RU2585645C2 - Высокоэффективные теплоизоляционные материалы - Google Patents
Высокоэффективные теплоизоляционные материалы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585645C2 RU2585645C2 RU2012137251/05A RU2012137251A RU2585645C2 RU 2585645 C2 RU2585645 C2 RU 2585645C2 RU 2012137251/05 A RU2012137251/05 A RU 2012137251/05A RU 2012137251 A RU2012137251 A RU 2012137251A RU 2585645 C2 RU2585645 C2 RU 2585645C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- material according
- thermal insulation
- binder
- less
- Prior art date
Links
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 title claims description 18
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 81
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 21
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 21
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 14
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- -1 potassium cations Chemical class 0.000 claims description 6
- 229940114930 potassium stearate Drugs 0.000 claims description 6
- ANBFRLKBEIFNQU-UHFFFAOYSA-M potassium;octadecanoate Chemical compound [K+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ANBFRLKBEIFNQU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 4
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 4
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N Myristic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCC(O)=O TUNFSRHWOTWDNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 2-cyanobenzohydrazide Chemical compound NNC(=O)C1=CC=CC=C1C#N TWJNQYPJQDRXPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021360 Myristic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940088990 ammonium stearate Drugs 0.000 claims description 2
- JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N azane;octadecanoic acid Chemical compound [NH4+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O JPNZKPRONVOMLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N cocamidopropyl betaine Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)NCCC[N+](C)(C)CC([O-])=O MRUAUOIMASANKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M dodecyltrimethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C XJWSAJYUBXQQDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 2
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M sodium octadecanoate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O RYYKJJJTJZKILX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229940080350 sodium stearate Drugs 0.000 claims description 2
- CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M Cetrimide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C CXRFDZFCGOPDTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M Stearyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C VBIIFPGSPJYLRR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M dodecyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C DDXLVDQZPFLQMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- CEYYIKYYFSTQRU-UHFFFAOYSA-M trimethyl(tetradecyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C CEYYIKYYFSTQRU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 12
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 25
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 229920005789 ACRONAL® acrylic binder Polymers 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 6
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 6
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000006539 C12 alkyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 4
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 4
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 4
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 description 3
- KZMWNMQETCHSTH-UHFFFAOYSA-N trimethylazanium dichloride Chemical compound [Cl-].C[NH+](C)C.[Cl-].C[NH+](C)C KZMWNMQETCHSTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004965 Silica aerogel Substances 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Chemical class 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M hexadecanoate Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical class CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 229940114926 stearate Drugs 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-n-phenylpyridine-3-carboxamide Chemical compound ClC1=NC=CC=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 MPNXSZJPSVBLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 1
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005211 alkyl trimethyl ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- SXPWTBGAZSPLHA-UHFFFAOYSA-M cetalkonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 SXPWTBGAZSPLHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960000228 cetalkonium chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003240 coconut oil Substances 0.000 description 1
- 235000019864 coconut oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 239000011507 gypsum plaster Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 229940105132 myristate Drugs 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000001181 organosilyl group Chemical group [SiH3]* 0.000 description 1
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 description 1
- KHUXNRRPPZOJPT-UHFFFAOYSA-N phenoxy radical Chemical group O=C1C=C[CH]C=C1 KHUXNRRPPZOJPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- SZEMGTQCPRNXEG-UHFFFAOYSA-M trimethyl(octadecyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C SZEMGTQCPRNXEG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GLFDLEXFOHUASB-UHFFFAOYSA-N trimethyl(tetradecyl)azanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C GLFDLEXFOHUASB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006163 vinyl copolymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0066—Use of inorganic compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/30—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by mixing gases into liquid compositions or plastisols, e.g. frothing with air
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
- E04B1/7604—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only fillings for cavity walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2205/00—Foams characterised by their properties
- C08J2205/02—Foams characterised by their properties the finished foam itself being a gel or a gel being temporarily formed when processing the foamable composition
- C08J2205/026—Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2321/00—Characterised by the use of unspecified rubbers
- C08J2321/02—Latex
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2333/00—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 only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2425/00—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
- C08J2425/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2425/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2425/08—Copolymers of styrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2433/00—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 only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
- C08J2433/04—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 only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
- C08J2433/06—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 only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C08J2433/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B2001/742—Use of special materials; Materials having special structures or shape
Abstract
Изобретение относится к теплоизоляционному материалу, который получают из смеси по меньшей мере следующих компонентов, представляющих собой: пену на водной основе, частицы аэрогеля диоксида кремния, по меньшей мере одно связующее вещество, выбранное из органического связующего вещества и неорганического связующего вещества, по меньшей мере одну соль катионного поверхностно-активного соединения и по меньшей мере одну соль анионного поверхностно-активного соединения. Технический результат - обеспечение теплоизоляционных характеристик при сохранении хороших механических свойств, в частности, в отношении стойкости к сжатию и деформируемости и низкой плотности для облегчения нагрузки, возможность придания любых требуемых форм, в частности, формовкой. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к высокоэффективному теплоизоляционному материалу, к способу его получения, а также к его использованию в области строительства для изоляции стен (наружных, а также внутренних) зданий, а также для заполнения промежутков в строительных материалах.
В настоящее время для целей соответствия техническим условиям сооружения зданий при новом строительстве и реконструкции необходимо разрабатывать новые материалы, являющиеся особенно эффективными в отношении теплоизоляции. Разработка новых материалов, отвечающих такой потребности, переживает в настоящее время беспрецедентный подъем. Однако часто необходимо, чтобы такие строительные материалы с большей изолирующей способностью сохраняли и даже улучшали свойства, требуемые для строительства зданий (жилых зданий и т.п.), в частности, в отношении облегчения нагрузки, механической прочности или, например, звукоизоляции.
С другой стороны, в настоящее время известно большое разнообразие теплоизоляционных материалов. Среди широко используемых изоляционных материалов можно упомянуть, главным образом, волокнистые изоляционные материалы на основе природных или синтетических волокон, таких как стекловата или минеральная вата, ячеистые изоляционные материалы типа вспученного или вспененного полимера, такого как вспученный или экструдированный полистирол или полиуретан, и аэрогелевые маты, то есть пластообразные аэрогели в виде полотна, образованного переплетенными волокнами, которые являются механически прочными, но которым трудно придавать определенную форму.
Аэрогели диоксида кремния представляют собой одни из наиболее эффективных изоляционных материалов. Однако их посредственные механические свойства принуждают использовать их в сочетании с усиливающим агентом. Их применение остается до настоящего времени очень слабо развитым, поскольку их использование в сочетании с традиционными изоляционными материалами (полистирол и т.п.) не позволяло получать приемлемые для эксплуатации материалы, как подчеркнуто в дальнейшем тексте. Аэрогели диоксида кремния, которые могут демонстрировать коэффициенты теплопроводности, доходящие до 12 мВт/м·K, получают из силикагеля, высушенного в особых условиях. Они могут находиться как в виде полупрозрачных гранул, которые должны быть защищены от любых манипуляций, для применения в изолирующем остеклении, так и в виде тонкодисперсного порошка и не могут быть использованы в таком виде для изготовления традиционных изоляционных изделий, таких как изоляционные панели (теплоизоляционные, звукоизоляционные и т.п.) для изоляции стен зданий.
С целью улучшения теплоизоляционных характеристик полистирола ранее было предложено изготовлять композиционные материалы, содержащие смесь полистирола и аэрогеля.
Так, например, в EP 489319 приведены примеры композиционной пены, содержащей от 27 до 47 об.% сверхкритического аэрогеля диоксида кремния в виде частиц размером 2-5 мм и от 53 до 73 об.% пены стирольного полимера. Заявленный коэффициент теплопроводности материалов составляет от 20 до 27 мВт/м·K при 10°C.
Тем не менее, эти композиционные материалы не могут быть произведены в большом количестве, необходимом для изготовления материалов в промышленном масштабе, поскольку аэрогель является хрупким и не выдерживает трения, возникающего во время смешивания с полимерными шариками. Кроме того, механическая прочность таких материалов остается недостаточной и значительно ухудшается с увеличением содержания аэрогеля.
Из US 20080287561 и WO 03097227 известно также прямое введение полимерного связующего вещества в частицы аэрогеля. Заявка US 20080287561 более предпочтительно относится к композиционным материалам из аэрогеля диоксида кремния, таким как композиционные материалы, полученные из аэрогелей, связанных с синтактическими пенами без полых микросфер (из стекла или термопластика). Эти синтактические пены получают, в частности, благодаря использованию в смеси полимера на водной основе ("water-based polymer"). Теплоизоляционные характеристики, полученные данным способом, имеют ограничения, причем образцы, полученные способом, описанным в US 20080287561, не позволяют получить коэффициенты теплопроводности менее 60 мВт/м·K.
Заявка WO 03097227 относится также к синтактическим пенам, полученным предпочтительно благодаря использованию полимерного связующего вещества на водной основе ("aqueous binder") в виде пены. В данном случае пены представляют собой синтактические пены, получаемые при использовании полых микросфер (из стекла или термопластика). Такие синтактические пены, включающие в себя упомянутые микросферы, являются очень дорогостоящими. Кроме того, в данном случае теплоизоляционные характеристики, полученные по этому способу, имеют ограничения с учетом того, что использованные микросферы ухудшают высокие теплоизоляционные характеристики, обеспечиваемые аэрогелем.
В настоящем изобретении предлагается новый тип изоляционного материала, демонстрирующий превосходные теплоизоляционные характеристики, сохраняя при этом хорошую механическую прочность и низкую плотность для облегчения нагрузки. В настоящем изобретении предлагается также инновационный материал, который легко распределяется при своем затвердевании и которому можно придавать любые требуемые формы, в частности, формовкой.
С этой целью и для смягчения недостатков предшествующего уровня техники настоящее изобретение относится к теплоизоляционному материалу, который может быть получен из смеси по меньшей мере следующих компонентов, представляющих собой пену на водной основе, частицы аэрогеля диоксида кремния, органическое и/или неорганическое связующее вещество.
Авторами неожиданным образом было найдено, что теплоизоляционные материалы, содержащие аэрогели диоксида кремния, полученные из пен на водной основе, обеспечивают получение теплоизоляционных характеристик, близких к характеристикам собственно аэрогелей, с плотностью, приемлемой для использования в качестве облегченного материала. Такой теплоизоляционный материал показывает также очень хорошие механические характеристики, в частности, в отношении стойкости к сжатию и деформируемости. Таким образом, изоляционный материал по настоящему изобретению также хорошо приемлем для использования как в качестве заполняющего материала, так и для использования на поверхности, в частности, на наружных стеновых панелях.
Аэрогели диоксида кремния, используемые в настоящем изобретении, получают из гранул покупного аэрогеля, например аэрогеля, реализуемого компанией Cabot (Nanogel® TLD 302 и т.д.). Они могут быть использованы после измельчения и просеивания или, альтернативным образом, могут быть использованы непосредственно без каких-либо преобразований. Аэрогели в общем случае получают из геля, получаемого, например, гидролизом в присутствии растворителя, каталитического гелеобразования, исходя из органического или неорганического предшественника, выпаривания или экстракции жидкости, образующей гель (например, при высокой температуре и/или под давлением), с целью замены этой жидкости газом (предпочтительно воздухом). Аэрогели могут быть получены предпочтительно в виде пены, гранул, блоков, разделяемых при необходимости.
Кроме пены на водной основе и аэрогелей диоксида кремния, смесь, предназначенная для получения теплоизоляционного материала, содержит органическое и/или неорганическое связующее вещество. Его используют, например, с целью обеспечения связывания частиц между собой и/или связывания частиц с остатком структуры материала на уровне конечного продукта. Термин "связующее вещество", используемый в следующем далее тексте, равным образом относится к неорганическому связующему веществу, органическому связующему веществу или к системе связующих веществ, принадлежащих по меньшей мере к одной из двух этих групп.
Описанный ранее теплоизоляционный материал предпочтительно может быть получен по меньшей мере из следующих компонентов, взятых в количествах, выраженных в массовом процентном отношении по отношению к общей массе смеси (смеси, используемой для получения изоляционного материала), в интервале от 25 до 75% для пены на водной основе, от 5 до 35% для частиц аэрогеля диоксида кремния и от 5 до 35% для связующего вещества.
Количество пены на водной основе варьирует преимущественно от 35 до 65% и предпочтительно от 45 до 55% и может составлять 50%.
Аналогичным образом, количество частиц аэрогеля диоксида кремния варьирует преимущественно от 17 до 25% и предпочтительно от 21 до 23% и может составлять 22%.
Аналогичным образом, количество связующего вещества варьирует преимущественно от 17 до 25% и предпочтительно от 21 до 23% и может составлять 22%.
Возможны также любые комбинации ингредиентов, взятые в интервалах указанных значений.
Термин "пена на водной основе" в смысле настоящего изобретения определяет любой тип пены, получаемой неупорядоченным распределением пузырей газа в водной фазе, в частности в мылоподобной жидкости. Такая мылоподобная жидкость содержит воду и по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество.
Пену на водной основе, используемую для получения изоляционного материала по настоящему изобретению, предпочтительно получают из смеси, содержащей:
по меньшей мере одну соль катионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы:
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 8 до 24 атомов углерода; R1 представляет собой группу, выбранную из алкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, гидроксиалкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, бензила, группы, которая совместно с атомом азота формулы (I) образует гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; R2 и R3 выбраны из групп, представляющих собой алкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, гидроксиалкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, атомы водорода, бензилы, группы, которые совместно с атомом азота формулы (I) образуют гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; X- означает противоанион;
по меньшей мере одну соль анионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы (II):
R-X-,Y+ (II),
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 10 до 24 атомов углерода; X- означает группу, несущую отрицательный заряд и выбранную из карбоксилатных, сульфатных и фосфатных групп; Y+ означает противокатион, выбранный из катионов аммония, натрия и калия.
Соотношение массового содержания соли катионного поверхностно-активного соединения и массового содержания соли анионного поверхностно-активного соединения предпочтительно варьирует от 0,05:1 до 15:1, предпочтительно от 0,2:1 до 5:1 и, возможно, от 0,4:1 до 2,5:1.
Соль катионного поверхностно-активного соединения преимущественно выбирают из солей алкилтриметиламмония, включающих в себя алкилы, содержащие от 10 до 22 атомов углерода, и предпочтительно выбирают по меньшей мере из одного из следующих соединений, представляющих собой бромид (или хлорид) додецилтриметиламмония, бромид (или хлорид) тетрадецилтриметиламмония, бромид (или хлорид) гексадецилтриметиламмония, бромид (или хлорид) октадецилтриметиламмония, бромид (или хлорид) цетилтриметиламмония, хлорид цетилбензилдиметиламмония, бромид цетилтриэтиламмония и хлорид триметиламмонийталлата.
Соль анионного поверхностно-активного соединения предпочтительно представляет собой хлорид триметиламмонийталлата.
Одну или несколько солей анионных поверхностно-активных соединений, упомянутых ранее, предпочтительно выбирают по меньшей мере из одного из следующих соединений, представляющих собой стеарат аммония, стеарат калия и стеарат натрия.
Как альтернативу или дополнение можно использовать также анионные поверхностно-активные соединения, представляющие собой соли щелочного металла с органической кислотой, включающей в себя алифатическую цепь, содержащую от 12 до 24 атомов углерода, и преимущественно соли натрия, калия или аммония (имеющего при необходимости заместители).
Группа X- общей формулы (II) может представлять собой карбоксилатную, сульфатную или сульфонатную группу. Можно упомянуть соли карбоновых кислот, содержащих от 12 до 24 атомов углерода, выбранные например, из солей, представляющих собой миристат, пальмитат, стеарат, олеат или основание, связанное с бегеновой кислотой; в частности, анионы, выбранные из производных мыла, полученных гидролизом триглицеридов (омыление). Можно упомянуть также другие карбоксилаты, такие как соединения, получаемые обработкой жирных кислот животного жира, содержащего предпочтительно пальмитат, стеарат и олеат. Могут быть использованы также другие основания, связанные с жирными кислотами, такие как, например, мыла/гели для душа, содержащие жирные кислоты, получаемые из природных источников, таких как животный жир, кокосовое масло или также пальмовое масло.
Катионные и анионные поверхностно-активные соединения предпочтительно вносят в две разные водные среды и смешивают с указанным ранее соотношением для образования пены.
Получение такой пены на водной основе описано в заявке WO 96/25475.
Пена на водной основе также может быть получена из двухупаковочных наборов, реализуемых компанией Allied Foam (позиции по каталогу 425A и 510B). Такие наборы включают в себя первую смесь на водной основе, содержащую анионное поверхностно-активное вещество, и вторую смесь на водной основе, содержащую катионное поверхностно-активное вещество и латекс.
Авторами показано, что эти пены на водной основе, содержащие катионное поверхностно-активное вещество и анионное поверхностно-активное вещество, обладают преимуществом в виде способности оставаться особенно стабильными при введении частиц аэрогеля диоксида кремния. При этом становится достаточно легко контролировать количество аэрогеля диоксида кремния, подлежащего введению в смесь для получения изоляционного материала по настоящему изобретению. Этот аспект представляется особенно интересным, поскольку он обеспечивает путь к широкой гамме различных продуктов. На практике, поскольку аэрогели диоксида кремния достаточно дороги, то представляется предпочтительным иметь возможность регулировать их содержание, чтобы иметь возможность получать более доступные по стоимости продукты без излишнего снижения термических свойств и механической прочности. Увеличение соотношения "пена/аэрогель" позволяет также получать системы, более воздухонаполненные и, следовательно, более сжимаемые в случае сочетания с собственной гибкостью материала, что требуется для некоторых случаев применения, например, для изоляции полов (предпочтительно для звукоизоляции) или для заполнения структур пористого типа. Применение стабильных пен позволяет также получать материал, который сохраняет низкую плотность, в том числе при более низком содержании аэрогеля диоксида кремния.
В рамках настоящего изобретения могут быть использованы другие пены на водной основе, например, пена Gillette Foam Regular.
Также можно использовать пены на водной основе, содержащие смесь "вода/глицерин", одно или несколько поверхностно-активных соединений (таких, как определено ранее) и одно или несколько цвиттерионных соединений. Среди цвиттерионных соединений можно упомянуть аминокислоты или их производные или также соединения, синтезированные из аминокислот. Также можно упомянуть бетаины, такие как бетаины фосфора и/или бетаины аммония.
Такие пены на водной основе предпочтительно содержат смесь от 25 до 55% глицерина (в пересчете на массовое процентное содержание по отношению к общей массе пены).
Также предпочтительно эти пены на водной основе содержат менее 5%, преимущественно менее 2% и, возможно, менее 1% поверхностно-активного вещества предпочтительно анионного типа.
Также предпочтительно эти пены на водной основе содержат менее 5%, преимущественно менее 2% и, возможно, менее 1% цвиттерионного соединения, выбранного предпочтительно из бетаинов аммония.
Также возможны любые комбинации этих различных ингредиентов, что позволяет варьировать содержание, в частности, соответственно изложенному ранее.
Такая пена на водной основе более предпочтительно содержит от 35 до 45% и в идеальном случае 40% глицерина, смешанного с додецилполиоксиэтилен-3-сульфатом в количестве менее 0,5%, кокоамидопропилбетаином в количестве менее 0,5% и с миристиновой кислотой в количестве менее 0,05%.
Возможны также любые комбинации пен, упомянутых ранее в рамках настоящего изобретения, при сочетании в смеси, предназначенной для получения теплоизоляционного материала.
Связующее вещество, используемое в композиции, используемой для получения теплоизоляционного материала по настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой органическое связующее вещество и предпочтительно латекс.
Теплоизоляционный материал по настоящему изобретению еще более предпочтительно получают из смеси, содержащей по меньшей мере одно органическое связующее вещество и по меньшей мере одно неорганическое связующее вещество. Массовое содержание органического связующего вещества преимущественно составляет менее 25% по отношению к общему массовому содержанию связующего вещества (органического и неорганического), данное содержание предпочтительно составляет менее 15%, более предпочтительно менее 10% и даже 8%.
Наиболее предпочтительно одно или несколько связующих веществ может представлять собой только неорганический материал, что обеспечивает огнестойкость изоляционного материала.
Термин "латекс" в смысле настоящего изобретения означает, в частности, латексные полимеры, традиционно используемые в строительных материалах. Среди полимеров, которые могут входить в композицию такого порошка, можно упомянуть, например, эластомерные латексы, термопластичные латексы и термореактивные латексы.
В рамках настоящего изобретения под латексом предпочтительно понимают водную эмульсию или дисперсию одного или нескольких природных или синтетических полимерных веществ, являющихся в общем случае термопластичными. Один или несколько полимеров могут быть самоэмульгирующимися, или, в противоположном случае, эмульсию или дисперсию стабилизируют посредством приемлемых поверхностно-активных веществ. Латекс, приемлемый в рамках настоящего изобретения, преимущественно имеет температуру стеклования Tg менее 50°C. В идеальном случае Tg должна находиться в интервале от - 50 до 25°C, предпочтительно в интервале от - 20 до 10°C, преимущественно в интервале от - 10 до 0°C и может составлять около -5°C. Такие диапазоны значений Tg позволяют получить жесткость, требующуюся для изоляционных материалов, наносимых на подложку при строительстве зданий, с учетом того, что полученное вещество является гибким и деформирующимся.
Предпочтительно используют полимеры с Tg, которая чуть ниже комнатной температуры, для обеспечения образования полимерной пленки, сохраняющей адекватные свойства полимера в затвердевшем материале. Предпочтительными являются также полимеры, имеющие Tg, которая не является слишком низкой, так, чтобы полимер не был очень мягким, что может сделать материал излишне гибким.
Латекс преимущественно содержит полимер, сополимер или тройной сополимер (или более сложный сополимер) винилового типа, акрилового типа и/или типа производного карбоновой кислоты. Наиболее предпочтительными являются латексы винилового типа, в частности, с боковыми сложноэфирными группами или на основе необязательно силанированного сополимера винилхлорида и олефина. Можно упомянуть, в частности, латексы на основе винилацетата, в частности, на основе гомополимера поливинилацетата или сополимера винилацетата, и, в частности, (мет)акриловой кислоты и/или ее эфира, малеинового эфира, олефина и/или винилхлорида, или на основе сополимера "винилхлорид/этилен". Другие приемлемые латексы могут быть выбраны из латексов, содержащих полимер акрилового и/или метакрилового типа, предпочтительно силанированный сополимер "акрилонитрил/акриловый эфир" или "стирол/акриловая кислота или ее эфир" (то есть сополимеризованный с мономером с ненасыщенной двойной связью, имеющим по меньшей мере одну силильную или силанольную функциональную группу).
Латекс предпочтительно может представлять собой стирол-акриловый сополимер или любой акриловый сополимер (получаемый из различных акриловых мономеров), получаемый радикальной полимеризацией в эмульсии или дисперсии. Эти латексы стабилизируют акриловой кислотой и/или акрилонитрилом. Такие полимеры реализуются компанией BASF в гамме, позиционируемой под названием Acronal®, в частности Acronal® S 400. Альтернативно или в комбинации можно использовать также любой латекс (один или несколько) из гаммы Acronal®.
Преимущественно можно использовать порошки, реализуемые компанией Hexion™, и порошки из гаммы Axilat™ UP, такие как Axilat™ UP 620 E. Axilat™ UP 620 E, а также Axilat™ UP 600 B и Axilat™ UP 820 A представляют собой тройные терполимеры винилацетата, винилверсатата и малеинового эфира.
Коэффициент теплопроводности материала по настоящему изобретению в общем случае меньше или равен 27 мВт/м·K.
Коэффициент теплопроводности материала по настоящему изобретению предпочтительно меньше или равен 25 мВт/м·K и преимущественно меньше или равен 23 мВт/м·K; особо предпочтительно он меньше или равен 20 мВт/м·K и даже меньше или равен 19 мВт/м·K.
Плотность описанных ранее теплоизоляционных материалов, получаемых по настоящему изобретению, в общем случае, менее 250 кг/м3.
Плотность описанных ранее теплоизоляционных материалов, получаемых по настоящему изобретению, как правило, меньше или равна 150 кг/м3 (в порядке сравнения, плотность блока аэрогеля составляет около 150 кг/м3). Плотность изоляционного материала по настоящему изобретению меньше или равна предпочтительно 130 кг/м3 и более предпочтительно 120 кг/м3, плотность преимущественно меньше или равна 100 кг/м3, возможно, меньше или равна 85 кг/м3 и даже меньше или равна 70 кг/м3 или, также, меньше или равна 55 кг/м3.
Также возможны любые комбинации этих диапазонов значений коэффициента теплопроводности и плотности.
Настоящее изобретение относится также к способу получения описанного ранее теплоизоляционного материала, включающего в себя стадии, состоящие в том, что:
a) получают пену на водной основе;
b) прибавляют по меньшей мере одно связующее вещество;
c) прибавляют порошок аэрогеля, перемешивая или вальцуя;
d) дают смеси высохнуть;
e) в ходе высушивания при необходимости осуществляют формование.
Альтернативным образом, связующее вещество можно прибавлять непосредственно на стадии a) во время получения пены на водной основе. Этот вариант зависит от используемого связующего вещества: в случае использования латексов в виде порошка, связующее вещество можно прибавлять после получения стабильной пены на водной основе, то есть на стадии b), в то время как в случае использования латекса в виде дисперсии/суспензии в жидкости (предпочтительно в воде), связующее вещество предпочтительно можно прибавлять на стадии a).
Стадия формования и высушивания может включать в себя операции литья или формовки упомянутой композиции в полости соответствующей формы или сечения. Термин "формовка" имеет значение в широком смысле и охватывает любой способ формования, такой как литье в открытую форму, экструзия через фильеру и разрезание экструдата и т.д. Формовка для получения поверхностного слоя при необходимости может быть осуществлена соэкструзией композиции с полимерной органической фракцией и/или гипсом.
Описанный ранее теплоизоляционный материал по настоящему изобретению может быть использован в виде, по меньшей мере, одного слоя, наносимого, например, на гипсовую штукатурку. Кроме того, такой особенно эластичный и деформирующийся изоляционный материал может быть нанесен для пропитки или распределения на холст (например, на нетканый материал и т.п.).
Предпочтительно пену на водной основе получают следующим образом:
a) осуществляют вспенивание перемешиванием смеси, содержащей катионное поверхностно-активное вещество;
b) затем прибавляют водный раствор, содержащий анионное поверхностно-активное вещество.
Авторами было найдено, что пена на водной основе, полученная таким образом, оставалась стабильной в течение всего процесса получения и даже после введения других ингредиентов (аэрогеля, наполнителей, присадок и т.п.).
Настоящее изобретение и его преимущества могут быть лучше поняты при чтении следующих далее примеров, которые приведены только для пояснения и, в любом случае, не могут рассматриваться как ограничительные.
ПРИМЕРЫ
Для определения коэффициентов теплопроводности в примерах использованы приведенные далее методики.
Определение коэффициента теплопроводности осуществляют по принципу флэш-метода (BALAGEAS D. - Mesure de la diffusivité thermique par la méthode flash, R 2955, Technique de l'Ingénieur, Traité Mesures et Contrôle - 1986), по которому тепловой поток создают плоским греющим резистором соответственно методике, описанной в "Une nouvelle méthode de mesure des propriétés thermophysiques de super-isolants", Yves Jannot & Alain Degiovanni, conférence Thermographie infrarouge pour le bâtiment et les travaux publics, Mesurexpo (Villepinte), 2 octobre 2008.
Температура испытания варьирует от 34 до 37°C, а измерения осуществляют при атмосферном давлении.
Точность измерений составляет 5%.
Коэффициенты теплопроводности определяли также с флюксметром серии HFM 436 компании NETZSCH™ по методикам, определяемым стандартами ASTM C518 и ISO 8301. Испытуемые образцы имели размеры 15×15×5 см3.
Плотность определяют по отношению массы образца к его объему.
Точность данных измерений составляет 3%.
Пример 1
1.1. Получение пены на водной основе
Используют набор, поставляемый компанией Allied Foam (процентное содержание означает массовое содержание, рассчитанное по отношению к общей массе композиции):
коммерчески доступный сравнительный компонент 1 типа 425A:
смесь катионных поверхностно-активных соединений, принадлежащих к группе длинноцепочечных алкилов 50-60%;
смесь феноксильных неионогенных поверхностно-активных соединений 10-20%;
этанол 5-8%;
вода 12-35%;
покупной сравнительный компонент 2 типа 510B:
смесь акриловых полимеров 25-35%;
смесь анионных поверхностно-активных соединений, принадлежащих к группе жирных кислот 15-30%;
вода 35-60%.
Пену получают в пеногенераторе, реализуемом компанией Allied Foam.
Компонент 1 разбавляют из расчета 136 г на 1 л воды.
Компонент 2 вносят непосредственно в емкость, предусмотренную для этой цели.
Альтернативным образом можно использовать пену на водной основе, полученную приведенным далее способом.
Два водных раствора (1 и 2) (процентное содержание означает массовое содержание, рассчитанное по отношению к общей массе растворов после разбавления) получают следующим образом:
раствор 1 (дополняемый до 200 г дистиллированной водой) получают, прибавляя 3,2 мас.% реагента Arquad® T50, реализуемого компанией BASF (49% пропиленгликоля и 51% хлорида триметиламмонийталлата (64% алкилов C18, 31% алкилов C16, 4% алкилов C14 и 1% алкилов C12 в виде суспензии в пропиленгликоле) в виде суспензии в воде), и 0,65 мас.% Triton® X-405, реализуемого компанией Dow Chemical (70% октилфенолэтоксилата);
раствор 2 (дополняемый до 40 г дистиллированной водой) получают, прибавляя 5% стеарата калия.
Раствор 1 вносят в высокоскоростной смеситель (бытовой смеситель-взбиватель Kenwood Major мощностью 1800 Вт). К пене, полученной при этом смешивании, прибавляют раствор 2 и смешивают.
1.2. Преобразование пены на водной основе в конечный продукт
Взвешивают 250 г свежеполученной пены на водной основе и прибавляют к ней 100 г сополимера "стирол-акриловый эфир" (латекс) в виде водного раствора (Acronal® S 400, BASF, с содержанием латекса 57%).
После получения пены, усиленной латексом, к ней прибавляют три порции аэрогелей диоксида кремния (Nanogel® TLD 302), просеянных до крупности, меньшей или равной 250 мкм: 70, 90 и 100 г, что соответствует образцам 2, 3 и 4 в таблице 1 соответственно.
Аэрогели диоксида кремния, используемые для осуществления настоящего изобретения, производит компания Cabot: они представляют собой гранулы миллиметрового размера, что делает необходимым измельчение и просеивание для получения крупности, требуемой для эксперимента. Просеивание осуществляют, измельчая аэрогели в верхней части сита с шириной ячеек сетки 250 мкм. Таким образом, порошок, полученный после просеивания, имеет крупность, меньшую или равную 250 мкм.
Порошок аэрогеля вносят в пену при перемешивании; продолжительность этой операции составляет около 5 мин.
В ходе смешивания пены, усиленной порошком аэрогелей, получают все более плотную пасту в зависимости от количества вносимых аэрогелей, но, однако сохраняющую возможность достаточно легкого распределения и манипулирования для придания ей различных форм.
После высушивания (в течение 48 ч при T окружающей среды или, например, в течение 24 ч в сушильном шкафу при 50°C) паста, потерявшая массу приблизительно на 50%, затвердела и находилась в виде твердого вещества, обладающего некоторой гибкостью, которая зависела, таким образом, от количества аэрогелей, содержащихся в смеси.
Определение плотности и коэффициента теплопроводности осуществляли с порошком аэрогеля в трех полученных образцах (образцы 2, 3 и 4 в таблице 1) после затвердевания. Определенные значения обобщены в таблице 1, для сравнения приведены значения, определенные только для просеянного порошка аэрогеля (позиция 1 в таблице):
| Таблица 1 | ||
| № образца | Плотность [кг/м3] | Коэффициент теплопроводности λ [мВт/м·K] |
| 1. Свежепросеянный порошок аэрогеля крупностью до 250 мкм | 83 | 21,6 |
| 2. (70 г аэрогелей) | 121 | 18,1 |
| 3. (90 г аэрогелей) | 125 | 18,8 |
| 4. (100 г аэрогелей) | 144 | 19,7 |
В образцах 2, 3 и 4 аэрогели содержатся в конечном продукте в количестве приблизительно 50% от общего объема.
Как образец 2, представленный в таблице 1, получают пасту, которая является более гибкой в свежем состоянии и менее жесткой после затвердевания; в то же время, как образец 4 получают пасту, которая является более плотной в свежем состоянии и более жесткой после затвердевания.
Пример 2
Использовали методику примера 1, но аэрогели диоксида кремния (Nanogel® TLD 302) не просеивали. Таким образом, аэрогели без просеивания вносили в смесь в виде гранул миллиметрового размера.
Изменение размера аэрогелей позволяет вносить в пену, усиленную латексом, большее их количество - 140 г. Это происходит потому, что пена не претерпевает оседания и/или разрушения, то есть феномена, наблюдаемого во время изготовления образца при введении аэрогелей крупностью, меньшей или равной 250 мкм.
После формования и высушивания в течение 48 ч при 50°C у образца, обозначенного как образец 5, был определен коэффициент теплопроводности. В случае, когда продукт обладает повышенной гибкостью и степенью наполнения воздухом, было необходимо сдавливать образец между пластинами измерительного прибора для получения значения коэффициента теплопроводности для плотности, соответствующей определенному значению.
Результаты представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| № образца | Плотность [кг/м3] | Коэффициент теплопроводности λ [мВт/м·K] |
| 5 | 98 | 22,5 |
Пример 3
3.1. Получение пены на водной основе
Два водных раствора (1 и 2) (процентное содержание означает массовое содержание, рассчитанное по отношению к общей массе растворов после разбавления) получают следующим образом:
раствор 1 получают, прибавляя 3,2 мас.% реагента Arquad® T50, реализуемого компанией BASF (49% пропиленгликоля и 51% хлорида триметиламмонийталлата (64% алкилов C18, 31% алкилов C16, 4% алкилов C14 и 1% алкилов C12 в виде суспензии в пропиленгликоле) в виде суспензии в воде), и 0,65 мас.% Triton® X-405, реализуемого компанией Dow Chemical (70% октилфенолэтоксилата), затем смесь прибавляют к дистиллированной воде для получения 200 г водного раствора;
раствор 2 получают, прибавляя 5 мас.% стеарата калия к дистиллированной воде для получения 40 г водного раствора.
Раствор 1 вносят в высокоскоростной смеситель (бытовой смеситель-взбиватель Kenwood Major мощностью 1800 Вт) и осуществляют вспенивание перемешиванием при максимальной скорости в течение двух минут. К полученной при этом пене прибавляют раствор 2. Смесь перемешивают при максимальной скорости в течение двух минут для получения стабильной пены на водной основе.
3.2. Преобразование пены на водной основе в конечный продукт
Получение образцов 1 и 2
Взвешивают 230 г стабильной пены на водной основе, свежеполученной по методике, описанной в разделе 3.1, и прибавляют к ней неорганическое связующее вещество, полученное из гипсового замеса, полученного из порошка гипса, при необходимости порошка силиката натрия (NaO/SiO2·3H2O) и порошка органического латекса типа тройного винилового сополимера (Axilat® UP 620 E, компания Hexion, с содержанием латекса 90-95%) с соотношением "твердое вещество/вода" в замесе, равном 10:9 по массе. Перемешивание осуществляют в смесителе: речь идет о перемешивании с учетом того, что пена становится все более пастообразной.
Затем в течение 5 мин в ходе перемешивания во вспененную смесь вносят аэрогели диоксида кремния, продаваемые компанией Cabot (Nanogel® TLD 302), в виде фракции, просеянной до крупности, меньшей или равной 250 мкм. В ходе смешивания с течением времени получают все более плотную пасту в зависимости от количества вносимых аэрогелей, однако сохраняющую возможность достаточно легкого распределения и манипулирования для придания ей различных форм.
После высушивания (в течение 48 ч при T окружающей среды или, например, в течение 24 ч в сушильном шкафу при 50°C) паста, потерявшая массу приблизительно на 50%, затвердела и находилась в виде твердого вещества, обладающего некоторой гибкостью, которая зависела, таким образом, от количества аэрогелей, содержащихся в смеси.
Количество использованных реагентов и экспериментальные результаты представлены в таблице 3.
Пример 4
4.1. Получение пены на водной основе
Два водных раствора (1 и 2) (процентное содержание означает массовое содержание, рассчитанное по отношению к общей массе растворов после разбавления) получают следующим образом:
раствор 1 получают, прибавляя 3,2 мас.% реагента Arquad® T50, реализуемого компанией BASF (49% пропиленгликоля и 51% хлорида триметиламмонийталлата (64% алкилов C18, 31% алкилов C16, 4% алкилов C14 и 1% алкилов C12 в виде суспензии в пропиленгликоле) в виде суспензии в воде), и 0,65 мас.% Triton® X-405, реализуемого компанией Dow Chemical (70% октилфенолэтоксилата), затем смесь прибавляют к дистиллированной воде для получения 200 г водного раствора;
раствор 2 получают, готовя 40 г водного раствора (в дистиллированной воде), который содержит 5 мас.% стеарата калия и к которому прибавляют при перемешивании шпателем вручную 25-38 мас.% органического связующего вещества типа сополимера "стирол-акриловый эфир" (латекс) в виде водного раствора (Acronal® S 400, BASF, с содержанием латекса 57%).
Раствор 1 вносят в высокоскоростной смеситель (бытовой смеситель-взбиватель Kenwood Major мощностью 1800 Вт) и осуществляют вспенивание перемешиванием при максимальной скорости в течение двух минут. К полученной при этом пене прибавляют раствор 2. Смесь перемешивают при максимальной скорости в течение двух минут для получения стабильной пены на водной основе.
4.2. Преобразование пены на водной основе в конечный продукт
Получение образцов 3 и 4
В 230 г стабильной пены на водной основе, свежеполученной по методике, описанной в разделе 4.1, вносят неорганическое связующее вещество, полученное из гипсового замеса и при необходимости силиката натрия (NaO/SiO2·3H2O): соотношение "твердое вещество/вода" в замесе составляет 1:1 по массе. Перемешивание осуществляют в смесителе при низкой скорости - речь идет о перемешивании с учетом того, что пена становится все более пастообразной.
Затем в течение 5 мин в ходе перемешивания во вспененную смесь вносят аэрогели диоксида кремния, продаваемые компанией Cabot (Nanogel® TLD 302), в виде фракции, просеянной до крупности, меньшей или равной 250 мкм. В ходе смешивания с течением времени получают все более плотную пасту в зависимости от количества вносимых аэрогелей, однако сохраняющую возможность достаточно легкого распределения и манипулирования для придания ей различных форм.
После высушивания (в течение 48 ч при T окружающей среды или, например, в течение 24 ч в сушильном шкафу при 50°C) паста, потерявшая массу приблизительно на 50%, затвердела и находилась в виде твердого вещества, обладающего некоторой гибкостью, которая зависела, таким образом, от количества аэрогелей, содержащихся в смеси.
Количество использованных реагентов и экспериментальные результаты представлены в таблице 3.
Пример 5
5.1. Получение пены на водной основе
Два водных раствора (1 и 2) (процентное содержание означает массовое содержание, рассчитанное по отношению к общей массе растворов после разбавления) получают следующим образом:
раствор 1 получают, прибавляя 3,2 мас.% реагента Arquad® T50, реализуемого компанией BASF (49% пропиленгликоля и 51% хлорида триметиламмонийталлата (64% алкилов C18, 31% алкилов C16, 4% алкилов C14 и 1% алкилов C12, в виде суспензии в пропиленгликоле) в виде суспензии в воде), и 0,65 мас.% Triton® X-405, реализуемого компанией Dow Chemical (70% октилфенолэтоксилата), затем смесь прибавляют к дистиллированной воде для получения 200 г водного раствора;
раствор 2 получают, прибавляя 5 мас.% стеарата калия к дистиллированной воде для получения 40 г водного раствора.
Раствор 1 вносят в высокоскоростной смеситель (бытовой смеситель-взбиватель Kenwood Major мощностью 1800 Вт) и осуществляют вспенивание перемешиванием при максимальной скорости в течение двух минут. К полученной пене прибавляют раствор 2. Смесь перемешивают при максимальной скорости в течение двух минут для получения стабильной пены на водной основе.
5.2. Преобразование пены на водной основе в конечный продукт
Получение образца 5
В 230 г стабильной пены на водной основе, свежеполученной по методике, описанной в разделе 5.1, вносят неорганическое связующее вещество, полученное из гипсового замеса и при необходимости силиката натрия (NaO/SiO2·3H2O): соотношение "твердое вещество/вода" в замесе составляет 1:1 по массе. Перемешивание осуществляют в смесителе - речь идет о перемешивании с учетом того, что пена становится все более пастообразной.
Затем в течение 5 мин в ходе перемешивания во вспененную смесь вносят аэрогели диоксида кремния, продаваемые компанией Cabot (Nanogel® TLD 302), в виде фракции, просеянной до крупности, меньшей или равной 250 мкм. В ходе смешивания с течением времени получают все более плотную пасту в зависимости от количества вносимых аэрогелей, однако сохраняющую возможность достаточно легкого распределения и манипулирования для придания ей различных форм.
После высушивания (в течение 48 ч при T окружающей среды или, например, в течение 24 ч в сушильном шкафу при 50°C) паста, потерявшая массу приблизительно на 50%, затвердела и находилась в виде твердого вещества, обладающего некоторой гибкостью, которая зависела, таким образом, от количества аэрогелей, содержащихся в смеси.
Количество использованных реагентов и экспериментальные результаты представлены в таблице 3.
| Таблица 3 | |||||
| Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 | Образец 4 | Образец 5 | |
| Гипс (масса) | 50 г | 90 г | 70 г | 90 г | 90 г |
| NaO/SiO2·3H2O (масса) | 50 г | - | 10 г | - | - |
| Латекс (общая масса в покупном реагенте) | Axilat UP 820A 20 г | Axilat UP 820A 10 г | Acronal S 400 10 г | Acronal S 400 15 г | - |
| Вода в замесе (до пенообразования) | 100 г | 90 г | 80 г | 90 г | 90 г |
| Просеянные аэрогели крупностью до 250 мкм (масса) | 35 г | 35 г | 35 г | 35 г | 35 г |
| Непросеянные аэрогели (масса) | 50 г | 50 г | 50 г | 50 г | 50 г |
| Плотность [кг/м3] | 230 | 230 | 204 | 168 | 225 |
| Коэффициент теплопроводности λ [мВт/м·K] | 25 | 24 | 21,8 | 22 | 26 |
Claims (17)
1. Теплоизоляционный материал, полученный из смеси по меньшей мере следующих компонентов, представляющих собой:
пену на водной основе;
частицы аэрогеля диоксида кремния;
по меньшей мере одно связующее вещество, выбранное из органического связующего вещества и неорганического связующего вещества, причем пена на водной основе содержит:
по меньшей мере одну соль катионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы:
,
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 8 до 24 атомов углерода; R1 представляет собой группу, выбранную из алкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, гидроксиалкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, бензила, группы, которая совместно с атомом азота формулы (I) образует гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; R2 и R3 выбраны из групп, представляющих собой алкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, гидроксиалкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, атомы водорода, бензилы, группы, которые совместно с атомом азота формулы (I) образуют гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; X- означает противоанион;
по меньшей мере одну соль анионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы (II):
R-X-,Y+ (II),
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 10 до 24 атомов углерода; Х- означает группу, несущую отрицательный заряд и выбранную из карбоксилатных, сульфатных и фосфатных групп; Y+ означает противокатион, выбранный из катионов аммония, натрия и калия, причем указанные компоненты взяты в количествах, выраженных по отношению к общей массе смеси и варьирующих от 25 до 75 мас.% для пены на водной основе, от 5 до 35 мас.% для частиц аэрогеля диоксида кремния и от 5 до 35 мас.% для связующего вещества.
пену на водной основе;
частицы аэрогеля диоксида кремния;
по меньшей мере одно связующее вещество, выбранное из органического связующего вещества и неорганического связующего вещества, причем пена на водной основе содержит:
по меньшей мере одну соль катионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы:
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 8 до 24 атомов углерода; R1 представляет собой группу, выбранную из алкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, гидроксиалкилов, содержащих от 1 до 16 атомов углерода, бензила, группы, которая совместно с атомом азота формулы (I) образует гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; R2 и R3 выбраны из групп, представляющих собой алкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, гидроксиалкилы, содержащие от 1 до 6 атомов углерода, атомы водорода, бензилы, группы, которые совместно с атомом азота формулы (I) образуют гетероцикл, при необходимости замещенный по меньшей мере одним атомом фтора; X- означает противоанион;
по меньшей мере одну соль анионного поверхностно-активного соединения, выбранного из одного из следующих соединений общей формулы (II):
R-X-,Y+ (II),
где: R представляет собой алифатическую цепь, содержащую от 10 до 24 атомов углерода; Х- означает группу, несущую отрицательный заряд и выбранную из карбоксилатных, сульфатных и фосфатных групп; Y+ означает противокатион, выбранный из катионов аммония, натрия и калия, причем указанные компоненты взяты в количествах, выраженных по отношению к общей массе смеси и варьирующих от 25 до 75 мас.% для пены на водной основе, от 5 до 35 мас.% для частиц аэрогеля диоксида кремния и от 5 до 35 мас.% для связующего вещества.
2. Теплоизоляционный материал по п. 1, отличающийся тем, что он может быть получен по меньшей мере из пены на водной основе в количестве от 35 до 65 мас.%, частиц аэрогеля диоксида кремния в количестве от 17 до 25 мас.% и связующего вещества в количестве от 17 до 25 мас.%.
3. Теплоизоляционный материал по п. 1 или 2, в котором соотношение массового содержания соли катионного поверхностно-активного соединения и массового содержания соли анионного поверхностно-активного соединения варьирует от 0,05:1 до 15:1, предпочтительно от 0,2:1 до 5:1 и, возможно, от 0,4:1 до 2,5:1.
4. Теплоизоляционный материал по п. 1, отличающийся тем, что соль катионного поверхностно-активного соединения выбрана по меньшей мере из одного из следующих соединений, представляющих собой бромид додецилтриметиламмония, хлорид додецилтриметиламмония, бромид тетрадецилтриметиламмония, хлорид тетрадецилтриметиламмония, бромид гексадецилтриметиламмония, хлорид гексадецилтриметиламмония, бромид октадецилтриметиламмония, хлорид октадецилтриметиламмония, бромид цетилтриметиламмония, хлорид цетилтриметиламмония, хлорид цетилбензилдиметиламмония, бромид цетилтриэтиламмония и хлорид триметиламмонийталлата.
5. Теплоизоляционный материал по п. 4, отличающийся тем, что соль катионного поверхностно-активного соединения представляет собой хлорид триметиламмонийталлата.
6. Теплоизоляционный материал по п. 1, отличающийся тем, что соль анионного поверхностно-активного соединения выбрана по меньшей мере из одного из следующих соединений, представляющих собой стеарат аммония, стеарат калия и стеарат натрия.
7. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пена на водной основе содержит смесь воды и глицерина, по меньшей мере одно поверхностно-активное соединение и по меньшей мере одно цвиттерионное соединение.
8. Теплоизоляционный материал по п. 7, отличающийся тем, что пена на водной основе содержит от 35 до 45 мас.% и предпочтительно 40 мас.% глицерина, менее 0,5 мас.% додецилполиоксиэтилен-3-сульфата, менее 0,5 мас.% кокоамидопропилбетаина и менее 0,05 мас.% миристиновой кислоты.
9. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что связующее вещество представляет собой латекс.
10. Теплоизоляционный материал по п. 9, отличающийся тем, что латекс имеет температуру стеклования Tg менее 50°C.
11. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8 или 10, отличающийся тем, что он имеет коэффициент теплопроводности, меньший или равный 23 мВт/м·K и предпочтительно 20 мВт/м·K.
12. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8 или 10, отличающийся тем, что он имеет коэффициент теплопроводности, меньший или равный 19 мВт/м·K.
13. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8 или 10, отличающийся тем, что он имеет плотность, меньшую или равную 150 кг/м3 и предпочтительно 130 кг/м3.
14. Теплоизоляционный материал по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 8 или 10, отличающийся тем, что он имеет плотность, меньшую или равную 100 кг/м3.
15. Способ получения теплоизоляционного материала по любому из предыдущих пунктов, включающий в себя стадии, состоящие в том, что:
а) получают пену на водной основе;
b) прибавляют по меньшей мере одно связующее вещество;
c) прибавляют порошок аэрогеля диоксида кремния, перемешивая или вальцуя;
d) дают смеси высохнуть.
а) получают пену на водной основе;
b) прибавляют по меньшей мере одно связующее вещество;
c) прибавляют порошок аэрогеля диоксида кремния, перемешивая или вальцуя;
d) дают смеси высохнуть.
16. Способ получения по п. 15, отличающийся тем, что на стадии d) осуществляют формование в ходе высушивания.
17. Способ получения по п. 15 или 16, отличающийся тем, что пену на водной основе получают следующим образом:
а) осуществляют вспенивание перемешиванием смеси, содержащей катионное поверхностно-активное вещество;
b) затем прибавляют водный раствор, содержащий анионное поверхностно-активное вещество.
а) осуществляют вспенивание перемешиванием смеси, содержащей катионное поверхностно-активное вещество;
b) затем прибавляют водный раствор, содержащий анионное поверхностно-активное вещество.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1050744 | 2010-02-03 | ||
| FR1050744A FR2955863B1 (fr) | 2010-02-03 | 2010-02-03 | Materiaux d'isolation thermique hautes performances |
| PCT/FR2011/050222 WO2011095745A1 (fr) | 2010-02-03 | 2011-02-03 | Materiaux d'isolation thermique hautes performances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012137251A RU2012137251A (ru) | 2014-03-10 |
| RU2585645C2 true RU2585645C2 (ru) | 2016-05-27 |
Family
ID=42635459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012137251/05A RU2585645C2 (ru) | 2010-02-03 | 2011-02-03 | Высокоэффективные теплоизоляционные материалы |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9045609B2 (ru) |
| EP (1) | EP2531553A1 (ru) |
| JP (1) | JP6006119B2 (ru) |
| BR (1) | BR112012019417B1 (ru) |
| FR (1) | FR2955863B1 (ru) |
| RU (1) | RU2585645C2 (ru) |
| WO (1) | WO2011095745A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201206096B (ru) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2955863B1 (fr) * | 2010-02-03 | 2012-03-09 | Saint Gobain Rech | Materiaux d'isolation thermique hautes performances |
| CA2839587C (en) * | 2011-06-17 | 2021-08-24 | Basf Se | High performance wall assembly |
| FR2977888B1 (fr) | 2011-07-13 | 2014-01-10 | Saint Gobain Isover | Materiaux d'isolation thermique hautes performances. |
| FR2977889B1 (fr) * | 2011-07-13 | 2014-01-10 | Saint Gobain Isover | Materiaux d'isolation thermique hautes performances |
| FR2991315B1 (fr) * | 2012-06-05 | 2014-05-16 | Saint Gobain Isover | Produits d'isolation thermique hautes performances |
| FR2991316B1 (fr) * | 2012-06-05 | 2014-05-16 | Saint Gobain Isover | Produits d'isolation thermique hautes performances |
| US20130344279A1 (en) * | 2012-06-26 | 2013-12-26 | Cabot Corporation | Flexible insulating structures and methods of making and using same |
| KR101804345B1 (ko) * | 2013-07-04 | 2017-12-06 | 알이엠텍 주식회사 | 단열 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 단열 소재 |
| US9764301B2 (en) * | 2013-11-14 | 2017-09-19 | Nanyang Technological University | Silica aerogel composite |
| KR101637270B1 (ko) | 2015-03-23 | 2016-07-07 | 현대자동차 주식회사 | 다공성 고분자 수지층 및 그 제조방법 |
| KR102023531B1 (ko) * | 2015-04-07 | 2019-09-24 | 주식회사 엘지화학 | 에어로겔 함유 조성물 및 이를 이용하여 제조된 단열 블랑켓 |
| FR3037964B1 (fr) * | 2015-06-24 | 2019-12-20 | Saint-Gobain Isover | Mousses polyester thermodurcies et procede de fabrication |
| KR102171649B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2020-10-29 | 애플 인크. | 미세다공성 절연체 |
| KR101958014B1 (ko) | 2016-03-14 | 2019-03-13 | 주식회사 엘지화학 | 고흡수성 수지의 제조 방법 |
| US10818903B1 (en) | 2017-08-15 | 2020-10-27 | Apple Inc. | Polypropylene carbonate and catalysts |
| NL2025711B1 (nl) * | 2020-05-29 | 2022-01-13 | Takkenkamp Innovatie Bv | Thermisch isolerende slurry samenstelling en werkwijze voor vervaardiging daarvan |
| CN113527772B (zh) * | 2021-06-08 | 2023-08-22 | 深圳中凝科技有限公司 | 一种气凝胶乳胶泡棉及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996025475A1 (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-22 | Allied Foam Tech Corporation | Stable and water-resistant aqueous foam composition_____________ |
| RU2161143C2 (ru) * | 1994-11-23 | 2000-12-27 | Кэбот Корпорейшн | Композиционный материал, содержащий аэрогель, способ его изготовления, а также его применение |
| WO2003097227A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-27 | Cabot Corporation | Aerogel and hollow particle binder composition, insulation composite, and method for preparing the same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4038784A1 (de) * | 1990-12-05 | 1992-06-11 | Basf Ag | Verbundschaumstoffe mit niedriger waermeleitfaehigkeit |
| US5569513A (en) * | 1994-08-10 | 1996-10-29 | Armstrong World Industries, Inc. | Aerogel-in-foam thermal insulation and its preparation |
| WO2003064507A1 (de) * | 2001-12-28 | 2003-08-07 | Lefatex Chemie Gmbh | Formbare plastische masse, verbundmaterial, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als leichtisoliermaterial |
| WO2003064025A1 (en) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Cabot Corporation | Heat resistant aerogel insulation composite and method for its preparation; aerogel binder composition and method for its preparation |
| WO2004018919A2 (en) * | 2002-08-21 | 2004-03-04 | The Research Foundation Of State University Of New York | Process for enhancing material properties and materials so enhanced |
| US7118801B2 (en) * | 2003-11-10 | 2006-10-10 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Aerogel/PTFE composite insulating material |
| KR101423342B1 (ko) | 2005-10-21 | 2014-07-30 | 캐보트 코포레이션 | 에어로겔 기재 복합체 |
| US20090029147A1 (en) * | 2006-06-12 | 2009-01-29 | Aspen Aerogels, Inc. | Aerogel-foam composites |
| US20120112117A1 (en) * | 2009-07-29 | 2012-05-10 | Vo Van-Chau | Thermally insulating polymer foam/aerogel composite articles |
| FR2955863B1 (fr) * | 2010-02-03 | 2012-03-09 | Saint Gobain Rech | Materiaux d'isolation thermique hautes performances |
-
2010
- 2010-02-03 FR FR1050744A patent/FR2955863B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-02-03 US US13/576,424 patent/US9045609B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-03 JP JP2012551667A patent/JP6006119B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-03 WO PCT/FR2011/050222 patent/WO2011095745A1/fr active Application Filing
- 2011-02-03 EP EP11707455A patent/EP2531553A1/fr not_active Withdrawn
- 2011-02-03 RU RU2012137251/05A patent/RU2585645C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-02-03 BR BR112012019417-8A patent/BR112012019417B1/pt not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-08-14 ZA ZA2012/06096A patent/ZA201206096B/en unknown
-
2015
- 2015-03-12 US US14/645,807 patent/US9249272B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161143C2 (ru) * | 1994-11-23 | 2000-12-27 | Кэбот Корпорейшн | Композиционный материал, содержащий аэрогель, способ его изготовления, а также его применение |
| WO1996025475A1 (en) * | 1995-02-14 | 1996-08-22 | Allied Foam Tech Corporation | Stable and water-resistant aqueous foam composition_____________ |
| WO2003097227A1 (en) * | 2002-05-15 | 2003-11-27 | Cabot Corporation | Aerogel and hollow particle binder composition, insulation composite, and method for preparing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012137251A (ru) | 2014-03-10 |
| US20150183947A1 (en) | 2015-07-02 |
| US20120326071A1 (en) | 2012-12-27 |
| US9045609B2 (en) | 2015-06-02 |
| US9249272B2 (en) | 2016-02-02 |
| JP2013518961A (ja) | 2013-05-23 |
| BR112012019417B1 (pt) | 2020-03-10 |
| EP2531553A1 (fr) | 2012-12-12 |
| BR112012019417A2 (pt) | 2018-03-20 |
| JP6006119B2 (ja) | 2016-10-12 |
| WO2011095745A1 (fr) | 2011-08-11 |
| FR2955863A1 (fr) | 2011-08-05 |
| ZA201206096B (en) | 2013-04-24 |
| FR2955863B1 (fr) | 2012-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2585645C2 (ru) | Высокоэффективные теплоизоляционные материалы | |
| DK2731985T3 (en) | HIGH-PERFORMANCE THERMO ISOLATION MATERIALS | |
| EP2931677B1 (en) | Thermally insulating aerogel based rendering materials | |
| RU2569112C2 (ru) | Материал на основе аэрогеля, который является суперизолирующим при атмосферном давлении | |
| KR101938823B1 (ko) | 저온 상변화 물질(pcm) 혼입을 위한 경량콘크리트 조성물 및 이를 이용한 경량 콘크리트 패널 | |
| US20130280518A1 (en) | Building material and building system element as well as method of production thereof | |
| CN113800864B (zh) | 一种高稳定性超轻泵送泡沫混凝土及其制备方法 | |
| CN102775098A (zh) | 一种防火保温材料及其制备方法和应用 | |
| US10119775B2 (en) | High-performance heat-insulating materials | |
| CN114644473B (zh) | 一种超低体密发泡硫氧镁水泥及其制备方法 | |
| US9670664B2 (en) | High performance thermal insulation products | |
| CN102859094A (zh) | 用于屋面系统的聚合物改性的砂浆 | |
| CN101244919B (zh) | 一种黄土发泡轻质砖的制备方法 | |
| DE2853333C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines mineralischen Schaumstoffes | |
| CN109912286B (zh) | 一种干式地暖模块及其制备方法 | |
| KR101722983B1 (ko) | 바닥충격음 저감용 기포 콘크리트 조성물, 이를 이용한 기포 콘크리트의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 바닥충격음 저감용 기포 콘크리트 | |
| CN1216219C (zh) | 轻集料混凝土小型空心砌块及其制备方法 | |
| CN112225505A (zh) | 泡沫混凝土及其制备方法和复合材料 | |
| CN104016647B (zh) | 一种复合蒸压加气混凝土砌块墙体的建筑方法 | |
| RU2091348C1 (ru) | Состав для изготовления теплоизоляционного материала | |
| CN110577409B (zh) | 一种建筑室内蓄能保温材料及其制备方法 | |
| JPS5813509B2 (ja) | 軽量骨材とその製造方法 | |
| SU1208755A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционного материала | |
| CA1070183A (en) | Method of coating expanded polymer beads with a mixture of lime and alumina for addition to cement | |
| JP2022538506A (ja) | 断熱材料及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210204 |