JPH04275344A - 低熱伝導度の複合フォーム - Google Patents
低熱伝導度の複合フォームInfo
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- JPH04275344A JPH04275344A JP3320164A JP32016491A JPH04275344A JP H04275344 A JPH04275344 A JP H04275344A JP 3320164 A JP3320164 A JP 3320164A JP 32016491 A JP32016491 A JP 32016491A JP H04275344 A JPH04275344 A JP H04275344A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
-
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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- C08J9/35—Composite foams, i.e. continuous macromolecular foams containing discontinuous cellular particles or fragments
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-
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- C08J2201/02—Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
- C08J2201/038—Use of an inorganic compound to impregnate, bind or coat a foam, e.g. waterglass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【従来技術】本発明はシリカエアロゲル粒子及びスチレ
ンポリマーフォームを含み低熱伝導度を特色とする新規
の複合フォームに関するものである。
ンポリマーフォームを含み低熱伝導度を特色とする新規
の複合フォームに関するものである。
【0002】ポリオレフィン及びポリウレタンを主体と
する通常の断熱材は一般に、例えばクロロフルオロカー
ボンの如き有機発泡剤を使用して製造される。フォーム
のセルに含まれる発泡剤が高い断熱容量を支配している
。この型の発泡剤はこれらが緩やかに大気中に逸散する
ので環境汚染物である。
する通常の断熱材は一般に、例えばクロロフルオロカー
ボンの如き有機発泡剤を使用して製造される。フォーム
のセルに含まれる発泡剤が高い断熱容量を支配している
。この型の発泡剤はこれらが緩やかに大気中に逸散する
ので環境汚染物である。
【0003】更にシリカエアロゲルが秀れた断熱容量を
もつことも知られている。しかしながら、製品は希望す
る形に製造されることはできない。更にそれは低い耐圧
強度しか得られず破断に対する感受性が高い。更にルー
ズなエアロゲルの積層物は徐々に後でおこる圧縮力によ
りいくらかの体積収縮が起こる傾向にある。
もつことも知られている。しかしながら、製品は希望す
る形に製造されることはできない。更にそれは低い耐圧
強度しか得られず破断に対する感受性が高い。更にルー
ズなエアロゲルの積層物は徐々に後でおこる圧縮力によ
りいくらかの体積収縮が起こる傾向にある。
【0004】欧州特許公開公報第340707号は無機
又は有機粘結剤による結合シリカエアロゲル粒子が耐圧
断熱材を形成することを提案している。しかしこれら製
品の熱伝導度は不満足である。
又は有機粘結剤による結合シリカエアロゲル粒子が耐圧
断熱材を形成することを提案している。しかしこれら製
品の熱伝導度は不満足である。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は環境に認容できない有機
発泡剤のない、高い断熱容量をもつ断熱材を開発するこ
とである。更に本発明の目的は、特に、シリカエアロゲ
ルから出発して希望する形状の断熱材を製造し、同時に
低い耐圧強度とエアロゲルの高い破断に対する感受性及
びこの物質がマトリックス中に結合することによる、低
熱伝導度を保持するエアロゲルの積層物の体積収縮を補
償することである。
発泡剤のない、高い断熱容量をもつ断熱材を開発するこ
とである。更に本発明の目的は、特に、シリカエアロゲ
ルから出発して希望する形状の断熱材を製造し、同時に
低い耐圧強度とエアロゲルの高い破断に対する感受性及
びこの物質がマトリックス中に結合することによる、低
熱伝導度を保持するエアロゲルの積層物の体積収縮を補
償することである。
【0006】
【発明の構成】発明者はこの目的がシリカエアロゲル粒
子とスチレンポリマーフォームを含む複合フォームによ
って達成されることを見出した。
子とスチレンポリマーフォームを含む複合フォームによ
って達成されることを見出した。
【0007】従って本発明は、
a)0.1乃至20mmの平均径及び0.08乃至0.
40g/cm3の密度を有するシリカエアロゲル粒子を
20乃至80容量%、 b)成分a)の粒子を取巻き、それらを相互に結合させ
、更に0.01乃至0.15g/cm3 の密度を持つ
スチレンポリマーフォームを20乃至80容量%、及び
、もし望むなら、 c)有効量の通常の添加剤、を含む低熱伝導度の複合フ
ォームを与えることである。
40g/cm3の密度を有するシリカエアロゲル粒子を
20乃至80容量%、 b)成分a)の粒子を取巻き、それらを相互に結合させ
、更に0.01乃至0.15g/cm3 の密度を持つ
スチレンポリマーフォームを20乃至80容量%、及び
、もし望むなら、 c)有効量の通常の添加剤、を含む低熱伝導度の複合フ
ォームを与えることである。
【0008】本発明は更にシリカエアロゲル粒子とスチ
レンポリマーフォーム粒子の充分に混合したものを気密
にシールしない型の中でスチレンポリマーの軟化点以上
の温度で加熱することを含むこの型の複合フォームの製
造方法を与えるものである。
レンポリマーフォーム粒子の充分に混合したものを気密
にシールしない型の中でスチレンポリマーの軟化点以上
の温度で加熱することを含むこの型の複合フォームの製
造方法を与えるものである。
【0009】この新規の複合フォームの基本的構成は平
均粒子径が0.1乃至20mm、望ましくは0.5乃至
5mm、特に1乃至4mmであるシリカエアロゲル粒子
を含むことである。
均粒子径が0.1乃至20mm、望ましくは0.5乃至
5mm、特に1乃至4mmであるシリカエアロゲル粒子
を含むことである。
【0010】シリカエアロゲル粒子は一般にビーズ又は
球の形状で、0.05乃至0.40g/cm3 、望ま
しくは0.08乃至0.35g/cm3 の密度、及び
0.04乃至0.25g/cm3 の嵩密度を持つ。そ
れらの熱伝導度λは0.020乃至0.025[W/m
・K]である。
球の形状で、0.05乃至0.40g/cm3 、望ま
しくは0.08乃至0.35g/cm3 の密度、及び
0.04乃至0.25g/cm3 の嵩密度を持つ。そ
れらの熱伝導度λは0.020乃至0.025[W/m
・K]である。
【0011】シリカエアロゲル粒子は基本的に非晶質の
SiO2 を含み、製造方法に依存する微量の水及び少
量の有機化合物を含む(10%迄)。これらはシリカヒ
ドロゲルを経て水ガラス溶液から溶媒交換及び乾燥によ
り通常の方法で製造される。
SiO2 を含み、製造方法に依存する微量の水及び少
量の有機化合物を含む(10%迄)。これらはシリカヒ
ドロゲルを経て水ガラス溶液から溶媒交換及び乾燥によ
り通常の方法で製造される。
【0012】ビーズ形状はゲル化する珪酸ゾルを特別に
設計されたノズルから急速に噴霧し空気中で霧滴をゲル
化させることにより製造される。更にこの方法の詳細は
ドイツ特許公開公報第2103243号によって与えら
れる。ヒドロゲル水分をSiO2 に化学的に不活性な
他を液体に置き換えることは米国特許明細書第2093
454号、米国特許明細書第3977993号及び特開
昭53−025295号などに記載されており、更にリ
オゲルの乾燥は米国特許明細書第2093454号、米
国特許明細書第2249767号、フランス特許公開公
報第130417号、米国特許明細書第3672833
号、欧州特許公開公報第0018955号、米国特許明
細書第4327065号、欧州特許公開公報第0067
741号、ドイツ特許公開公報第3429671号、欧
州特許公開公報第0186149号及び米国特許明細書
第4610863号などに記載されている。臨界超過の
乾燥に使用されるゲル液はドライメタノールが有利であ
り、それは得られるエアロゲルが約5%の有機炭素含有
量である疎水性であることを意味している。
設計されたノズルから急速に噴霧し空気中で霧滴をゲル
化させることにより製造される。更にこの方法の詳細は
ドイツ特許公開公報第2103243号によって与えら
れる。ヒドロゲル水分をSiO2 に化学的に不活性な
他を液体に置き換えることは米国特許明細書第2093
454号、米国特許明細書第3977993号及び特開
昭53−025295号などに記載されており、更にリ
オゲルの乾燥は米国特許明細書第2093454号、米
国特許明細書第2249767号、フランス特許公開公
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細書第4327065号、欧州特許公開公報第0067
741号、ドイツ特許公開公報第3429671号、欧
州特許公開公報第0186149号及び米国特許明細書
第4610863号などに記載されている。臨界超過の
乾燥に使用されるゲル液はドライメタノールが有利であ
り、それは得られるエアロゲルが約5%の有機炭素含有
量である疎水性であることを意味している。
【0013】この新規の複合フォームに於いて、シリカ
エアロゲル粒子は0.01乃至0.15g/cm3 、
望ましくは0.015乃至0.09g/cm3 、特に
0.02乃至0.07g/cm3 の密度を持つスチレ
ンポリマーフォームによって互いに結合される。
エアロゲル粒子は0.01乃至0.15g/cm3 、
望ましくは0.015乃至0.09g/cm3 、特に
0.02乃至0.07g/cm3 の密度を持つスチレ
ンポリマーフォームによって互いに結合される。
【0014】本発明の目的のためのスチレンポリマーは
ポリスチレン及び共重合されたスチレンを少なくとも5
0重量%、望ましくは少なくとも80重量%含有するス
チレン共重合体である。適当なコモノマーの例はα−メ
チルスチレン、環−ハロゲン化されたスチレン、環−ア
ルキル化されたスチレン、アクリロニトリル、(メタ)
アクリル酸の1乃至8の炭素原子を持つアルコールとの
エステル、ビニルカルバゾールのようなN−ビニル化合
物、無水マレイン酸又はそれらの代わりとしてブタジエ
ン、ジビニルベンゼン或いはブタンジオールジアクリレ
ートのような重合可能な二重結合を持つ少量の化合物が
ある。
ポリスチレン及び共重合されたスチレンを少なくとも5
0重量%、望ましくは少なくとも80重量%含有するス
チレン共重合体である。適当なコモノマーの例はα−メ
チルスチレン、環−ハロゲン化されたスチレン、環−ア
ルキル化されたスチレン、アクリロニトリル、(メタ)
アクリル酸の1乃至8の炭素原子を持つアルコールとの
エステル、ビニルカルバゾールのようなN−ビニル化合
物、無水マレイン酸又はそれらの代わりとしてブタジエ
ン、ジビニルベンゼン或いはブタンジオールジアクリレ
ートのような重合可能な二重結合を持つ少量の化合物が
ある。
【0015】新規の複合フォームは更に染料、顔料、充
填剤、防炎剤、防炎剤のための協力剤、帯電防止剤、安
定剤、潤滑剤、乳化剤及び類似のもののような通常の添
加剤を有効量を含むことができる。添加剤はエアロゲル
及びフォームの両相中で存在してもよい。
填剤、防炎剤、防炎剤のための協力剤、帯電防止剤、安
定剤、潤滑剤、乳化剤及び類似のもののような通常の添
加剤を有効量を含むことができる。添加剤はエアロゲル
及びフォームの両相中で存在してもよい。
【0016】複合フォームはシリカエアロゲル粒子とス
チレンポリマーフォーム粒子の充分に混合した混合物を
気密にシールしない型の中でスチレンポリマーの軟化点
以上の温度で加熱することによって製造されるのが都合
がよい。粒子径が0.2乃至5mm、有利なのは0.2
5乃至4mm、特に0.3乃至3mmであるフォーム粒
子が有利に使用される。特に高い成型性及び溶接性はフ
ォーム粒子の幾らかがエアロゲル粒子材料の内部の結合
空隙より小さいときに得られる。
チレンポリマーフォーム粒子の充分に混合した混合物を
気密にシールしない型の中でスチレンポリマーの軟化点
以上の温度で加熱することによって製造されるのが都合
がよい。粒子径が0.2乃至5mm、有利なのは0.2
5乃至4mm、特に0.3乃至3mmであるフォーム粒
子が有利に使用される。特に高い成型性及び溶接性はフ
ォーム粒子の幾らかがエアロゲル粒子材料の内部の結合
空隙より小さいときに得られる。
【0017】加熱に際して、スチーム又は加熱空気によ
って行うのが有利で、スチレンポリマーは軟化し、フォ
ーム粒子は膨張し、この圧力がフォーム内部の結合空隙
を充分に満たす原因となり、フォームがエアロゲル粒子
を取巻き強固な複合物を造ることになる。冷却後複合フ
ォーム成型物は型から取外され、必要なら乾燥される。 ブロックモールドで造られた成型物は適当な切断装置を
用いてシートに切断されることができる。
って行うのが有利で、スチレンポリマーは軟化し、フォ
ーム粒子は膨張し、この圧力がフォーム内部の結合空隙
を充分に満たす原因となり、フォームがエアロゲル粒子
を取巻き強固な複合物を造ることになる。冷却後複合フ
ォーム成型物は型から取外され、必要なら乾燥される。 ブロックモールドで造られた成型物は適当な切断装置を
用いてシートに切断されることができる。
【0018】
【実施例】膨張ポリスチレンの微粉と疎水のシリカエア
ロゲル粒子は表に示す容積量で充分に混合され、通常の
ポリスチレンフォーム成型物のように気密にシールしな
い型の中に導入される。型に急激にスチームを(1バー
ル、100℃)15秒間流す。10分後成型物は取外さ
れ、次に40℃で24時間乾燥させる。結果は表に示す
通りである。
ロゲル粒子は表に示す容積量で充分に混合され、通常の
ポリスチレンフォーム成型物のように気密にシールしな
い型の中に導入される。型に急激にスチームを(1バー
ル、100℃)15秒間流す。10分後成型物は取外さ
れ、次に40℃で24時間乾燥させる。結果は表に示す
通りである。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
Claims (1)
- 【請求項1】 a)0.1乃至20mmの平均径及び
0.08乃至0.40g/cm3 の密度を有するシリ
カエアロゲル粒子を20乃至80容量%、b)成分a)
の粒子を取巻き、それらを相互に結合させ、更に0.0
1乃至0.15g/cm3 の密度を持つスチレンポリ
マーフォームを20乃至80容量%、及び、もし望むな
ら、 c)有効量の通常の添加剤、を含む低熱伝導度の複合フ
ォーム。
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