四甲氧基硅烷(TMOS)和四乙氧基硅烷(TEOS)的凝胶前体的混合物制备。
然而，用疏水剂处理凝胶以赋予或改善所得二氧化硅气凝胶的稳定性和/或疏水性也是可能的。疏水处理可以通过将凝胶浸没在包含疏水化剂和溶剂的混合物中来执行，其中所述疏水化剂是可溶的，并且其也可与湿凝胶中的凝胶溶剂互溶。合适的溶剂是，例如，甲醇、乙醇、异丙醇、二甲苯、甲苯、苯、二甲基甲酰胺和己烷。然而，液体或气体形式的疏水化剂也可以直接与凝胶接触以赋予疏水性。
疏水化剂(hydrophobizing agents)的示例包括但不限于三甲基氯硅烷(TMCS)、三乙基氯硅烷(TECS)、三苯基氯硅烷(TPCS)、二甲基氯硅烷(DMCS)、二甲基二氯硅烷(DMDCS)或通常烷基或芳基烷氧基硅烷或烷基二硅氮烷或烷基二硅氧烷，诸如六甲基二硅氮烷或六甲基二硅氧烷。
在优选的实施方案中，所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)包含，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)的总重量，按重量计1％至25％范围内，优选按重量计1％至10％范围内的至少一种疏水性基团，其中所述至少一种疏水性基团与至少一个硅原子结合。
所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)可以是块状气凝胶、颗粒状气凝胶或其组合。在本发明的上下文中，术语“块状(monolithic)”意为大多数(按重量计)的气凝胶是一致互连的气凝胶纳米结构的形式。块状气凝胶可以最初形成为具有一致互连的凝胶或气凝胶纳米结构，但随后可以破碎、断裂或碎片化为不一致的气凝胶纳米结构。块状气凝胶不同于颗粒状气凝胶。在本发明的上下文中，术语“颗粒状(particulate)”意为大多数(按重量计)的气凝胶是颗粒状、颗粒、粒子、珠或粉末的形式，其可组合或压实在一起，但其缺乏个体颗粒之间的互连气凝胶纳米结构。
聚合物泡沫(a2)
所述至少一种气凝胶复合材料包含至少一种聚合物泡沫(a2)。
术语“至少一种聚合物泡沫”、“聚合物泡沫”和“组分(a2)”在本发明的上下文中同义地使用并且具有相同的意义。此外，在本发明的上下文中，术语“至少一种聚合物泡沫”理解为意指确切地一种聚合物泡沫和两种或更多种聚合物泡沫的混合物。在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含一种聚合物泡沫。
聚合物泡沫原则上是本领域技术人员所已知的。
聚合物泡沫可以是开孔聚合物泡沫或闭孔(closed-cell)聚合物泡沫。包含在所述至少一种气凝胶复合材料中的所述至少一种聚合物泡沫(a2)优选是开孔聚合物泡沫。
在本发明的上下文中，术语“开孔聚合物泡沫(open-cell polymer foam)”理解为意指一种聚合物泡沫，其包括多个具有空腔的密集孔(cell)，所述空腔填充有例如空气和/或另一种气体，所述空腔通过各个孔的壁上的开口互连。
其空腔通过各个孔的壁上的开口互连的孔也称为“开孔(open cells)”。开孔聚合物泡沫，优选具有可润湿孔壁的开孔聚合物泡沫，一般能够通过毛细作用吸收液体。开孔聚合物泡沫包含超过50％开孔(基于所述开孔聚合物泡沫中的孔总数)。因此，开孔聚合物泡沫中也可以存在闭孔。
在本发明的上下文中，“闭孔(closed cells)”是其空腔不通过各个孔壁上的开口互连的孔。在本发明中，开孔聚合物泡沫总是包含多于闭孔的开孔(基于孔的总数)。
优选地，开孔聚合物泡沫包含，基于开孔聚合物泡沫中的孔的总数，至少60％，优选至少80％，更优选至少90％的开孔。
“闭孔聚合物泡沫(closed-cell polymer foam)”包含超过50％闭孔(基于所述闭孔聚合物泡沫中的孔总数)。结果，闭孔聚合物泡沫中也可以包含开孔。在本发明的上下文中，闭孔聚合物泡沫总是包含多于开孔的闭孔(基于孔的总数)。
优选地，闭孔聚合物泡沫包含，基于闭孔聚合物泡沫中的孔的总数，至少80％，优选至少90％，更优选至少95％的闭孔。
这样的开孔或闭孔聚合物泡沫以及它们的制造方法是本领域技术人员已知的。它们可以通过，例如，发泡方法来制造，其中，在第一步中，一般将气体吹入合适的液体中，优选熔融聚合物或聚合物浸提物中，或者通过在气体环境中剧烈搅打、摇动、喷射或搅拌液体来实现泡沫形成。此后，液体一般在第二步中固化以获得开孔或闭孔聚合物泡沫。结果是(主要)开孔聚合物泡沫还是闭孔聚合物泡沫取决于液体的体积、机械条件、压力和温度等。
聚合物泡沫也可以是热塑性或热固性聚合物泡沫。在本发明的上下文中，开孔热固性聚合物泡沫是优选的。在更优选的实施方案中，包含在所述至少一种气凝胶复合材料中的所述至少一种聚合物泡沫(a2)是基于三聚氰胺的开孔泡沫或基于聚氨酯的开孔泡沫，优选基于三聚氰胺的开孔泡沫。
进一步优选地，包含在所述至少一种气凝胶复合材料中的所述至少一种聚合物泡沫(a2)具有0.002至0.025g/cm3，优选0.005至0.015g/cm3的密度，根据EN ISO 845:2009-10测定。
阻燃剂(a3)
所述至少一种气凝胶复合材料包含至少一种阻燃剂。
术语“至少一种阻燃剂”、“阻燃剂”和“组分(a3)”在本发明的上下文中同义地使用并且具有相同的意义。此外，在本发明的上下文中，术语“至少一种阻燃剂”理解为意指确切地一种阻燃剂和两种或更多种阻燃剂的混合物。在优选的实施方案中，所述至少一种气凝胶复合材料包含两种或更多种阻燃剂的混合物。
阻燃剂原则上是本领域技术人员所已知的。
在本发明的上下文中，所述至少一种阻燃剂优选地选自无机化合物，更优选地选自由粘土矿物质、低熔点玻璃、金属氧化物、金属氧化物氢氧化物、金属氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐所组成的群组，最优选地选自粘土矿物质、金属氧化物、金属氧化物氢氧化物和金属氢氧化物。
合适的粘土矿物质是，例如，硅酸铝粘土、层状硅酸盐粘土、高岭石、埃洛石(halloysite)、安德石(endellite)、云母、水铝石、三水铝石、蒙脱石(montmorillonite)、贝得石、叶蜡石、绿脱石、漂云母(bravaisite)、蒙皂石(smectite)、晶蛭石、累托石、绿鳞石、绿坡缕石、绿蛋白石、铬膨润石、水铝英石、变色柱石(racewinite)、氯黄晶、禾乐石(severite)、铬铝英石、微光高岭土、水磨土和斜方岭石。
合适的低熔点玻璃是，例如，玻璃珠。
合适的金属氧化物是，例如，氧化镁和氧化钛。
合适的金属氢氧化物是，例如，氢氧化镁和氢氧化铝。
所述至少一种气凝胶复合材料是，例如，通过包含以下连续步骤a)至d)的方法所制造的
a)在其中放置至少一种聚合物泡沫(a2)的反应器中，浇铸包含至少一种凝胶前体、至少一种溶剂和至少一种阻燃剂(a3)的溶胶，其中所述至少一种凝胶前体是用于制备至少一种气凝胶(a1)的凝胶前体，
b)使所述至少一种凝胶前体在所述至少一种聚合物泡沫(a2)中胶凝，以获得至少一种水凝胶，其中所述至少一种水凝胶包含胶凝的至少一种凝胶前体、所述至少一种溶剂和所述至少一种阻燃剂(a3)，
c)干燥步骤b)中获得的所述至少一种水凝胶以将所述至少一种溶剂从所述至少一种水凝胶中去除并且获得所述至少一种气凝胶复合材料，其包含所述至少一种气凝胶(a1)、所述至少一种聚合物泡沫(a2)和所述至少一种阻燃剂(a3)，以及
d)将步骤c)中获得的所述至少一种气凝胶复合材料从反应器中移除。
然而，所述至少一种阻燃剂(a3)可以在用于制造所述至少一种气凝胶复合材料的方法的任何阶段添加。例如，它也可以在步骤a)、b)、c)或d)期间添加，或在步骤a)与b)之间、步骤b)与c)之间或步骤c)与d)之间添加，或在步骤d)之后添加。
在优选的实施方案中，所述至少一种阻燃剂(a3)嵌入所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)中。
绝热系统
本发明还提供一种绝热系统，其包含本发明的绝热板(3)和固定层(2)，其中所述固定层(2)将绝热板(3)贴附在建筑墙体(1)上。
在本发明的上下文中，术语“固定层(fixing layer)”和“层(2)”同义地使用并且具有相同意义。建筑墙体(1)可以是外部和/或内部建筑墙体(1)、地板、屋顶和/或天花板。
对技术人员而言清楚的是，固定层(2)将绝热板(3)贴附在建筑墙体(1)上，使得在绝热系统中，在建筑墙体(1)与绝热板(3)之间存在固定层(2)。
固定层(2)优选地包含选自由无机粘合剂和有机粘合剂所组成的群组的至少一种第二粘合剂(312)，更优选地由选自由无机粘合剂和有机粘合剂所组成的群组的至少一种粘合剂组成，最优选地，固定层(2)由砂浆组成。合适的砂浆可以，例如，购自Knauf，商品名为Knauf SM 300或SM 700。
可能是所述至少一种第二粘合剂(312)与所述至少一种第一粘合剂(311)相同。然而，也可能是所述至少一种第二粘合剂(312)与所述至少一种第一粘合剂(311)不同。
在优选的实施方案中，固定层(2)具有0.5至30mm，优选1至10mm的厚度。还优选地，固定层(2)的厚度大于所述至少一种第一粘合剂(311)以其施加至绝热板(3)中所述至少两个绝缘层(31)中至少一个绝缘层的至少一个表面的厚度。
绝热系统优选地进一步包含上层(4)，其结合至绝热板(3)，使得在绝热系统中，在固定层(2)与上层(4)之间存在绝热板(3)。
在本发明的上下文中，术语“上层(upper layer)”和“层(4)”同义地使用并且具有相同意义。
优选地，上层(4)包含选自由无机粘合剂和有机粘合剂所组成的群组的至少一种第三粘合剂(313)，以及任选的至少一种增强材料，所述至少一种增强材料选自由网、纤维、羊毛和织物所组成的群组，优选地选自网和纤维。
合适的无机粘合剂是底泥和砂浆。合适的有机粘合剂是基于聚合物的粘合剂。优选地，上层(4)包含砂浆。
可能是所述至少一种第三粘合剂(313)与所述至少一种第一粘合剂(311)和/或所述至少一种第二粘合剂(313)相同。然而，也可能是所述至少一种第三粘合剂(312)与所述至少一种第一粘合剂(311)和/或所述至少一种第二粘合剂(313)不同。
上层(4)优选地具有0.5至30mm，更优选1至10mm的厚度。对技术人员而言清楚的是，还优选地，上层(4)的厚度大于所述至少一种第一粘合剂(311)以其施加至绝热板(3)中所述至少两个绝缘层(31)中至少一个绝缘层的至少一个表面的厚度。
对技术人员而言清楚的是，上层(4)通过包含在上层(4)中的所述至少一种第三粘合剂(313)贴附在绝热板(3)上。
在进一步优选的实施方案中，绝热系统还包含结合至上层(4)的修整层(5)。
在本发明的上下文中，术语“修整层(finishing layer)”和“层(5)”同义地使用并且具有相同意义。
对技术人员而言清楚的是，修整层(5)结合至上层(4)，使得在绝热系统中，在修整层(5)与绝热板(3)之间存在上层(4)。
修整层(5)优选地包含灰泥或底泥。合适的灰泥和底泥可包含无机和/或有机组分。合适的无机组分的示例是石膏、水泥、石灰和硅酸盐；合适的有机组分的示例是聚苯乙烯和聚丙烯酸酯。
修整层(5)具有优选0.5至40mm，更优选2至20mm的厚度。
对技术人员而言清楚的是，修整层(5)通过包含在上层(4)中的所述至少一种粘合剂和/或通过包含在修整层(5)中的灰泥或底泥贴附至上层(4)。
在进一步优选的实施方案中，绝热系统还包含结合至修整层(5)的表面修整层(6)。
对技术人员而言清楚的是，表面修整层(6)结合至修整层(5)，使得在绝热系统中，在上层(4)与表面修整层(6)之间存在修整层(5)。
在本发明的上下文中，术语“表面修整层”和“层(6)”同义地使用并且具有相同意义。
表面修整层(6)优选地包含涂层、层压板、膜、箔或涂料，优选本领域技术人员众所周知的用于外部或内部墙体的涂料。涂料优选以基于无机颜料与有机粘结剂诸如丙烯酸类、乙烯类、聚氨酯、聚酯、环氧或有机硅聚合物的水性分散于或乳液的涂料形式施加。
表面修整层(6)具有优选0.001至10mm，更优选0.002至2mm的厚度。
对技术人员而言清楚的是，通过将绝热板(3)通过固定层(2)贴附在建筑墙体(1)上，还将任选地结合至绝热板(3)的层(4)、任选地结合至层(4)的层(5)和任选地结合至层(5)的层(6)任选地贴附至建筑墙体(1)，因此，将绝热系统作为整体贴附在建筑墙体(1)上。
绝热板(3)和/或绝热系统可分别通过单独的固定层(2)贴附在外部和/或内部建筑墙体(1)、地板、屋顶和/或天花板上，或者可以额外地通过机械固定，优选通过销钉、锭子、螺钉和/或导轨贴附它们。
也可能是本发明的绝热板(3)和/或本发明的绝热系统附在外部和/或内部建筑墙体(1)、地板、屋顶和/或天花板，通过固定层(2)直接贴附，或通过将本发明的绝热板(3)和/或本发明的绝热系统预安装在载体板上而间接贴附，其中载体板优选包含选自由氧化镁、硅酸钙、灰泥、石膏、木材、胶合板、木纤维、碎片、颗粒和碎屑组成的群组的至少一种组分，并且其中载体板通过固定层(2)贴附在外部和/或内部建筑墙体(1)、地板、屋顶和/或天花板上。
附图说明
在图1中，分别示意性地示出本发明的绝热板(3)的一个实施方案和本发明的绝热系统的一个实施方案：本发明的绝热板(3)包含五个绝缘层(31)，这些绝缘层通过至少一种第一粘合剂(311)结合在一起。通过固定层(2)将本发明的绝热板(3)贴附至建筑墙体(1)以获得本发明的绝热系统。上层(4)结合至绝热板(3)，使得在绝热系统中，在固定层(2)与上层(4)之间存在绝热板(3)。修整层(5)结合至上层(4)。表面修整层(6)结合至修整层(5)。
在图2中，分别示意性地示出本发明的绝热板(3)的令一个实施方案和本发明的绝热系统的令一个实施方案：本发明的绝热板(3)包含五个绝缘层(31)，这些绝缘层通过至少一种第一粘合剂(311)结合在一起。通过固定层(2)将本发明的绝热板(3)贴附至建筑墙体(1)以获得本发明的绝热系统。上层(4)结合至绝热板(3)，使得在绝热系统中，在固定层(2)与上层(4)之间存在绝热板(3)。修整层(5)结合至上层(4)。表面修整层(6)结合至修整层(5)。绝热板额外地通过机械固定(7)贴附至建筑墙体(1)。
具体实施方式
用途
因此，本发明还提供本发明的绝热板(3)或本发明的绝热系统的用途，其用于建筑物、建筑部件和/或构件的隔热，优选用于外部和/或内部建筑墙体、地板、屋顶和/或天花板的隔热，更优选地在多层外部绝热复合系统(ETICS)中、在多层外绝热立面系统(EIFS)中、在换气或幕墙立面系统中和/或在内部绝热系统中用于外部和/或内部建筑墙体、地板、屋顶和/或天花板的隔热。
例如，本发明的绝热系统在施加至外部或内部建筑墙体(1)的立面系统、薄层、面层或覆盖物后面使用，优选地在通风立面系统中，在通过承载式下部结构连接到外部建筑墙体(1)的防雨幕或覆层构件后面。在这种情况下，绝热系统任选地通过至少一种粘合剂或通过机械固定结合至墙体并且任选地配备修整性羊毛状织物、织物或其他涂层或层压板。
再者，本发明的绝热系统，例如，用于立面盒系统、填充立面面板、框架、框或镶板构造、立柱和横梁以及立柱和竖框立面、构件立面、幕墙和幕墙立面、双层立面，穿孔的、镂空的或间断的立面，带状立面、组件立面、具有集成功能的整体式立面和内立面组件，例如绿色立面、集成光伏、通风或加热立面。
本发明的绝热系统还可以在建筑和施工领域的其他广泛应用中找到有益的用途，诸如在热桥和热去耦中，例如在立面接缝、控制台和锚固件中，在卷帘或其他遮阳部件中或后面，邮箱、电缆管道、管道轴、管道和导管中，在内部或外部窗或门的侧边、框、侧柱、过梁或窗台的ETICS销钉盖(rondella)或接缝密封带中。它还可用于，例如，内部墙体的隔热，尤其是壁龛、凹室、凹槽、开口或空腔，例如散热器壁龛或窗户凹室，用于干墙施工中的隔热和绝热系统，包括例如灰泥板、墙板、石膏板、立柱和梁及框架构造、隔墙构件、，墙柱构件或衬里和衬板构件。
本发明的绝热系统还可用于例如空腔墙体和墙体之间的中空空间的隔热；屋顶的隔热，尤其是坡屋顶和平屋顶，包括倒置屋顶、保护膜屋顶、温室屋顶、通风屋顶的隔热，和椽之间、椽上或椽下的隔热，以及挡板、阁楼和侧壁的隔热；地板、活动地板、地下室地板、空心地板、管线空间、露台、阳台、天花板、地下室天花板、停车甲板天花板、拱腹的隔热；以及地板或墙体加热或冷却系统的隔热。它也可用于例如房门、大门、房门和大门填充物的隔热，包括滑动、滚轴或分段房门和大门、窗型材和框，以及建筑物和构造物中的其他空心型材，例如，作为预制隔热元件插入型材中或在连续挤塑或拉挤成形方法中作为隔热构件插入；用于防火和防火系统的隔热，以及作为此类应用中的不可燃、非燃烧构件或部件，例如防火屏障、防火带、防火锁、防火条、防火门、闸或窗帘、排烟口或屋顶穹顶；用于住宅电线管、管道、通风口和管线以及建筑服务和技术建筑设施中的系统的隔热，例如锅炉、加热器、冷热水供应、太阳能热发电、空调和空气供应系统以及冷库和冷藏室。
在建筑和施工领域之外，例如，本发明的绝热系统也可以用于其他隔热应用中，诸如家用和商用电器中，例如，冰箱、制冷机、冰柜、冷藏箱、冷藏货架和展示柜、自动售货机、烤箱中；作为例如集装箱、冷藏货柜、冷库中隔热幕帘或阻隔或分隔元件的一部分或组分；用于运输药物、疫苗、医学样品、器官、血液、饮料、食品或其他易腐货物的运输和物流集装箱和箱子的隔热中；用于电子装置、消费类电子产品和可穿戴电子产品的隔热中，例如，计算机、台式个人电脑、笔记本电脑、显示器、屏幕和监控器、移动电话和智能手机、传感器；用于服装、功能性服装、衣服和运动服的隔热中，包括体育和户外装备，例如，冷藏袋、帐篷、睡袋、鞋、运动鞋和靴、鞋底和鞋垫、外头、手套和帽子；用于轿车和车辆的隔热中，包括具有内燃机的车辆的部件的隔热，例如，动力传动系、发动机室、发动机罩、发动机封装、排气系统、催化剂系统、传动轴通道、缸体和对应的管线，例如，用于染料、液化气体、处理排放气体的介质例如尿素溶液的缸体和对应的管线；具有混合驱动或电气驱动系统的车辆部件的隔热，例如，以下部件之间的隔热防护：电池单元、电池模组与外壳、动力电子设备、电机、燃料电池、缸体和对应的管线，例如用于介质如氢的缸体和对应的管线，以及座舱与车体之间的隔热，例如，顶篷、车顶内衬、车底、车门、饰件、防火墙、后壁；用于商用、多用途和工程车辆和机械的隔热，例如，卡车、自卸车、罐车、沥青混凝土搅拌机、路面摊铺机、拖拉机、货车、起重机、隧道掘进机、采矿车辆和机械，包括对应的拖车、集装箱和此类车辆的结构，例如冷藏车；用于公共汽车、有轨电车、火车和对应的客车车厢、功能车厢和货车车厢内部和外部的隔热；军用和装甲车辆的内部、外部、座舱或部件的隔热；用于飞机、直升机、卫星和其他航空飞行器的内部、外部、座舱或部件的隔热；用于海洋船舶、舰船、小船或游艇的内部、外部、座舱或部件的隔热；以及用于房车、旅行房车、露营车、活动房屋的内部、外部、座舱或部件的隔热，包括升降式和弹出式屋顶。
参考实施例将本发明示例性说明如下。
实施例
表1说明在根据发明实施例E1至E3的绝热板(3)中使用的绝缘层(31)的基本参数，且表2说明在根据比较例C1至C3的绝热板(3)中使用的绝缘层(A*)的基本参数。
表1
表2
热导率λ是根据DIN EN 12667:2001-05和DIN EN 13162测定的。
每单位重量的燃烧热是根据DIN EN ISO 1716:2010-11测定的。
密度是根据DIN EN 1602:2013-05测定的。
垂直抗张强度是根据DIN EN 1607:2013-05测定的。
表3说明根据发明实施例E1至E3的绝热板(3)的组成和总体厚度；表4说明根据比较例C1至C3的绝热板的组成和总体厚度。在本发明的情况下，组成意味着不同层结合在一起的次序。
表3
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表4
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为了获得绝热系统，将根据实施例E1至E3的本发明的绝热板(3)和根据比较例C1至C3的绝热板通过灰泥(固定层(2))贴附在建筑墙体(1)上。灰泥具有5mm的厚度、0.540W/(mK)的热导率λ、1.2g/cm3的干燥状态厚度和0.5MJ/kg的燃烧热。
制造根据发明实施例E1和E3的绝热板(3)以及根据比较例C2和C3的绝热板，然后将它们贴附在建筑墙体(1)上。通过首先通过灰泥(固定层(4))将层A2贴附在建筑墙体(1)上，然后通过灰泥将其他三层A2和层A1各自结合至前一层A2，在原位制造根据发明实施例E2的绝热板(3)。
通过灰泥将绝热板贴附在建筑墙体(1)上之后，将具有增强材料(上层(4))的灰泥结合至根据发明实施例E1至E3的绝热板并且结合至根据比较例C1至C3的绝热板，使得在绝热系统中，在固定层(2)与上层(4)之间存在绝热板。上层(4)具有5mm的厚度。
在发明实施例E1和E2中，上层(4)结合至层A1；并且在发明实施例E3中，上层(4)结合至层A2。在比较例C1中，上层(4)结合至层A*1；在比较例C2中，上层(4)结合至层A*4，并且在比较例C3中，上层(4)结合至层A*3。
包含灰泥的修整层(5)结合至上层(4)。修整层(5)具有5mm的厚度。
根据发明实施例E1至E3的绝热系统和根据比较例C1至C3的绝热系统的性质显示在表5中。包含在根据发明实施例E1至E3的绝热系统和根据比较例C1至C3的绝热系统中的绝热板的性质显示在表6中。
表5.包含绝热板以及层(2)、(31)、(4)和(5)的绝热系统的性质
表6.绝热板的性质
通过所述系统单个组分各自的MJ/kg值乘以各组分的1m2表面积的重量，从所述系统的单个组分计算具体的每单位表面积和每单位重量的燃烧热。
U值和R值可参考Klaus Liersch,Normen Langner,《Bauphysik kompakt》,VerlagBauwerk BBB,4.Auflage 2011,ISBN 987-3-89932-285-9,第6章《durch ebene opake Bauteile》计算。
从表6可见，与根据比较例C1至C3的绝热板相比，根据发明实施例E1至E3的本发明的绝热板(3)显示减少的燃烧热、减少的总厚度和重量以及减少的粉尘产生，同时提供类似的总体隔热性能(U值/R值)。此外，与根据比较例C1至C3的绝热板相比，根据发明实施例E1至E3的本发明的绝热板(3)显示增加的垂直抗张强度。
本发明的绝热系统也是如此：从表5可见，与根据比较例C1至C3的绝热系统相比，根据发明实施例E1至E3的本发明的绝热系统也显示减少的燃烧热、减少的总厚度和重量以及减少的粉尘产生，同时提供类似的总体隔热性能(U值/R值)。再者，与根据比较例C1至C3的绝热系统相比，它们也显示增加的垂直抗张强度。
本发明的绝热系统可，例如，用于多层外部绝热系统(ETICS)中。

Claims (15)

1.一种绝热系统(IS)，包含至少两个绝缘层(A)，其中，所述至少两个绝缘层(A)中的至少一个绝缘层包含至少一种气凝胶复合材料，所述气凝胶复合材料包含至少以下组分(a1)至(a3)：
(a1)按重量计10％至94％的至少一种二氧化硅气凝胶，
(a2)按重量计1％至20％的至少一种聚合物泡沫，和
(a3)按重量计5％至70％的至少一种阻燃剂，
在每种情况下，基于所述至少一种气凝胶复合材料的总重量；
以及其中，所述至少两个绝缘层(A)中的至少一个绝缘层包含选自由挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫、膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫、聚氨酯泡沫、酚树脂泡沫、木纤维、纤维素纤维、软木、硅酸钙、石膏、矿物质泡沫、玻璃泡沫、矿棉、岩棉、玻璃棉、玻璃纤维、纤维玻璃和气凝胶所组成的群组的至少一种材料。
2.根据权利要求1所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种气凝胶复合材料进一步包含至少一种红外线吸收或反射遮光剂。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种阻燃剂(a3)是选自由粘土矿物质、低熔点玻璃、金属氧化物、金属氧化物氢氧化物、金属氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐所组成的群组。
4.根据权利要求3所述的绝热系统(IS)，其中所述粘土矿物质是选自由硅酸铝粘土、层状硅酸盐粘土、高岭石、埃洛石、安德石、云母、水铝石、三水铝石、蒙脱石、贝得石、叶蜡石、绿脱石、漂云母、蒙皂石、晶蛭石、累托石、绿鳞石、绿坡缕石、绿蛋白石、铬膨润石、水铝英石、变色柱石、氯黄晶、禾乐石、铬铝英石、微光高岭土、水磨土和斜方岭石所组成的群组。
5.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种聚合物泡沫(a2)包含基于三聚氰胺的开孔泡沫。
6.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种气凝胶复合材料具有0.10至0.40g/cm3，优选0.15至0.25g/cm3的密度，根据ASTM C167测定。
7.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种气凝胶复合材料具有≤0.030W/(mK)，优选≤0.020W/(mK)的热导率，根据DIN EN 12667:2001-05测定。
8.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)包含，基于所述至少一种二氧化硅气凝胶(a1)的总重量，按重量计1％至25％范围内，优选按重量计1％至10％范围内的至少一种疏水性基团，其中，所述至少一种疏水性基团与至少一个硅原子结合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，其中，所述至少两个绝缘层(A)通过粘合剂结合在一起。
10.根据权利要求9所述的绝热系统(IS)，其中，所述粘合剂是包含选自由水玻璃、硅酸盐、石灰、石膏、水泥和无水石膏所组成的群组的至少一种组分的无机粘合剂。
11.根据权利要求9所述的绝热系统(IS)，其中，所述粘合剂是包含选自由基于聚氨酯的单组分或双组分粘合剂、不饱和聚酯、环氧化物、(甲基)丙烯酸酯和硅树脂所组成的群组的至少一种组分的有机粘合剂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，进一步包含上层(B)。
13.根据权利要求12所述的绝热系统(IS)，进一步包含修整层(C)，所述修整层(C)结合至所述上层(B)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的绝热系统(IS)，用于轿车或车辆的隔热中。
15.根据权利要求14所述的绝热系统(IS)，用于车辆中电池单元之间、电池模组与外壳的隔热防护。
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