RU2641083C2

RU2641083C2 - Method of profiled elements manufacturing

Info

Publication number: RU2641083C2
Application number: RU2015121321A
Authority: RU
Inventors: Марк ФРИККЕ; Марк ЭЛБИНГ; Нильс МОМАЙЕР
Original assignee: Басф Се
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-11-04
Publication date: 2018-01-15
Also published as: WO2014068105A1; EP2914795B1; RU2015121321A; JP2015536849A; DK2914795T3; EP2914795A1; KR102115257B1; KR20150082550A; CN109488160A; JP2019073720A; MX2015005658A; JP6755297B2; AU2013340732A1; CN104781491A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: application describes composite elements including a profiled article and an insulating core, at least partially surrounded by a profiled article. The insulating core consists of an organic porous material having a thermal conductivity defined in accordance with DIN 12667 in the range of 13 to 30 mW/m⋅K and defined in accordance with DIN 53421 as a compressive strength greater than 0.20 N/mm², a method of manufacturing such composite elements, and the use of such a composite element for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigeration counters or facade elements.

EFFECT: method improvement.

5 cl

Description

Изобретение относится к композитным элементам, включающим профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², к способу изготовления подобных композитных элементов, а также к их применению для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.The invention relates to composite elements comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product insulating core, and the insulating core consists of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to to DIN 53421 standard with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² , to a method for manufacturing such composite elements, as well as to their use for the manufacture of windows, doors her, refrigerators, refrigerated counters or structural elements of facades.

Согласно уровню техники для решения проблемы оптимизации теплопроводности композитных профилированных изделий используют разные подходы, причем в большинстве случаев их снабжают полостями или заполненными пенопластом полостями. Однако технология производства подобных изоляционных элементов нередко оказывается весьма трудоемкой, поскольку в случае использования пенопластов возникает дилемма: либо осуществлять вспенивание в полости, что является технологически затруднительным, либо для заполнения пенопластом использовать лишь часть имеющегося общего свободного пространства изоляционного элемента. В связи с ростом требований, предъявляемых к изолирующим свойствам профилированных изделий, отдельные полости последних становятся все меньше, а ребра все тоньше, что обусловливает техническое усложнение и удорожание прессформ и технологии экструзии. Постоянное повышение требований, предъявляемых к изоляционным материалам и переработке композитных элементов, обусловлено постоянно растущими требованиями к качеству теплоизоляции, что в особенности касается сферы домостроения.According to the prior art, different approaches are used to solve the problem of optimizing the thermal conductivity of composite shaped products, and in most cases they are provided with cavities or cavities filled with foam. However, the production technology of such insulating elements is often very time-consuming, since in the case of using foams, a dilemma arises: either foaming in the cavity, which is technologically difficult, or to use only a fraction of the available free space of the insulating element to fill the foam. Due to the growing requirements for the insulating properties of profiled products, individual cavities of the latter become smaller and ribs thinner, which makes the mold more complicated and more expensive and extrusion technology more expensive. The constant increase in the requirements for insulating materials and the processing of composite elements is due to the constantly growing demands on the quality of thermal insulation, which is especially true for the field of housing construction.

Например, в немецком патенте DE 2844006 А1 описан способ экструдирования полимерных профилированных изделий с сердцевиной из вспененного полимера, которая со всех сторон окружена оболочкой из полимера, причем на единой производственной операции в формующий инструмент экструдера вводят материал оболочки и одновременно в образуемое формованной оболочкой полое пространство вводят материал сердцевины, причем газы, поступающие в образуемую оболочкой полость при вспенивании материала сердцевины, удаляют через формующий инструмент экструдера.For example, in German patent DE 2844006 A1, a method is described for extruding polymer shaped articles with a core of foamed polymer, which is surrounded on all sides by a polymer shell, and in a single production operation, the shell material is introduced into the extruder forming tool and simultaneously introduced into the hollow space formed by the formed shell core material, and the gases entering the cavity formed by the shell during foaming of the core material are removed through an extruder forming tool .

В международной заявке WO 99/16996 А1 описан способ изготовления рамных профилированных изделий для окон или дверей, в соответствии с которым сначала из термопластичного полимера изготавливают наружное профилированное изделие, в которое затем вводят способную вспениваться смесь на основе полиуретана, в результате вспенивания которой между наружным профилированным изделием и пенопластом возникает адгезионнопрочное сцепление. Кроме того, в цитируемом документе описан способ, в соответствии с которым в первоначально сформованное наружное профилированное изделие вставляют готовую предварительно выполненную и вспененную пенопластовую сердцевину.International application WO 99/16996 A1 describes a method for manufacturing frame shaped products for windows or doors, according to which an external shaped product is first made from a thermoplastic polymer, into which a foaming mixture based on polyurethane is then introduced, which foams between the external shaped adhesion-resistant adhesion occurs with the product and foam. In addition, the cited document describes a method in which a finished preformed and foamed foam core is inserted into an initially formed external profiled article.

В немецком патенте DE 19961306 А1 также описывается способ изготовления профилированного изделия посредством экструзии. Подобное профилированное изделие включает наружную оболочку и вспененную внутреннюю сердцевину. В соответствии с данным способом сначала экструдируют наружную оболочку профилированного изделия, которую затем заполняют способным вспениваться материалом.German patent DE 19961306 A1 also describes a method for manufacturing a shaped article by extrusion. Such a shaped article includes an outer shell and a foamed inner core. In accordance with this method, the outer shell of the shaped article is first extruded, which is then filled with foamable material.

В немецком патенте DE 1959464 также описан способ непрерывного профильного прессования бесконечных профилированных изделий с оболочкой из термопластичного полимера и пенопластовой сердцевиной, причем сначала путем экструзии изготавливают оболочку из термопластичного полимера, которую затем заполняют способным вспениваться материалом.German patent DE 1959464 also discloses a method for continuous profile pressing of endless shaped articles with a shell of a thermoplastic polymer and a foam core, whereby a shell is made of a thermoplastic polymer by extrusion, which is then filled with a foamable material.

В европейском патенте ЕР 2072743 А2 описан способ заполнения полой оконной или дверной обвязки пенопластом. При этом из выполненных путем экструзии полимерных профилированных изделий собирают оконные или дверные рамы, которые затем заполняют путем введения способного вспениваться материала.In European patent EP 2072743 A2 describes a method of filling a hollow window or door piping with foam. In this case, window or door frames are assembled from extruded polymer profiled products, which are then filled by introducing a foamable material.

Кроме того, из уровня техники известны способы изготовления профилированных изделий со вспененной сердцевиной, в соответствии с которыми внутрь выполненных посредством экструзии профилированных изделий помещают готовые вспененные вставные элементы (смотри, например, немецкий патент DE 202009003392 U1 и международную заявку WO 02/090703 А2).In addition, methods are known from the state of the art for manufacturing profiled foam core products, according to which finished foam insert elements are placed inside extruded profiled products (see, for example, German patent DE 202009003392 U1 and international application WO 02/090703 A2).

В немецком патенте DE 102009037851 А1 описаны изоляционные элементы для термического разделения в профилированных изделиях для оконных, дверных и фасадных элементов, а также профилированное изделие для оконных, дверных и фасадных элементов и способ его изготовления.German patent DE 102009037851 A1 describes insulating elements for thermal separation in profiled products for window, door and facade elements, as well as a profiled product for window, door and facade elements and a method for its manufacture.

В европейском патенте ЕР 2062717 А1 описан способ изготовления полимерных профилированных изделий со вспененной сердцевиной посредством соэкструзии, в соответствии с которым вспениваемый материал, в частности, в твердом состоянии соэкструдируют в полом пространстве полимерного профилированного изделия и в нем же вспенивают.In European patent EP 2062717 A1, a method is described for manufacturing polymeric profiled products with a foamed core by coextrusion, according to which the foamed material, in particular in the solid state, is coextruded in the hollow space of the polymeric profiled product and foamed therein.

Вместе с тем по мере ужесточения предъявляемых к изоляции требований возникает необходимость в использовании других изоляционных материалов, которые отличаются более высоким изолирующим эффектом. Так, например, в случае окон, то есть в отсутствие возможности дальнейшего увеличения толщины профилированных изделий, для повышения качества изоляции необходимо снижать теплопроводность при неизменной толщине.However, as the requirements for insulation are tightened, there is a need to use other insulation materials that have a higher insulating effect. So, for example, in the case of windows, that is, in the absence of the possibility of further increasing the thickness of profiled products, in order to improve the quality of insulation, it is necessary to reduce thermal conductivity with a constant thickness.

В связи с этим в качестве изоляционных материалов наряду с пенополиуретанами согласно уровню техники используют также органические аэрогели или ксерогели, которые обладают оптимальным комплексом свойств, позволяющим использовать их в качестве изоляционных материалов. Так, например, в международной заявке WO 2012/059388 А1 описаны аэрогели и ксерогели, а также их применение в качестве изоляционного материала и в вакуумных изоляционных панелях. В цитируемой заявке описан также способ изготовления пористых материалов в виде аэрогелей или ксерогелей, в соответствии с которым по меньшей мере один полифункциональный изоцианат превращают с аминным компонентом, содержащим по меньшей мере один полифункциональный замещенный ароматический амин.In this regard, in addition to polyurethane foams, according to the prior art, organic aerogels or xerogels are also used as insulating materials, which have an optimal set of properties that can be used as insulating materials. For example, in international application WO 2012/059388 A1, aerogels and xerogels are described, as well as their use as an insulating material and in vacuum insulating panels. The cited application also describes a method of manufacturing porous materials in the form of aerogels or xerogels, in accordance with which at least one polyfunctional isocyanate is converted with an amine component containing at least one polyfunctional substituted aromatic amine.

Описанные выше материалы обладают хорошими изоляционными свойствами. Однако по технологическим причинам из них получают листы, что не позволяет использовать известные из уровня техники способы для введения указанных материалов в полости профилированных элементов.The materials described above have good insulating properties. However, for technological reasons, sheets are obtained from them, which does not allow the use of methods known from the prior art for introducing said materials into the cavities of profiled elements.

С учетом изложенного выше уровня техники в основу настоящего изобретения была положена задача предложить элементы, в частности, элементы для изготовления окон, которые отличаются хорошими изоляционными свойствами и простотой изготовления.Based on the above prior art, the present invention was based on the task of proposing elements, in particular, elements for the manufacture of windows, which are distinguished by good insulating properties and ease of manufacture.

Указанная задача согласно изобретению решается с помощью композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм².The specified task according to the invention is solved by means of a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product insulating core, and the insulating core consists of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅ K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined according to DIN 53421.

Предлагаемый в изобретении композитный элемент включает профилированное изделие и изоляционную сердцевину, по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием. При этом под профилированным изделием в соответствии с настоящим изобретением подразумевают твердую структуру с упорядоченными вдоль профилированного изделия выемками, или соответственно полостями. Согласно изобретению в подобных выемках, или соответственно полостях, находится изоляционная сердцевина композитного элемента. В соответствии с этим профилированное изделие окружает изоляционную сердцевину по меньшей мере частично, предпочтительно полностью. В соответствии с этим изоляционная сердцевина упорядочена вдоль профилированного изделия.The composite element of the invention comprises a shaped article and an insulating core at least partially surrounded by the shaped article. At the same time, under the profiled product in accordance with the present invention is meant a solid structure with recesses or cavities arranged along the profiled product. According to the invention, in such recesses, or respectively cavities, there is an insulating core of the composite element. Accordingly, the shaped article surrounds the insulating core at least partially, preferably completely. Accordingly, the insulating core is ordered along the shaped article.

Согласно изобретению изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала с определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии, превышающим 0,20 Н/мм².According to the invention, the insulating core consists of an organic porous material with a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength determined according to DIN 53421 in excess of 0.20 N / mm ² .

Пригодные материалы изоляционной сердцевины в принципе известны. Надлежащими свойствами, обладают, например, органические аэрогели или органические ксерогели.Suitable insulating core materials are known in principle. For example, organic aerogels or organic xerogels possess proper properties.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем органический пористый материал выбран из группы, включающей органические ксерогели или органические аэрогели или комбинации из двух или более указанных гелей.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a composite element comprising a shaped article and at least partially surrounded by a shaped article an insulating core of the type indicated above, wherein the organic porous material is selected from the group consisting of organic xerogels or organic aerogels, or combinations of two or more of these gels.

Предлагаемые в изобретении композитные элементы неожиданно обладают хорошими изоляционными свойствами. При этом благодаря низкой теплопроводности используемых органических пористых материалов хорошие изоляционные свойства, которые удовлетворяют растущим требованиям к теплоизоляции, могут быть достигнуты несмотря на строительно-технически обусловленные низкие значения толщины изоляционного материала.The composite elements of the invention unexpectedly have good insulating properties. At the same time, due to the low thermal conductivity of the used organic porous materials, good insulating properties, which satisfy the growing requirements for thermal insulation, can be achieved despite the construction and technical conditions due to the low thickness of the insulating material.

В частности, предлагаемые в изобретении композитные элементы пригодны для изготовления строительных деталей, которые должны обладать низким коэффициентом теплопередачи, например, окон или дверей.In particular, the composite elements proposed in the invention are suitable for the manufacture of building parts that must have a low heat transfer coefficient, such as windows or doors.

Кроме того, предлагаемые в изобретении композитные элементы можно изготавливать простым и экономичным способом.In addition, the composite elements of the invention can be manufactured in a simple and economical manner.

Изобретение относится также к непрерывному способу изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем профилированное изделие формируют вокруг изоляционной сердцевины.The invention also relates to a continuous method for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² , wherein a shaped article is formed around an insulating core.

Используемые согласно изобретению органические пористые материалы обладают определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K, в частности, от 13,5 до 25 мВт/м⋅K, более предпочтительно от 14 до 22 мВт/м⋅K, особенно предпочтительно от 14,5 до 20 мВт/м⋅K.The organic porous materials used according to the invention have a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K, in particular from 13.5 to 25 mW / m⋅K, more preferably from 14 to 22 mW / m⋅ K, particularly preferably from 14.5 to 20 mW / m⋅K.

Согласно изобретению в качестве органических пористых материалов особенно предпочтительно используют органические аэрогели с теплопроводностью в диапазоне от 14 до 22 мВт/м⋅К, особенно предпочтительно в диапазоне от 14,5 до 20 мВт/м⋅K.According to the invention, organic aerogels with a thermal conductivity in the range from 14 to 22 mW / m⋅K, particularly preferably in the range from 14.5 to 20 mW / m⋅K, are particularly preferably used as organic porous materials.

Кроме того, используемые согласно изобретению органические пористые материалы обладают определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии, составляющим более 0,20 Н/мм², в частности, более 0,25 Н/мм², более предпочтительно более 0,30 Н/мм², особенно предпочтительно более 0,35 Н/мм².In addition, the organic porous materials used according to the invention have a compressive strength determined according to DIN 53421 of more than 0.20 N / mm ² , in particular more than 0.25 N / mm ² , more preferably more than 0.30 N / mm ² , particularly preferably greater than 0.35 N / mm ² .

Высокая прочность при сжатии, которая является мерой жесткости указанных материалов, способствует их изготовлению и хранению, облегчая переработку при изготовлении композитных элементов. Кроме того, материалы могут вносить конструктивный вклад.High compressive strength, which is a measure of the rigidity of these materials, contributes to their manufacture and storage, facilitating processing in the manufacture of composite elements. In addition, materials can make a constructive contribution.

Стандартные жесткие пенопласты, которые обычно используют для изоляции, при теплопроводности в диапазоне от 20 до 25 мВт/м⋅K обладают пределом прочности при сжатии, составляющим, например, всего около 0,15 Н/мм². Предел прочности подобных материалов при сжатии может быть повышен за счет увеличения толщины, однако одновременно возросла бы их теплопроводность, а, следовательно, ухудшились изоляционные свойства.Standard rigid foams, which are usually used for insulation, with thermal conductivity in the range from 20 to 25 mW / m⋅K have a compressive strength of, for example, only about 0.15 N / mm ² . The compressive strength of such materials can be increased by increasing the thickness, however, their thermal conductivity would increase at the same time, and, therefore, the insulation properties would deteriorate.

Согласно изобретению под ксерогелем подразумевают получаемый золь-гель-методом пористый материал, пористость которого составляет по меньшей мере 70% об., а усредненный по объему диаметр пор не превышает 50 мкм, причем жидкую фазу удаляют из геля путем сушки при температуре ниже критической температуры жидкой фазы и давлении ниже критического давления жидкой фазы (то есть в так называемых субкритических условиях).According to the invention, xerogel means a porous material obtained by the sol-gel method, the porosity of which is at least 70% by volume, and the pore diameter averaged over the volume does not exceed 50 μm, and the liquid phase is removed from the gel by drying at a temperature below the critical temperature of the liquid phase and pressure below the critical pressure of the liquid phase (that is, in the so-called subcritical conditions).

Соответственно под аэрогелем согласно изобретению подразумевают пористый материал, пористость которого составляет по меньшей мере 70% об., а усредненный по объему диаметр пор не превышает 50 мкм, причем жидкую фазу удаляют из геля путем сушки при температуре выше критической температуры жидкой фазы и давлении выше критического давления жидкой фазы (то есть в так называемых сверхкритических условиях).Accordingly, the airgel according to the invention means a porous material whose porosity is at least 70% by volume, and the pore diameter averaged over the volume does not exceed 50 μm, and the liquid phase is removed from the gel by drying at a temperature above the critical temperature of the liquid phase and a pressure above the critical pressure of the liquid phase (i.e. under the so-called supercritical conditions).

Средний диаметр пор, который согласно изобретению в принципе является средним объемно-весовым показателем, определяют методом ртутной интрузии согласно стандарту DIN 66133.The average pore diameter, which according to the invention is in principle an average volume-weight index, is determined by the method of mercury intrusion according to DIN 66133.

Средний объемно-весовой диаметр пор пористого материала предпочтительно составляет максимум 20 мкм. Средний объемно-весовой диаметр пор пористого материала особенно предпочтительно составляет максимум 10 мкм, еще более предпочтительно максимум 5 мкм, в частности, максимум 3 мкм.The weight average pore diameter of the porous material is preferably a maximum of 20 microns. The average volumetric weight-pore diameter of the porous material is particularly preferably at most 10 μm, even more preferably at most 5 μm, in particular at most 3 μm.

Для обеспечения низкой термической проводимости пористого материала желательно, чтобы при высокой пористости поры обладали как можно меньшими размерами. Однако по технологическим причинам на практике среднему объемно-весовому диаметру пор соответствует нижнее предельное значение. В общем случае средний объемно-весовой диаметр пор составляет по меньшей мере 50 нм, предпочтительно по меньшей мере 100 нм. Во многих случаях средний объемно-весовой диаметр пор составляет по меньшей мере 200 нм, в частности, по меньшей мере 300 нм.To ensure low thermal conductivity of the porous material, it is desirable that at high porosity the pores have the smallest possible dimensions. However, for technological reasons, in practice, the lower limiting value corresponds to the average volume-weight pore diameter. In the General case, the average bulk density of the pore is at least 50 nm, preferably at least 100 nm. In many cases, the average bulk density of pores is at least 200 nm, in particular at least 300 nm.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели или органические аэрогели или комбинации двух или более указанных гелей.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m ⋅K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined according to DIN 53421 and selected from the group consisting of organic xerogels or organ natural aerogels or combinations of two or more of these gels.

Ниже описаны органические ксерогели и аэрогели, предпочтительно используемые согласно настоящему изобретению.The following describes organic xerogels and aerogels, preferably used according to the present invention.

Предпочтительным является органический аэрогель или ксерогель на основе изоцианатов и при необходимости других компонентов, реакционно-способных по отношению к изоцианатам. Так, например, органические аэрогели или ксерогели могут быть основаны на изоцианатах и соединениях с функциональными гидроксильными и/или NH-группами.An organic airgel or xerogel based on isocyanates and, if necessary, other components reactive with isocyanates is preferred. So, for example, organic aerogels or xerogels can be based on isocyanates and compounds with functional hydroxyl and / or NH groups.

Согласно изобретению предпочтительными являются, например, органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида.Preferred according to the invention are, for example, organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide or organic aerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем органический пористый материал выбран из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных выше гелей.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of the above type, wherein the organic porous material is selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic airgels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or a combination of two or more data above gels.

Особенно предпочтительным является органический аэрогель или ксерогель на основе изоцианатов и реакционноспособных по отношению к изоцианатам компонентов, причем в качестве реакционноспособного по отношению к изоцианатам компонента используют по меньшей мере один полифункциональный ароматический амин. Предпочтительным является органический ксерогель или аэрогель на основе поликарбамида и/или полиизоцианурата.Particularly preferred is an organic airgel or xerogel based on isocyanates and isocyanate-reactive components, with at least one polyfunctional aromatic amine being used as isocyanate-reactive component. An organic xerogel or airgel based on polycarbamide and / or polyisocyanurate is preferred.

Определение «на основе полиуретана» означает, что по меньшей мере 50% мол., предпочтительно по меньшей мере 70% мол., в частности, по меньшей мере 90% мол. мономерных единиц в органическом ксерогеле или аэрогеле находятся в виде уретановых группировок. Определение «на основе поликарбамида» означает, что по меньшей мере 50% мол., предпочтительно по меньшей мере 70% мол., в частности, по меньшей мере 90% мол. мономерных единиц в органическом ксерогеле или аэрогеле находятся в виде карбамидных группировок. Определение «на основе полиизоцианурата» означает, что по меньшей мере 50% мол., предпочтительно по меньшей мере 70% мол., в частности, по меньшей мере 90% мол. мономерных единиц в органическом ксерогеле или аэрогеле находятся в виде изоциануратных группировок. Определение «на основе поликарбамида и/или полиизоцианурата» означает, что по меньшей мере 50% мол., предпочтительно по меньшей мере 70% мол., в частности, по меньшей мере 90% мол. мономерных единиц в органическом ксерогеле или аэрогеле находятся в виде карбамидных и/или изоциануратных группировок.The term "based on polyurethane" means that at least 50 mol%, preferably at least 70 mol%, in particular at least 90 mol%. monomer units in organic xerogel or airgel are in the form of urethane groups. The term "based on polycarbamide" means that at least 50 mol%, preferably at least 70 mol%, in particular at least 90 mol%. monomer units in an organic xerogel or airgel are in the form of urea groups. The term “based on polyisocyanurate” means that at least 50 mol%, preferably at least 70 mol%, in particular at least 90 mol%. monomer units in an organic xerogel or airgel are in the form of isocyanurate groups. The term “based on polycarbamide and / or polyisocyanurate” means that at least 50 mol%, preferably at least 70 mol%, in particular at least 90 mol%. monomer units in an organic xerogel or airgel are in the form of urea and / or isocyanurate groups.

При этом предлагаемые в изобретении композитные элементы могут включать также комбинации разных аэрогелей и ксерогелей. Кроме того, композитный элемент согласно изобретению может включать несколько изоляционных сердцевин. Согласно изобретению помимо органического пористого материала композитный элемент может включать также другой изоляционный материал, например, полиуретан.Moreover, the composite elements proposed in the invention may also include combinations of different aerogels and xerogels. In addition, the composite element according to the invention may include several insulating cores. According to the invention, in addition to the organic porous material, the composite element may also include another insulating material, for example, polyurethane.

В дальнейшем описании используемый согласно изобретению органический аэрогель или ксерогель называют органическим пористым материалом.In the following description, an organic airgel or xerogel used according to the invention is called an organic porous material.

Используемый органический пористый материал предпочтительно получают методом, который включает следующие стадии:Used organic porous material is preferably obtained by a method that includes the following stages:

(a) превращение по меньшей мере одного полифункционального изоцианата (а1) с по меньшей мере с одним полифункциональным ароматическим амином (а2), осуществляемое в растворителе при необходимости в присутствии воды в качестве компонента (а3) и при необходимости в присутствии по меньшей мере одного катализатора (а4),(a) converting at least one polyfunctional isocyanate (a1) with at least one polyfunctional aromatic amine (a2), carried out in a solvent, optionally in the presence of water as component (a3) and, if necessary, in the presence of at least one catalyst (a4),

(b) удаление растворителя с получением аэрогеля или ксерогеля.(b) removing the solvent to obtain an airgel or xerogel.

Ниже рассмотрены предпочтительно используемые на стадии (а) компоненты (а1)-(а4) и соответствующие количественные соотношения.Below are considered preferably used in stage (a) components (a1) to (a4) and the corresponding quantitative ratios.

Полифункциональные изоцианаты (а1) ниже называют компонентом (а1). Соответственно полифункциональные ароматические амины (а2) ниже называют компонентом (а2). Специалистам понятно, что указанные мономерные компоненты находятся в органическом пористом материале в превращенной форме.Polyfunctional isocyanates (a1) below are called component (a1). Accordingly, polyfunctional aromatic amines (a2) are referred to below as component (a2). Those skilled in the art will recognize that these monomer components are in the converted form in the organic porous material.

Согласно изобретению под функциональностью соединения подразумевают число реакционноспособных групп в молекуле. В случае мономерного компонента (а1) функциональностью является число изоцианатных групп в молекуле. В случае мономерного компонента (а2) с аминогруппами функциональностью называют число реакционноспособных аминогрупп в молекуле. При этом полифункциональное соединение обладает функциональностью, равной по меньшей мере двум.According to the invention, the functionality of the compound means the number of reactive groups in the molecule. In the case of the monomer component (A1), the functionality is the number of isocyanate groups in the molecule. In the case of the monomer component (a2) with amino groups, the number of reactive amino groups in a molecule is called functionality. In this case, the multifunctional compound has a functionality of at least two.

В случае если в качестве компонента (а1), соответственно (а2) используют смеси соединений с разной функциональностью, функциональности компонентов соответствует средневзвешенное значение функциональности отдельных соединений. Молекула полифункционального соединения содержит по меньшей мере две из указанных выше функциональных групп.If, as component (A1), respectively (A2), mixtures of compounds with different functionality are used, the functionality of the components corresponds to the weighted average value of the functionality of the individual compounds. A polyfunctional compound molecule contains at least two of the above functional groups.

Компонент (а1)Component (A1)

В качестве компонента (а1) предпочтительно используют по меньшей мере один полифункциональный изоцианат.At least one polyfunctional isocyanate is preferably used as component (A1).

В соответствии с предлагаемым в изобретении способом используемое количество компонента (а1) предпочтительно составляет по меньшей мере 20% масс., в частности, по меньшей мере 30% масс., особенно предпочтительно по меньшей мере 40% масс., еще более предпочтительно по меньшей мере 55% масс., в частности, по меньшей мере 68% масс., соответственно в пересчете на общую массу компонентов (а1), (а2) и при необходимости (а3), суммарное количество которых составляет 100% масс. Кроме того, используемое в соответствии с предлагаемым в изобретении способом количество компонента (а1) предпочтительно составляет максимум 99,8% масс., в частности, максимум 99,3% масс., особенно предпочтительно максимум 97,5% масс., соответственно в пересчете на общую массу компонентов (а1), (а2) и при необходимости (а3), суммарное количество которых составляет 100% масс.According to the method of the invention, the amount of component (a1) used is preferably at least 20% by mass, in particular at least 30% by mass, particularly preferably at least 40% by mass, even more preferably at least 55% of the mass., In particular, at least 68% of the mass., Respectively, in terms of the total weight of the components (a1), (a2) and, if necessary (a3), the total amount of which is 100% of the mass. In addition, the amount of component (a1) used in accordance with the method of the invention is preferably at most 99.8% by mass, in particular at most 99.3% by mass, particularly preferably at most 97.5% by mass, respectively, in terms of on the total mass of components (a1), (a2) and, if necessary (a3), the total amount of which is 100% of the mass.

В качестве полифункциональных изоцианатов пригодны ароматические, алифатические, циклоалифатические и/или арилалифатические изоцианаты. Подобные полифункциональные изоцианаты известны или могут быть получены известными методами. В частности, полифункциональные изоцианаты можно использовать также в виде смесей, причем компонент (а1) в этом случае содержит разные полифункциональные изоцианаты. Используемые в качестве мономерных компонентов (а1) полифункциональные изоцианаты содержат две изоцианатные группы (ниже их называют диизоцианатами) или более двух изоцианатных групп в молекуле мономерного компонента.Aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and / or arylaliphatic isocyanates are suitable as polyfunctional isocyanates. Such multifunctional isocyanates are known or can be obtained by known methods. In particular, polyfunctional isocyanates can also be used in the form of mixtures, wherein component (a1) in this case contains different polyfunctional isocyanates. The multifunctional isocyanates used as monomer components (A1) contain two isocyanate groups (hereinafter referred to as diisocyanates) or more than two isocyanate groups in the molecule of the monomer component.

Особенно пригодными полифункциональными изоцианатами являются 2,2'-дифенилметандиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат и/или 4,4'-дифенилметандиизоцианат, 1,5-нафтилендиизоцианат, 2,4-толуилендиизоцианат и/или 2,6-толуилендиизоцианат, 3,3'-диметилдифенилдиизоцианат, 1,2-дифенилэтандиизоцианат и/или п-фенилендиизоцианат, триметилендиизоцианат, тетраметилендиизоцианат, пентаметилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, гептаметилендиизоцианат и/или октаметилендиизоцианат, 2-метилпентаметилен-1,5-диизоцианат, 2-этилбутилен-1,4-диизоцианат, пентаметилен-1,5-диизоцианат, бутилен-1,4-диизоцианат, 1-изоцианато-3,3,5-триметил-5-изоцианатометилциклогексан (изофорондиизоцианат), 1,4-бис(изоцианатометил)-циклогексан и/или 1,3-бис(изоцианатометил)циклогексан, 1,4-циклогександиизоцианат, 1-метил-2,4-циклогександиизоцианат и/или 1-метил-2,6-циклогександиизоцианат, а также 4,4'-дициклогексилметандиизоцианат, 2,4'-дициклогексилметандиизоцианат и/или 2,2'-дициклогексилметандиизоцианат.Particularly suitable polyfunctional isocyanates are 2,2'-diphenylmethanediisocyanate, 2,4'-diphenylmethanediisocyanate and / or 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 2,4-toluene diisocyanate and / or 2,6-toluene diisocyanate, 3 3'-dimethyldiphenyl diisocyanate, 1,2-diphenylethanediisocyanate and / or p-phenylenediisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate 2-methane di-isocyanate 2-or-heptamethylene diisocyanate pen tamethylene-1,5-diisocyanate, butylene-1,4-diisocyanate, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorondiisocyanate), 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane and / or 1, 3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-cyclohexanediisocyanate, 1-methyl-2,4-cyclohexanediisocyanate and / or 1-methyl-2,6-cyclohexanediisocyanate, as well as 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4'- dicyclohexylmethanediisocyanate and / or 2,2'-dicyclohexylmethanediisocyanate.

Предпочтительными полифункциональными изоцианатами (а1) являются ароматические изоцианаты. Это относится прежде всего к случаю использования воды в качестве компонента (а3).Preferred multifunctional isocyanates (A1) are aromatic isocyanates. This applies primarily to the case of the use of water as a component (a3).

В качестве компонента (а1) особенно предпочтительно используют следующие полифункциональные изоцианаты:The following polyfunctional isocyanates are particularly preferably used as component (A1):

i) полифункциональные изоцианаты на основе толуилендиизоцианата, в частности, 2,4-толуилендиизоцианат, 2,6-толуилендиизоцианат или смеси 2,4-толуилендиизоцианата с 2,6-толуилендиизоцианатом,i) polyfunctional isocyanates based on toluene diisocyanate, in particular 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate or a mixture of 2,4-toluene diisocyanate with 2,6-toluene diisocyanate,

ii) полифункциональные изоцианаты на основе дифенилметандиизоцианата, в частности, 2,2'-дифенилметандиизоцианат, 2,4'-дифенилметандиизоцианат, 4,4'-дифенилметандиизоцианат, олигомерный дифенилметандиизоцианат (олигомерный МДИ, называемый также полифенилполиметиленизоцианатом), смеси двух или трех указанных выше дифенилметандиизоцианатов, сырой дифенилметандиизоцианат (сырой МДИ), который образуется при получении дифенилметандиизоцианата, или смеси по меньшей мере одного олигомера дифенилметандиизоцианата по меньшей мере с одним из указанных выше низкомолекулярных производных дифенилметандиизоцианата,ii) diphenylmethanediisocyanate-based polyfunctional isocyanates, in particular 2,2'-diphenylmethanediisocyanate, 2,4'-diphenylmethanediisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, oligomeric diphenylmethanediisocyanate (oligomeric diphenylmethaniphenylmethylene diphenylmethane , crude diphenylmethanediisocyanate (crude MDI), which is formed upon receipt of diphenylmethanediisocyanate, or a mixture of at least one oligomer of diphenylmethanediisocyanate with at least one of the specified the above-mentioned low molecular weight derivatives of diphenylmethanediisocyanate,

iii) смеси по меньшей мере одного ароматического изоцианата по пункту i) по меньшей мере с одним ароматическим изоцианатом по пункту ii).iii) a mixture of at least one aromatic isocyanate according to paragraph i) with at least one aromatic isocyanate according to paragraph ii).

Особенно предпочтительным полифункциональным изоцианатом является олигомерный дифенилметандиизоцианат. Под олигомерным дифенилметандиизоцианатом (ниже называемым олигомерным МДИ) подразумевают смесь нескольких олигомерных продуктов конденсации дифенилметандиизоцианата (то есть производных дифенилметандиизоцианата). Полифункциональные изоцианаты предпочтительно могут быть синтезированы также из смесей мономерных ароматических диизоцианатов с олигомерным МДИ.A particularly preferred multifunctional isocyanate is the oligomeric diphenylmethanediisocyanate. By oligomeric diphenylmethanediisocyanate (hereinafter referred to as oligomeric MDI) is meant a mixture of several oligomeric condensation products of diphenylmethanediisocyanate (i.e. derivatives of diphenylmethanediisocyanate). Multifunctional isocyanates can also preferably be synthesized from mixtures of monomeric aromatic diisocyanates with oligomeric MDI.

Олигомерный МДИ содержит один или несколько многоядерных продуктов конденсации дифенилметандиизоцианата с функциональностью более двух, в частности, 3, 4 или 5. Олигомерный МДИ является известным продуктом, который часто называют полифенилполиметиленизоцианатом или полимерным МДИ. Олигомерный МДИ обычно синтезирован из смеси основанных на дифенилметандиизоцианате изоцианатов с разной функциональностью. Олигомерный МДИ обычно используют в смеси с мономерным дифенилметандиизоцианатом.The oligomeric MDI contains one or more multicore condensation products of diphenylmethanediisocyanate with a functionality of more than two, in particular 3, 4 or 5. The oligomeric MDI is a well-known product that is often called polyphenyl polymethylene isocyanate or polymer MDI. Oligomeric MDI is usually synthesized from a mixture of isocyanates based on diphenylmethanediisocyanate with different functionalities. Oligomeric MDI is usually used in a mixture with monomeric diphenylmethanediisocyanate.

(Средняя) функциональность содержащего олигомерный МДИ изоцианата может колебаться в примерном диапазоне от 2,2 до 5, в частности, от 2,4 до 3,5, в частности, от 2,5 до 3. Подобной смесью основанных на дифенилметандиизоцианате полифункциональных изоцианатов с разной функциональностью является, в частности, сырой МДИ, который образуется при получении дифенилметандиизоцианата, обычно катализируемом соляной кислотой, в качестве промежуточного продукта получения сырого МДИ.The (average) functionality of an oligomeric MDI-containing isocyanate can range from about 2.2 to 5, in particular 2.4 to 3.5, in particular 2.5 to 3. A similar mixture of diphenylmethanediisocyanate-based polyfunctional isocyanates with different functionality is, in particular, crude MDI, which is formed upon receipt of diphenylmethanediisocyanate, usually catalyzed by hydrochloric acid, as an intermediate product for the preparation of crude MDI.

Полифункциональные изоцианаты или смеси нескольких полифункциональных изоцианатов на основе дифенилметандиизоцианата являются известными продуктами, поставляемыми, например, фирмой BASF Polyurethanes GmbH под торговым названием Lupranat®.Multifunctional isocyanates or mixtures of several polyfunctional diphenylmethanediisocyanate-based multifunctional isocyanates are known products, for example, available from BASF Polyurethanes GmbH under the trade name Lupranat®.

Функциональность компонента (а1) предпочтительно составляет по меньшей мере два, в частности, по меньшей мере 2,2, особенно предпочтительно по меньшей мере 2,4. Функциональность компонента (а1) предпочтительно находится в интервале от 2,2 до 4, особенно предпочтительно от 2,4 до 3.The functionality of component (a1) is preferably at least two, in particular at least 2.2, particularly preferably at least 2.4. The functionality of component (a1) is preferably in the range from 2.2 to 4, particularly preferably from 2.4 to 3.

Содержание изоцианатных групп в компоненте (а1) предпочтительно составляет от 5 до 10 ммоль/г, в частности, от 6 до 9 ммоль/г, особенно предпочтительно от 7 до 8,5 ммоль/г. Специалистам известно, что содержание изоцианатных групп (в ммоль/г) находится в обратном соотношении с так называемой эквивалентной массой (в г/эквивалент). Содержание изоцианатных групп в ммоль/г вычисляют по их содержанию в массовых процентах, определяемому согласно стандарту ASTM D 5155-96 А.The content of isocyanate groups in component (a1) is preferably from 5 to 10 mmol / g, in particular from 6 to 9 mmol / g, particularly preferably from 7 to 8.5 mmol / g. Specialists know that the content of isocyanate groups (in mmol / g) is inversely related to the so-called equivalent mass (in g / equivalent). The content of isocyanate groups in mmol / g is calculated from their content in mass percent, determined according to ASTM D 5155-96 A.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения компонентом (а1) является по меньшей мере один полифункциональный изоцианат, выбранный из группы, включающей дифенилметан-4,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,2'-диизоцианат и олигомерный дифенилметандиизоцианат. Согласно данному предпочтительному варианту компонентом (а1) особенно предпочтительно является олигомерный дифенилметандиизоцианат с функциональностью по меньшей мере 2,4.In a preferred embodiment, component (a1) is at least one polyfunctional isocyanate selected from the group consisting of diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,2'-diisocyanate and oligomeric diphenylmethanediisocyanate. According to this preferred embodiment, component (a1) is particularly preferably an oligomeric diphenylmethanediisocyanate with a functionality of at least 2.4.

Вязкость используемого компонента (а1) можно варьировать в широких пределах. Компонент (а1) предпочтительно обладает вязкостью в диапазоне от 100 до 3000 мПа⋅с, особенно предпочтительно в диапазоне от 200 до 2500 мПа⋅с.The viscosity of the component (a1) used can vary widely. Component (A1) preferably has a viscosity in the range of 100 to 3000 mPa⋅s, particularly preferably in the range of 200 to 2500 mPa⋅s.

Компонент (а2)Component (A2)

В качестве компонента (а2) согласно изобретению используют по меньшей мере одно полифункциональное ОН- или NH-функционализованное соединение.At least one polyfunctional OH or NH functionalized compound is used as component (a2) according to the invention.

В рамках предпочтительного предлагаемого в изобретении способа компонентом (а2) является по меньшей мере один полифункциональный ароматический амин.In a preferred process of the invention, component (a2) is at least one polyfunctional aromatic amine.

Компонент (а2) частично можно получать in situ. В подобном варианте превращение на стадии (а) осуществляют в присутствии воды (а3). Вода реагирует с изоцианатными группами с образованием аминогрупп и высвобождением диоксида углерода. Таким образом, полифункциональные амины частично получают (in situ) в виде промежуточного продукта. В ходе дальнейшего превращения полифункциональные амины реагируют с изоцианатными группами с образованием соединений мочевины.Component (a2) can partially be obtained in situ. In a similar embodiment, the conversion in step (a) is carried out in the presence of water (a3). Water reacts with isocyanate groups to form amino groups and release carbon dioxide. Thus, multifunctional amines are partially obtained (in situ) as an intermediate. In the course of further conversion, polyfunctional amines react with isocyanate groups to form urea compounds.

В данном предпочтительном варианте превращение осуществляют в присутствии воды (а3) и полифункционального ароматического амина, используемого в качестве компонента (а2), а также при необходимости в присутствии катализатора (а4).In this preferred embodiment, the conversion is carried out in the presence of water (a3) and a polyfunctional aromatic amine used as component (a2), and also, if necessary, in the presence of catalyst (a4).

В другом предпочтительном варианте осуществляют превращение компонента (а1) с используемым в качестве компонента (а2) полифункциональным ароматическим амином при необходимости в присутствии катализатора (а4). Вода (а3) при этом отсутствует.In another preferred embodiment, component (a1) is converted with the polyfunctional aromatic amine used as component (a2), if necessary, in the presence of catalyst (a4). Water (a3) is absent.

Полифункциональные ароматические амины известны специалистам. Речь при этом идет о полифункциональных аминах, в молекуле которых присутствуют по меньшей мере две реакционноспособные по отношению к изоцианатам аминогруппы. Реакционноспособными по отношению к изоцианатам группами являются первичные и вторичные аминогруппы, причем реакционная способность первичных аминогрупп в общем случае гораздо выше реакционной способности вторичных аминогрупп.Multifunctional aromatic amines are known to those skilled in the art. We are talking about polyfunctional amines, in the molecule of which there are at least two amino groups reactive with respect to isocyanates. Primary and secondary amino groups are reactive with respect to isocyanates, the reactivity of primary amino groups being generally much higher than the reactivity of secondary amino groups.

Полифункциональными ароматическими аминами предпочтительно являются двухядерные ароматические соединения с двумя первичными аминогруппами (бифункциональные ароматические амины), соответствующие трехядерные или многоядерные ароматические соединения более чем с двумя первичными аминогруппами или смеси указанных соединений. Предпочтительными полифункциональными ароматическими аминами, используемыми в качестве компонента (а2), являются, в частности, изомеры и производные диаминодифенилметана.Polyfunctional aromatic amines are preferably binuclear aromatic compounds with two primary amino groups (bifunctional aromatic amines), corresponding trinuclear or multinuclear aromatic compounds with more than two primary amino groups, or mixtures of these compounds. Preferred multifunctional aromatic amines used as component (a2) are, in particular, isomers and derivatives of diaminodiphenylmethane.

Указанными бифункциональными двухядерными ароматическими аминами особенно предпочтительно являются соединения общей формулы (I):These bifunctional binuclear aromatic amines are particularly preferably compounds of general formula (I):

в которой остатки R¹ и R² могут быть одинаковыми или разными и независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород и неразветвленные или разветвленные алкильные группы с 1-6 атомами углерода, причем все заместители Q¹-Q⁵ и Q¹'-Q⁵' одинаковые или разные и независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, первичную аминогруппу и неразветвленную или разветвленную алкильную группу с 1-12 атомами углерода, которая может содержать другие функциональные группы при условии, что соединение общей формулы (I) содержит по меньшей мере две первичные аминогруппы, причем по меньшей мере один из заместителей Q¹, Q³ и Q⁵ означает первичную аминогруппу и по меньшей мере один из заместителей Q¹', Q³' и Q⁵' означает первичную аминогруппу.in which the radicals R ¹ and R ² may be the same or different and independently selected from the group consisting of hydrogen and unbranched or branched alkyl groups with 1-6 carbon atoms, with all the substituents Q ¹ -Q ⁵ and Q ¹ '- Q ⁵ ′ are identical or different and independently selected from the group consisting of hydrogen, a primary amino group and a straight or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, which may contain other functional groups, provided that the compound of general formula (I) contains at least m D two primary amine groups, wherein at least one of the substituents Q ^1, Q ³ and Q ⁵ represents a primary amino group and at least one of the substituents Q ¹ ', Q ^3', and Q ⁵ 'is a primary amino group.

В одном варианте осуществления изобретения алкильные группы, присутствующие в соединениях общей формулы (I) в качестве заместителей Q, выбраны из группы, включающей метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил и трет-бутил. Соответствующие соединения в дальнейшем называют замещенными ароматическими аминами (a2-s). Предпочтительным является также вариант, согласно которому все заместители Q означают водород, если они не являются указанными выше аминогруппами (речь при этом идет о так называемых незамещенных полифункциональных ароматических аминах).In one embodiment, the alkyl groups present in the compounds of general formula (I) as Q substituents are selected from the group consisting of methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl and tert-butyl. The corresponding compounds are hereinafter referred to as substituted aromatic amines (a2-s). It is also preferable that all the substituents Q are hydrogen, if they are not the above amino groups (in this case, the so-called unsubstituted multifunctional aromatic amines).

Остатки R¹ и R² в общей формуле (I) предпочтительно одинаковые или разные и независимо друг от друга выбраны из группы, включающей водород, первичную аминогруппу и неразветвленную или разветвленную алкильную группу с 1-6 атомами углерода. Остатки R¹ и R² предпочтительно выбраны из группы, включающей водород и метил. В особенно предпочтительном варианте остатки R¹ и R² означают водород.The residues R ¹ and R ² in the general formula (I) are preferably the same or different and are independently selected from the group consisting of hydrogen, a primary amino group and an unbranched or branched alkyl group with 1-6 carbon atoms. Residues R ¹ and R ^{2 are} preferably selected from the group consisting of hydrogen and methyl. In a particularly preferred embodiment, the residues R ¹ and R ^{2 are} hydrogen.

Кроме того, пригодными полифункциональными ароматическими аминами (а2) являются, в частности, изомеры и производные толуолдиамина. К предпочтительным изомерам и производным толуолдиамина, используемым в качестве компонента (а2), относятся, в частности, толуол-2,4-диамин и/или толуол-2,6-диамин, а также диэтилтолуолдиамины, в частности, 3,5-диэтилтолуол-2,4-диамин и/или 3,5-диэтилтолуол-2,6-диамин.In addition, suitable polyfunctional aromatic amines (a2) are, in particular, isomers and derivatives of toluene diamine. Preferred isomers and toluene diamine derivatives used as component (a2) include, in particular, toluene-2,4-diamine and / or toluene-2,6-diamine, as well as diethyltoluene diamines, in particular 3,5-diethyltoluene -2,4-diamine and / or 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine.

Компонентом (а2) еще более предпочтительно является по меньшей мере один полифункциональный ароматический амин, выбранный из группы, включающей 4,4'-диаминодифенилметан, 2,4'-диаминодифенилметан, 2,2'-диаминодифенилметан и олигомерный диаминодифенилметан.Component (a2) is even more preferably at least one polyfunctional aromatic amine selected from the group consisting of 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-diaminodiphenylmethane and oligomeric diaminodiphenylmethane.

Олигомерный диаминодифенилметан содержит один или несколько многоядерных продуктов конденсации анилина и формальдегида с метиленовым мостиком. Олигомерный диаминодифенилметан содержит по меньшей мере один олигомер диаминодифенилметана, в общем случае несколько олигомеров диаминодифенилметана с функциональностью более двух, в частности, 3, 4 или 5. Олигомерный диаминодифенилметан известен или может быть получен известными методами. Олигомерный диаминодифенилметан обычно используют в виде смесей с мономерным диаминодифенилметаном.Oligomeric diaminodiphenylmethane contains one or more multicore condensation products of aniline and formaldehyde with a methylene bridge. The oligomeric diaminodiphenylmethane contains at least one diaminodiphenylmethane oligomer, in general, several diaminodiphenylmethane oligomers with a functionality of more than two, in particular 3, 4 or 5. The oligomeric diaminodiphenylmethane is known or can be prepared by known methods. Oligomeric diaminodiphenylmethane is usually used in the form of mixtures with monomeric diaminodiphenylmethane.

(Средняя) функциональность используемого в качестве компонента (а2) полифункционального амина, содержащего олигомерный диаминодифенилметан, может колебаться в примерном интервале от 2,3 до 5, в частности, от 2,3 до 3,5, в частности, от 2,3 до 3. Подобной смесью основанных на диаминодифенилметане полифункциональных аминов с разными значениями функциональности является, в частности, сырой диаминодифенилметан, который, в частности, образуется при конденсации анилина с формальдегидом, обычно катализируемой соляной кислотой, в качестве промежуточного продукта получения сырого МДИ.The (average) functionality of the polyfunctional amine containing oligomeric diaminodiphenylmethane used as component (a2) can range from about 2.3 to 5, in particular from 2.3 to 3.5, in particular from 2.3 to 3. A similar mixture of diaminodiphenylmethane-based polyfunctional amines with different functionalities is, in particular, crude diaminodiphenylmethane, which, in particular, is formed by the condensation of aniline with formaldehyde, usually catalyzed by hydrochloric acid, as an intermediate of the product of Preparation of crude MDI.

По меньшей мере один полифункциональный ароматический амин особенно предпочтительно содержит диаминодифенилметан или производное диаминодифенилметана. По меньшей мере один полифункциональный ароматический амин особенно предпочтительно содержит олигомерный диаминодифенилметан. В особенно предпочтительном варианте компонент (а2) содержит в качестве соединения (а2) олигомерный диаминодифенилметан и в целом обладает функциональностью по меньшей мере 2,1. В частности, компонент (а2) содержит олигомерный диаминодифенилметан и обладает функциональностью по меньшей мере 2,4.At least one polyfunctional aromatic amine particularly preferably contains diaminodiphenylmethane or a derivative of diaminodiphenylmethane. At least one polyfunctional aromatic amine particularly preferably contains oligomeric diaminodiphenylmethane. In a particularly preferred embodiment, component (a2) contains oligomeric diaminodiphenylmethane as compound (a2) and generally has a functionality of at least 2.1. In particular, component (a2) contains oligomeric diaminodiphenylmethane and has a functionality of at least 2.4.

Согласно изобретению реакционную способность первичных аминогрупп можно регулировать благодаря использованию в качестве компонента (а2) замещенных полифункциональных ароматических аминов. Указанные ниже замещенные полифункциональные ароматические амины (a2-s) можно использовать в смеси с указанными выше (незамещенными) диаминодифенилметанами (все заместители Q в формуле (I) означают водород, если они не являются NH₂-группами) или по отдельности.According to the invention, the reactivity of the primary amino groups can be controlled by the use of substituted polyfunctional aromatic amines as component (a2). The following substituted polyfunctional aromatic amines (a2-s) can be used in admixture with the above (unsubstituted) diaminodiphenylmethanes (all Q substituents in formula (I) are hydrogen if they are not NH ₂ groups) or individually.

В подобном варианте заместители Q², Q⁴, Q²' и Q⁴' в приведенной выше формуле (I), включая значения этих заместителей, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы соединение общей формулы (I) в α-положении по меньшей мере к одной присоединенной к ароматическому ядру первичной аминогруппе содержало по меньшей мере одну неразветвленную или разветвленную алкильную группу с 1-12 атомами углерода, которая может содержать другие функциональные группы.In a similar embodiment, the substituents Q ² , Q ⁴ , Q ² ′ and Q ⁴ ′ in the above formula (I), including the meanings of these substituents, are preferably selected so that the compound of general formula (I) at the α-position is at least towards one attached to the aromatic core primary amino group contained at least one unbranched or branched alkyl group with 1-12 carbon atoms, which may contain other functional groups.

В подобном варианте заместители Q², Q⁴, Q²' и Q⁴' предпочтительно выбирают таким образом, чтобы замещенный ароматический амин (a2-s) содержал по меньшей мере две первичные аминогруппы, в α-положении к которым соответственно находятся одна или две неразветвленные или разветвленные алкильные группы с 1-12 атомами углерода, которые могут содержать другие функциональные группы. В случае если один или несколько заместителей Q², Q⁴, Q²' и Q⁴' выбирают таким образом, чтобы им соответствовали неразветвленные или разветвленные алкильные группы с 1-12 атомами углерода, содержащие другие функциональные группы, предпочтительными функциональными группами являются аминогруппы, гидроксильные группы и/или атомы галогена.In a similar embodiment, the substituents Q ² , Q ⁴ , Q ² 'and Q ⁴ ' are preferably selected so that the substituted aromatic amine (a2-s) contains at least two primary amino groups, in the α-position to which, respectively, are one or two unbranched or branched alkyl groups with 1-12 carbon atoms, which may contain other functional groups. If one or more substituents Q ² , Q ⁴ , Q ² 'and Q ⁴ ' are selected so that they correspond to unbranched or branched alkyl groups with 1-12 carbon atoms containing other functional groups, the preferred functional groups are amino groups, hydroxyl groups and / or halogen atoms.

Амины (a2-s) предпочтительно выбирают из группы, включающей 3,3',5,5'-тетраалкил-4,4'-диаминодифенилметан, 3,3',5,5'-тетраалкил-2,2'-диаминодифенилметан и 3,3',5,5'-тетраалкил-2,4'-диаминодифенилметан, причем находящиеся в 3,3',5 и 5'-положениях алкильные группы могут быть одинаковыми или разными, независимо друг от друга являясь неразветвленными или разветвленными алкильными группами с 1-12 атомами углерода, которые могут содержать другие функциональные группы. Подобными алкильными группами предпочтительно являются метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил или трет-бутил (соответственно незамещенные).Amines (a2-s) are preferably selected from the group consisting of 3.3 ', 5,5'-tetraalkyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3', 5,5'-tetraalkyl-2,2'-diaminodiphenylmethane and 3,3 ', 5,5'-tetraalkyl-2,4'-diaminodiphenylmethane, moreover, the alkyl groups located in the 3,3', 5 and 5'-positions may be the same or different, independently from each other being unbranched or branched alkyl groups with 1-12 carbon atoms, which may contain other functional groups. Such alkyl groups are preferably methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl or tert-butyl (respectively unsubstituted).

В одном варианте осуществления изобретения один, несколько или все атомы водорода одной или нескольких алкильных групп, присутствующих в качестве заместителей Q, могут быть заменены атомами галогена, в частности, атомами хлора. В качестве альтернативы один, несколько или все атомы водорода одной или нескольких алкильных групп, присутствующих в качестве заместителей Q, могут быть заменены NH₂- или ОН-группами. Однако предпочтительным является вариант, в соответствии с которым алкильные группы в общей формуле (I) состоят из углерода и водорода.In one embodiment of the invention, one, several, or all hydrogen atoms of one or more alkyl groups present as substituents Q may be replaced by halogen atoms, in particular chlorine atoms. Alternatively, one, several or all of the hydrogen atoms of one or more alkyl groups present as substituents on Q may be replaced with NH ₂ or OH groups. However, it is preferable that the alkyl groups in the general formula (I) consist of carbon and hydrogen.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения компонентом (a2-s) является 3,3',5,5'-тетраалкил-4,4'-диаминодифенилметан, причем алкильные группы могут быть одинаковыми или разными, независимо друг от друга являясь неразветвленными или разветвленными алкильными группами с 1-12 атомами углерода, которые при необходимости могут содержать функциональные группы. Подобные алкильные группы предпочтительно выбирают из группы, включающей незамещенные алкильные группы, в частности, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, втор-бутил и трет-бутил, особенно предпочтительно метил и этил. Еще более предпочтительными являются 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифенилметан и/или 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-диаминодифенилметан.In a particularly preferred embodiment, component (a2-s) is 3,3 ', 5,5'-tetraalkyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, wherein the alkyl groups may be the same or different, independently from each other, unbranched or branched alkyl groups with 1-12 carbon atoms, which may optionally contain functional groups. Such alkyl groups are preferably selected from the group consisting of unsubstituted alkyl groups, in particular methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl and tert-butyl, particularly preferably methyl and ethyl. Even more preferred are 3,3 ', 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane and / or 3,3', 5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane.

Указанные выше полифункциональные амины, используемые в качестве компонента (а2), известны специалистам или могут быть получены известными методами. Одним из известных методов является катализируемое кислотой превращение анилина, соответственно производных анилина, с формальдегидом.The above multifunctional amines used as component (a2) are known in the art or can be prepared by known methods. One known method is the acid-catalyzed conversion of aniline, respectively derivatives of aniline, with formaldehyde.

Как указано выше, полифункциональный ароматический амин можно частично заменять используемой в качестве компонента (а3) водой, причем в этом случае предварительно рассчитанное количество дополнительного полифункционального ароматического изоцианата, используемого в качестве компонента (а1), in situ превращают в соответствующий полифункциональный ароматический амин.As indicated above, the polyfunctional aromatic amine can be partially replaced by the water used as component (a3), in which case the previously calculated amount of additional polyfunctional aromatic isocyanate used as component (a1) is converted in situ to the corresponding polyfunctional aromatic amine.

Совокупность компонентов (а1)-(а3) ниже называют полуфабрикатом (А) органического геля.The combination of components (a1) to (a3) below is called a semi-finished product (A) of an organic gel.

Катализатор (а4)Catalyst (a4)

В предпочтительном варианте предлагаемый в изобретении способ предпочтительно осуществляют в присутствии по меньшей мере одного катализатора, используемого в качестве компонента (а4).In a preferred embodiment, the process of the invention is preferably carried out in the presence of at least one catalyst used as component (a4).

В качестве катализаторов в принципе можно использовать любые известные специалистам катализаторы, ускоряющие тримеризацию изоцианатов (так называемые катализаторы тримеризации), превращение изоцианатов с аминогруппами (так называемые гель-катализаторы) и/или, в случае использования воды, превращение изоцианатов с водой (так называемые катализаторы порообразования).In principle, any catalysts known to those skilled in the art that accelerate the trimerization of isocyanates (the so-called trimerization catalysts), the conversion of isocyanates with amino groups (the so-called gel catalysts) and / or, in the case of using water, the conversion of isocyanates with water (the so-called catalysts) can in principle be used pore formation).

Соответствующие катализаторы известны и обладают разной эффективностью в отношении ускорения трех указанных выше реакций. Таким образом, в зависимости от эффективности катализаторы могут относиться к одному или нескольким указанным выше типам. Кроме того, специалистам известно, что речь может идти также об ускорении других реакций, нежели указанные выше превращения.The corresponding catalysts are known and have different efficiencies in accelerating the three above reactions. Thus, depending on the effectiveness of the catalysts can be one or more of the above types. In addition, it is known to those skilled in the art that it can also be about accelerating other reactions than the above transformations.

Соответствующие катализаторы, в частности, можно характеризовать в зависимости от соотношения их гельобразующей и порообразующей активностей (смотри, например, Polyurethane, 3-е издание, G. Oertel, издательство Hanser, Мюнхен, 1993, сс. 104-110).Appropriate catalysts, in particular, can be characterized depending on the ratio of their gel-forming and pore-forming activities (see, for example, Polyurethane, 3rd edition, G. Oertel, Hanser, Munich, 1993, pp. 104-110).

Без использования компонента (а3), то есть без воды, предпочтительные катализаторы характеризуются высокой активностью в реакции тримеризации. Тем самым они оказывают особенно благоприятное воздействие на однородность сетчатой структуры, а, следовательно, на механические свойства.Without the use of component (a3), i.e. without water, the preferred catalysts are characterized by high activity in the trimerization reaction. Thus, they have a particularly beneficial effect on the uniformity of the mesh structure, and, consequently, on the mechanical properties.

В случае использования воды в качестве компонента (а3) предпочтительные катализаторы (а4) характеризуются сбалансированным соотношением гельобразующей и порообразующей активностей, а именно они не слишком сильно ускоряют превращение компонента (а1) с водой, негативно влияют на сетчатую структуру и одновременно обусловливают сокращение времени гелеобразования, то есть предпочтительно сокращается продолжительность извлечения изделий из формы. В то же время предпочтительные катализаторы характеризуются значительной активностью в реакции тримеризации. Тем самым они оказывают благоприятное воздействие на однородность сетчатой структуры, а, следовательно, на механические свойства.In the case of using water as component (a3), preferred catalysts (a4) are characterized by a balanced ratio of gel-forming and pore-forming activities, namely they do not accelerate too much the conversion of component (a1) with water, adversely affect the network structure and at the same time cause a reduction in gelation time, that is, the duration for removing the articles from the mold is preferably reduced. At the same time, preferred catalysts are characterized by significant activity in the trimerization reaction. Thus, they have a beneficial effect on the uniformity of the mesh structure, and, consequently, on the mechanical properties.

Катализаторы могут встраиваться в мономерные структурные элементы (встраиваемые катализаторы) или они не обладают подобной способностью (невстраиваемые катализаторы).Catalysts can be embedded in monomeric structural elements (built-in catalysts) or they do not have a similar ability (non-built catalysts).

В целесообразном варианте компонент (а4) используют в максимально ограниченном эффективном количестве. Предпочтительно используют от 0,01 до 5 масс. ч., в частности, от 0,1 до 3 масс. ч., особенно предпочтительно от 0,2 до 2,5 масс. ч. компонента (а4), соответственно в пересчете на 100 масс. ч. совокупности компонентов (а1), (а2) и (а3).In a suitable embodiment, component (a4) is used in the most limited effective amount. Preferably, 0.01 to 5 masses are used. hours, in particular, from 0.1 to 3 mass. hours, particularly preferably from 0.2 to 2.5 mass. including component (a4), respectively, in terms of 100 mass. including the totality of components (a1), (a2) and (a3).

Используемые в качестве компонента (а4) предпочтительные катализаторы выбирают из группы, включающей первичные амины, вторичные амины, третичные амины, производные триазина, металлоорганические соединения, хелатные комплексы металлов, четвертичные соли аммония, гидроксиды аммония, а также гидроксиды, алкоксиды или карбоксилаты щелочных или щелочно-земельных металлов.The preferred catalysts used as component (a4) are selected from the group consisting of primary amines, secondary amines, tertiary amines, triazine derivatives, organometallic compounds, metal chelate complexes, quaternary ammonium salts, ammonium hydroxides, as well as alkali or alkali hydroxides, alkoxides or carboxylates earth metals.

Пригодными катализаторами, в частности, являются сильные основания, например, гидроксиды четвертичного аммония, такие как тетраалкилгидроксиды аммония с 1-4 атомами углерода в алкильном остатке, гидроксид бензилтриметиламмония, гидроксиды щелочных металлов, например, гидроксид калия или гидроксид натрия, а также алкоксиды щелочных металлов, например, метилат натрия, метилат калия, метилат натрия и изопропилат калия.Suitable catalysts, in particular, are strong bases, for example, quaternary ammonium hydroxides, such as ammonium tetraalkyl hydroxides with 1-4 carbon atoms, benzyltrimethylammonium hydroxide, alkali metal hydroxides, for example, potassium hydroxide or sodium hydroxide, as well as alkali metal alkoxides for example, sodium methylate, potassium methylate, sodium methylate and potassium isopropylate.

Кроме того, пригодными катализаторами, в частности, являются соли щелочных металлов с карбоновыми кислотами, например, формиат калия, ацетат натрия, ацетат калия, 2-этилгексаноат калия, адипат калия и бензоат натрия, а также соли щелочных металлов с длинноцепными жирными кислотами с 8-20 атомами углерода, в частности, с 10-20 атомами углерода, и при необходимости с боковыми гидроксильными группами.In addition, suitable catalysts, in particular, are alkali metal salts with carboxylic acids, for example, potassium formate, sodium acetate, potassium acetate, potassium 2-ethylhexanoate, potassium adipate and sodium benzoate, as well as alkali metal salts with long chain fatty acids with 8 -20 carbon atoms, in particular with 10-20 carbon atoms, and optionally with side hydroxyl groups.

Пригодными катализаторами являются также, в частности, карбоксилаты четвертичного N-гидроксиалкиламмония, например, формиат триметилгидроксипропиламмония.Suitable catalysts are also, in particular, quaternary N-hydroxyalkylammonium carboxylates, for example, trimethylhydroxypropylammonium formate.

Пригодными фосфорорганическими соединениями, в частности, оксидами фосфоленов, являются, например, 1-метилфосфоленоксид, 3-метил-1-фенилфосфоленоксид, 1-фенилфосфоленоксид, 3-метил-1-бензилфосфоленоксид.Suitable organophosphorus compounds, in particular phospholene oxides, are, for example, 1-methylphosphole oxide, 3-methyl-1-phenylphosphole oxide, 1-phenylphosphole oxide, 3-methyl-1-benzylphosphylene oxide.

Использование металлоорганических соединений, в частности, в качестве гель-катализаторов известно специалистам, причем они также пригодны для использования в качестве катализаторов (а4). Предпочтительному использованию в качестве компонента (а4) подлежат оловоорганические соединения, например, 2-этилгексаноат олова и дилаурат дибутилолова. Кроме того, предпочтительными катализаторами являются ацетилацетонаты металлов, прежде всего ацетилацетонат цинка.The use of organometallic compounds, in particular as gel catalysts, is known to those skilled in the art, and they are also suitable for use as catalysts (a4). Organotin compounds, for example, tin 2-ethylhexanoate and dibutyltin dilaurate, are preferably used as component (a4). Further preferred catalysts are metal acetylacetonates, especially zinc acetylacetonate.

Использование третичных аминов в качестве гель-катализаторов и катализаторов тримеризации известно специалистам. Использование третичных аминов в качестве катализаторов (а4) является особенно предпочтительным. Предпочтительными третичными аминами являются, в частности, N,N-диметилбензиламин, N,N'-диметилпиперазин, N,N-диметилциклогексиламин, N,N',Nʺ-трис(диалкиламиноалкил)-s-гексагидротриазины, например, N,N',Nʺ-трис(диметиламинопропил)-s-гексагидротриазин, трис(диметиламинометил)фенол, бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, N,N,N,N,N-пентаметилдиэтилентриамин, метилимидазол, диметилимидазол, аминопропилимидазол, диметилбензиламин, 1,6-диазабицикло[5.4.0]ундецен-7, триэтиламин, триэтилендиамин (1,4-диазабицикло-[2.2.2]октан согласно номенклатуре IUPAC), диметиламиноэтаноламин, диметиламинопропиламин, N,N-диметиламиноэтоксиэтанол, N,N,N-три-метиламиноэтилэтаноламин, триэтаноламин, диэтаноламин, триизопропаноламин, диизопропаноламин, метилдиэтаноламин, бутилдиэтаноламин и гидроксиэтиланилин.The use of tertiary amines as gel and trimerization catalysts is known to those skilled in the art. The use of tertiary amines as catalysts (a4) is particularly preferred. Preferred tertiary amines are, in particular, N, N-dimethylbenzylamine, N, N'-dimethylpiperazine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N ', Nʺ-tris (dialkylaminoalkyl) -s-hexahydrotriazines, for example, N, N', Nʺ-tris (dimethylaminopropyl) -s-hexahydrotriazine, tris (dimethylaminomethyl) phenol, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N, N, N-pentamethyldiethylenetriamine, methylimidazole, dimethylimidazole, aminopropyl-dimethylbenzylamino [5.4.0] undecene-7, triethylamine, triethylenediamine (1,4-diazabicyclo- [2.2.2] octane according to IUPAC nomenclature), dimethylaminoethane olamine, dimethylaminopropylamine, N, N-dimethylaminoethoxyethanol, N, N, N-trimethylaminoethylethanolamine, triethanolamine, diethanolamine, triisopropanolamine, diisopropanolamine, methyldiethanolamine, butyl diethanolamine and hydroxyethylaniline.

Катализаторы, особенно предпочтительно используемые в качестве компонента (а4), выбирают из группы, включающей N,N-диметилциклогексиламин, бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир, N,N,N,N,N-пентаметилдиэтилентриамин, метилимидазол, диметилимидазол, аминопропилимидазол, диметилбензиламин, 1,6-диазабицикло[5,4,0]ундецен-7, трис-диметиламинопропилгексагидротриазин, триэтиламин, трис(диметиламинометил)фенол, триэтилендиамин(диазабицикло[2,2,2]октан), диметиламиноэтаноламин, диметиламинопропиламин, N,N-диметиламиноэтоксиэтанол, N,N,N-триметиламиноэтилэтаноламин, триэтаноламин, диэтаноламин, триизопропаноламин, диизопропаноламин, метилдиэтаноламин, бутилдиэтаноламин, гидроксиэтиланилин, ацетилацетонаты металлов, этилгексаноаты аммония и этилгексаноаты ионов металлов.The catalysts, particularly preferably used as component (a4), are selected from the group consisting of N, N-dimethylcyclohexylamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, N, N, N, N, N, pentamethyldiethylene triamine, methylimidazole, dimethylimidazole, aminopropylimidazylamine, dimethyl 1,6-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, tris-dimethylaminopropylhexahydrotriazine, triethylamine, tris (dimethylaminomethyl) phenol, triethylenediamine (diazabicyclo [2.2.2] octane), dimethylaminoethanolamine, dimethylaminopropylamine, dimethylaminoethoxyethanol, N, N, N-trimethylaminoethylethanol amine, triethanolamine, diethanolamine, triisopropanolamine, diisopropanolamine, methyldiethanolamine, butyldiethanolamine, hydroxyethylaniline, metal acetylacetonates, ammonium ethyl hexanoates and metal ion ethyl hexanoates.

Использование предпочтительных согласно изобретению катализаторов (а4) позволяет получать пористые материалы, которые обладают улучшенными механическими свойствами, прежде всего повышенным пределом прочности при сжатии. Кроме того, благодаря использованию катализаторов (а4) сокращается время гелеобразования, то есть ускоряется реакция гелеобразования, при одновременном отсутствии негативного влияния на другие свойства.The use of the catalysts (a4) preferred according to the invention makes it possible to obtain porous materials that have improved mechanical properties, especially an increased compressive strength. In addition, due to the use of catalysts (a4), the gelation time is reduced, that is, the gelation reaction is accelerated, while there is no negative effect on other properties.

РастворителиSolvents

Используемые согласно изобретению органические аэрогели или ксерогели получают в присутствии растворителя.Organic aerogels or xerogels used according to the invention are obtained in the presence of a solvent.

В соответствии с настоящим изобретением термин «растворитель» используют для обозначения жидкого разбавителя, то есть как растворителя в узком смысле этого понятия, так и диспергатора. Смесь, в частности, может являться истинным раствором, коллоидным раствором или дисперсией, например, эмульсией или суспензией. Смесь предпочтительно является истинным раствором. В условиях реализации стадии (а) растворитель является жидким соединением, предпочтительно органическим растворителем.In accordance with the present invention, the term “solvent” is used to mean a liquid diluent, that is, both a solvent in the narrow sense of the term and a dispersant. The mixture, in particular, can be a true solution, colloidal solution or dispersion, for example, an emulsion or suspension. The mixture is preferably a true solution. Under the conditions of the implementation of step (a), the solvent is a liquid compound, preferably an organic solvent.

В качестве растворителя в принципе можно использовать органическое соединение или смесь нескольких соединений, причем при температуре и давлении, при которых выполняют приготовление смеси, растворитель является жидким. Состав растворителя выбирают таким образом, чтобы растворитель обладал способностью растворять или диспергировать, предпочтительно растворять полуфабрикат органического геля. В соответствии с описанным выше предпочтительным методом получения органических аэрогелей или органических ксерогелей предпочтительны такие растворители, которые являются растворителями для органических полуфабрикатов геля (А), то есть растворители, которые в реакционных условиях полностью растворяют органические полуфабрикаты геля (А).As a solvent, in principle, an organic compound or a mixture of several compounds can be used, and at the temperature and pressure at which the mixture is prepared, the solvent is liquid. The composition of the solvent is selected so that the solvent has the ability to dissolve or disperse, preferably dissolve the prefabricated organic gel. In accordance with the preferred method described above for the preparation of organic airgels or organic xerogels, those solvents are preferred that are solvents for organic gel products (A), i.e. solvents that completely dissolve organic gel products (A) under reaction conditions.

Первоначальным продуктом реализуемого в присутствии растворителя превращения является гель, то есть вязкоупругая химическая сетчатая структура, набухшая при воздействии растворителя. Использование растворителя, который является хорошим агентом набухания образующейся сетчатой структуры, как правило приводит к формированию сетчатой структуры с тонкими порами и небольшим средним диаметром пор, в то время как использование растворителя, который является плохим агентом набухания для результирующего геля, как правило обусловливает формирование грубопористой сетчатой структуры с большим средним диаметром пор.The initial product of the transformation carried out in the presence of a solvent is a gel, that is, a viscoelastic chemical network structure that has swollen when exposed to a solvent. The use of a solvent, which is a good swelling agent of the resulting mesh structure, usually leads to the formation of a thin-pore mesh structure and a small average pore diameter, while the use of a solvent, which is a poor swelling agent for the resulting gel, usually results in the formation of a coarse-mesh structures with a large average pore diameter.

Таким образом, целевое распределение пор по размерам и целевая пористость определяются выбором растворителя. Кроме того, растворитель в общем случае выбирают таким образом, чтобы во время или после осуществления стадии (а) реализуемого согласно изобретению метода удавалось в максимально возможной степени исключить осаждение или коагуляцию вследствие образования осажденного продукта реакции.Thus, the target pore size distribution and target porosity are determined by the choice of solvent. In addition, the solvent is generally selected in such a way that during or after the implementation of step (a) of the method according to the invention, precipitation or coagulation can be eliminated as much as possible due to the formation of a precipitated reaction product.

При выборе пригодного растворителя количество осажденного продукта реакции обычно составляет менее 1% масс. в пересчете на общую массу смеси. Количество образующегося в конкретном растворителе осажденного продукта можно определять гравиметрически, для чего реакционную смесь до точки гелеобразования фильтруют через пригодный фильтр.When choosing a suitable solvent, the amount of precipitated reaction product is usually less than 1% of the mass. in terms of the total weight of the mixture. The amount of precipitated product formed in a particular solvent can be determined gravimetrically, for which the reaction mixture is filtered through a suitable filter to the point of gelation.

Пригодными растворителями являются известные из уровня техники растворители для полимеров на изоцианатной основе. При этом предпочтительными являются такие растворители, которые служат растворителем для компонентов (а1), (а2) и при необходимости (а3), то есть в реакционных условиях они с максимальной полнотой растворяют составляющие компонентов (а1), (а2) и при необходимости (а3). Растворитель предпочтительно инертен по отношению к компоненту (а1), то есть не способен реагировать с ним.Suitable solvents are those known in the art for isocyanate-based polymers. Moreover, those solvents are preferred that serve as a solvent for components (a1), (a2) and, if necessary (a3), that is, under reaction conditions they dissolve the components of components (a1), (a2) and, if necessary (a3) ) The solvent is preferably inert with respect to component (a1), i.e. is not capable of reacting with it.

В качестве растворителя можно использовать, например, кетоны, альдегиды, алкилалканоаты, амиды, в частности, формамид или N-метилпирролидон, сульфоксиды, в частности, диметилсульфоксид, алифатические или циклоалифатические галогенированные углеводороды, галогенированные ароматические соединения или фторсодержащие простые эфиры. Пригодными являются также смеси двух или более указанных выше соединений.As a solvent, for example, ketones, aldehydes, alkyl alkanoates, amides, in particular formamide or N-methylpyrrolidone, sulfoxides, in particular dimethyl sulfoxide, aliphatic or cycloaliphatic halogenated hydrocarbons, halogenated aromatic compounds or fluorine-containing ethers can be used. Mixtures of two or more of the above compounds are also suitable.

Кроме того, в качестве растворителя можно использовать ацетали, в частности, диэтоксиметан, диметоксиметан или 1,3-диоксолан.In addition, acetals, in particular diethoxymethane, dimethoxymethane or 1,3-dioxolane, can be used as a solvent.

Кроме того, в качестве растворителя пригодны простые алкиловые эфиры и циклические простые эфиры. Предпочтительными простыми алкиловыми эфирами являются, в частности, эфиры с 2-6 атомами углерода, прежде всего метилэтиловый эфир, диэтиловый эфир, метилпропиловый эфир, метилизопропиловый эфир, пропилэтиловый эфир, этилизопропиловый эфир, дипропиловый эфир, пропилизопропиловый эфир, диизопропиловый эфир, метилбутиловый эфир, метилизобутиловый эфир, метил-трет-бутиловый эфир, этил-н-бутиловый эфир, этилизобутиловый эфир и этил-трет-бутиловый эфир. Предпочтительными циклическими простыми эфирами являются, в частности, тетрагидрофуран, диоксан и тетрагидропиран.In addition, alkyl ethers and cyclic ethers are suitable as solvent. Preferred alkyl ethers are, in particular, esters of 2-6 carbon atoms, in particular methyl ethyl ether, diethyl ether, methylpropyl ether, methyl isopropyl ether, propylene ethyl ether, ethyl isopropyl ether, dipropyl ether, propyl isopropyl ether, diisopropyl ether, methyl butyl ether, methyl isobutyl ether ether, methyl tert-butyl ether, ethyl n-butyl ether, ethyl isobutyl ether and ethyl tert-butyl ether. Preferred cyclic ethers are, in particular, tetrahydrofuran, dioxane and tetrahydropyran.

Предпочтительными растворителями являются также алкилалканоаты, в частности, метилформиат, метилацетат, этилформиат, бутилацетат и этилацетат. Предпочтительные галогенированные растворители описаны в международной заявке WO 00/24799 (текст со строки 12 на странице 4 по строку 4 на странице 5).Also preferred are alkyl alkanoates, in particular methyl formate, methyl acetate, ethyl formate, butyl acetate and ethyl acetate. Preferred halogenated solvents are described in international application WO 00/24799 (text from line 12 on page 4 to line 4 on page 5).

Предпочтительными растворителями являются альдегиды и/или кетоны. Пригодные в качестве растворителя альдегиды или кетоны, в частности, обладают общей формулой R²-(CO)-R¹, в которой R¹ и R² означают водород или алкильные группы с одной, двумя, тремя или четырьмя атомами углерода. Пригодными альдегидами или кетонами являются, в частности, ацетальдегид, пропионовый альдегид, н-масляный альдегид, изомасляный альдегид, 2-этилмасляный альдегид, валериановый альдегид, изопентальдегид, 2-метилпентальдегид, 2-этилгексальдегид, акролеин, метакролеин, кротоновый альдегид, фурфураль, димер акролеина, димер метакролеина, 1,2,3,6-тетрагидробензальдегид, 6-метил-3-циклогексенальдегид, цианацетальдегид, сложный этиловый эфир глиоксалевой кислоты, бензальдегид, ацетон, диэтилкетон, метилэтилкетон, метилизобутилкетон, метил-н-бутилкетон, этилизопропилкетон, 2-ацетилфуран, 2-метокси-4-метилпентан-2-он, циклогексанон и ацетофенон. Указанные выше альдегиды и кетоны можно использовать также в виде смесей. В качестве растворителей особенно предпочтительны кетоны и альдегиды с алкильными группами, число атомов углерода в которых не превышает трех. Еще более предпочтительными являются кетоны общей формулы R¹(CO)R², в которой R¹ и R² соответственно независимо друг от друга означают алкильную группу с 1-3 атомами углерода. В одном предпочтительном варианте кетон является ацетоном. В другом предпочтительном варианте по меньшей мере один из двух заместителей R¹ и/или R² означает алкильную группу по меньшей мере с двумя атомами углерода, то есть речь идет, в частности, о метилэтилкетоне. Использование указанных выше особенно предпочтительных кетонов в комбинации с предлагаемым в изобретении способом позволяет получать пористые материалы с особенно малым средним диаметром пор. Можно предполагать, что структура образующегося геля является особенно мелкопористой вследствие более высокого сродства указанных выше особенно предпочтительных кетонов, хотя не исключаются и другие возможные причины.Preferred solvents are aldehydes and / or ketones. Suitable aldehydes or ketones as a solvent, in particular, have the general formula R ² - (CO) -R ¹ in which R ¹ and R ^{2 are} hydrogen or alkyl groups with one, two, three or four carbon atoms. Suitable aldehydes or ketones are, in particular, acetaldehyde, propionic aldehyde, n-butyric aldehyde, isobutyric aldehyde, 2-ethylbutyraldehyde, valerian aldehyde, isopentaldehyde, 2-methylpentaldehyde, 2-ethylhexroledehydedehyde, 2-ethylhexroledehydedehyde, acrolein, methacrolein dimer, 1,2,3,6-tetrahydrobenzaldehyde, 6-methyl-3-cyclohexenaldehyde, cyanoacetaldehyde, glyoxalic acid ethyl ester, benzaldehyde, acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl n-butyl ETOH, etilizopropilketon, 2-acetylfuran, 2-methoxy-4-methylpentan-2-one, cyclohexanone and acetophenone. The above aldehydes and ketones can also be used as mixtures. As solvents, ketones and aldehydes with alkyl groups in which the number of carbon atoms does not exceed three are particularly preferred. Ketones of the general formula R ¹ (CO) R ² , in which R ¹ and R ^2, respectively, independently of one another, represent an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, are even more preferred. In one preferred embodiment, the ketone is acetone. In another preferred embodiment, at least one of the two substituents R ¹ and / or R ² means an alkyl group with at least two carbon atoms, that is, it is, in particular, methyl ethyl ketone. The use of the above particularly preferred ketones in combination with the method of the invention makes it possible to obtain porous materials with a particularly small average pore diameter. It can be assumed that the structure of the resulting gel is particularly finely porous due to the higher affinity of the above-mentioned particularly preferred ketones, although other possible causes are not excluded.

Во многих случаях особенно пригодными оказываются растворители в виде смеси двух или более полностью смешивающихся друг с другом соединений, выбранных из группы, включающей указанные выше растворители.In many cases, solvents are particularly suitable as a mixture of two or more fully miscible compounds selected from the group consisting of the above solvents.

Перед превращением на стадии (а) реализуемого согласно изобретению метода предпочтительно выполняют подготовку компонентов (а1), (а2), при необходимости (а3) и при необходимости (а4), а также растворителя.Before conversion to stage (a) of the method implemented according to the invention, it is preferable to prepare components (a1), (a2), if necessary (a3) and, if necessary (a4), as well as a solvent.

Приготовление компонента (а1), с одной стороны, а также компонента (а2), при необходимости компонента (а3) и при необходимости компонента (а4), с другой стороны, соответственно выполняют предпочтительно независимо друг от друга в пригодном частичном количестве растворителя. Раздельное приготовление способствует оптимальному контролю, соответственно управлению реакцией гелеобразования до и во время смешивания.The preparation of component (a1), on the one hand, as well as component (a2), optionally component (a3) and, if necessary, component (a4), on the other hand, respectively, is preferably carried out independently in a suitable partial amount of solvent. Separate preparation contributes to optimal control, respectively, control of the gelation reaction before and during mixing.

В случае использования воды в качестве компонента (а3) приготовление компонента (а3) особенно предпочтительно выполняют отдельно от приготовления компонента (а1). Это позволяет избежать сопровождаемого образованием сетчатой структуры превращения воды с компонентом (а1) без участия компонента (а2). В противном случае смешивание воды с компонентом (а1) обусловливало бы менее благоприятные свойства конечных материалов (однородности пористой структуры и теплопроводности).In the case of using water as component (a3), the preparation of component (a3) is particularly preferably carried out separately from the preparation of component (a1). This avoids the transformation of water with component (a1) accompanied by the formation of a network structure without the participation of component (a2). Otherwise, mixing water with component (a1) would result in less favorable properties of the final materials (uniformity of the porous structure and thermal conductivity).

Смесь(-и), приготавливаемая(-ые) до реализации стадии (а), может(-гут) содержать также обычные известные специалистам вспомогательные компоненты в качестве дополнительных ингредиентов. Речь при этом идет, например, о поверхностно-активных веществах, средствах для образования центров кристаллизации, стабилизаторах окисления, средствах, облегчающих извлечение изделий из формы, красителях, пигментах, стабилизаторах (например, против гидролиза, света, нагрева или изменения окраски), неорганических и/или органических наполнителях, упрочняющих материалах и биоцидах.The mixture (s) prepared (s) prior to stage (a) can also comprise usual auxiliary components known to those skilled in the art as additional ingredients. We are talking about, for example, surfactants, agents for the formation of crystallization centers, oxidation stabilizers, agents that facilitate the removal of products from molds, dyes, pigments, stabilizers (for example, against hydrolysis, light, heating or discoloration), inorganic and / or organic fillers, reinforcing materials and biocides.

Более подробная информация, касающаяся указанных выше вспомогательных компонентов и добавок, приводится в специальной литературе, например, в справочнике Plastics Additives Handbook, 5-е издание, Н. Zweifel, издательство Hanser Publishers, Мюнхен, 2001, сс. 1 и 41-43.More detailed information regarding the above auxiliary components and additives is given in the specialized literature, for example, in the Plastics Additives Handbook, 5th edition, N. Zweifel, Hanser Publishers, Munich, 2001, ss. 1 and 41-43.

Для реализации превращения на стадии (а) сначала необходимо сформировать гомогенную смесь компонентов, приготовленных до превращения на стадии (а).To implement the transformation in stage (a), it is first necessary to form a homogeneous mixture of the components prepared before the transformation in stage (a).

Приготовление компонентов, подлежащих превращению на стадии (а), можно выполнять обычными методами. Для этой цели предпочтительно используют мешалку или иное смесительное устройство, обеспечивающее качественное и быстрое перемешивание. Промежуток времени, необходимый для формирования гомогенной смеси, должен быть меньше промежутка времени, в течение которого реакция гелеобразования сопровождается по меньшей мере частичным образованием геля, что позволяет избежать недостаточно полного перемешивания. Прочие условия перемешивания как правило не являются критичными: так, например, перемешивания можно осуществлять при температурах от 0 до 100°С и абсолютном давлении от 0,1 до 10 бар, в частности, например, при комнатной температуре и атмосферном давлении. По завершении приготовления гомогенной смеси смесительное устройство предпочтительно отключают.The preparation of the components to be converted in step (a) can be carried out by conventional methods. For this purpose, it is preferable to use a mixer or other mixing device that provides high-quality and quick mixing. The time interval necessary for the formation of a homogeneous mixture should be less than the period during which the gelation reaction is accompanied by at least partial gel formation, which avoids insufficiently complete mixing. Other mixing conditions are generally not critical: for example, mixing can be carried out at temperatures from 0 to 100 ° C and absolute pressure from 0.1 to 10 bar, in particular, for example, at room temperature and atmospheric pressure. Upon completion of the preparation of the homogeneous mixture, the mixing device is preferably turned off.

Под реакцией гелеобразования подразумевают реакцию полиприсоединения, прежде всего реакцию полиприсоединения изоцианатных групп и амино- или гидроксильных групп.A gelation reaction is understood to mean a polyaddition reaction, especially a polyaddition reaction of isocyanate groups and amino or hydroxyl groups.

Под гелем в соответствии с настоящим изобретением подразумевают сшитую систему на основе полимера, которая находится в контакте с жидкостью, то есть так называемый сольвогель или лиогель (соответственно аквагель или гидрогель, если жидкостью является вода). При этом полимерная фаза образует непрерывную пространственную сетчатую структуру.By gel in accordance with the present invention is meant a crosslinked polymer-based system that is in contact with a liquid, i.e., a so-called solvogel or lyogel (respectively, aquagel or hydrogel if the liquid is water). In this case, the polymer phase forms a continuous spatial network structure.

На стадии (а) гель обычно образуется в результате выдерживания, например, простого отстаивания смеси в резервуаре, реакционном сосуде или реакторе, в котором она находится (ниже называемом желирующим устройством). Во время гелеобразования (желирования) смесь предпочтительно не перемешивают, поскольку перемешивание может помешать формированию геля. Смесь во время гелеобразования предпочтительно следует накрывать крышкой, соответственно герметично закрывать желирующее устройство.In step (a), the gel is usually formed by holding, for example, simply settling the mixture in the tank, reaction vessel or reactor in which it is located (hereinafter referred to as gelling device). During gelation (gelation), the mixture is preferably not stirred, since mixing may interfere with gel formation. The mixture during gelation should preferably be covered with a lid, and the gelling device should be sealed accordingly.

Гелеобразование известно специалистам и описано, например, в международной заявке WO 2009/027310 (текст со строки 19 на странице 21 по строку 13 на странице 23).Gelation is known to those skilled in the art and is described, for example, in WO 2009/027310 (text from line 19 on page 21 to line 13 on page 23).

На технологической стадии (b) удаляют растворитель (выполняют сушку). Сушку в принципе можно осуществлять в сверхкритических условиях предпочтительно после замещения растворителя диоксидом углерода или другим пригодным для сверхкритической сушки растворителем. Подобная сушка известна специалистам. Сверхкритические условия характеризуются температурой и давлением, при которых подлежащая удалению текучая фаза находится в сверхкритическом состоянии. Благодаря этому можно уменьшить усадку геля при удалении растворителя. Полученный методом сверхкритической сушки материал называют аэрогелем.In process step (b), the solvent is removed (drying is performed). Drying can in principle be carried out under supercritical conditions, preferably after replacing the solvent with carbon dioxide or another solvent suitable for supercritical drying. Such drying is known to those skilled in the art. Supercritical conditions are characterized by temperature and pressure at which the fluid phase to be removed is in a supercritical state. Due to this, it is possible to reduce gel shrinkage when removing the solvent. The material obtained by supercritical drying is called airgel.

Однако с учетом технологической простоты предпочтительной является сушка, предусматривающая переведение содержащейся в полученном геле жидкости в газообразное состояние при температуре и давлении ниже критической температуры и критического давления присутствующей в геле жидкости. Полученный методом субкритической сушки материал называют ксерогелем.However, taking into account technological simplicity, drying is preferable, which involves transferring the liquid contained in the obtained gel to a gaseous state at a temperature and pressure below the critical temperature and critical pressure of the liquid present in the gel. The material obtained by the method of subcritical drying is called xerogel.

Сушку полученного геля предпочтительно выполняют путем переведения растворителя в газообразное состояние при температуре и давлении ниже критической температуры и критического давления растворителя. В соответствии с этим сушку предпочтительно осуществляют путем удаления присутствовавшего при превращении растворителя без предшествующего замещения этого растворителя другим растворителем. Соответствующие методы также известны специалистам и описаны в международной заявке WO 2009/027310 (текст со строки 22 на странице 26 по строку 36 на странице 28).Drying of the obtained gel is preferably carried out by converting the solvent to a gaseous state at a temperature and pressure below the critical temperature and critical pressure of the solvent. Accordingly, drying is preferably carried out by removing the solvent present during the conversion without previously replacing the solvent with another solvent. Appropriate methods are also known to those skilled in the art and are described in international application WO 2009/027310 (text from line 22 on page 26 to line 36 on page 28).

Описанным выше методом получают органические пористые материалы, которые отличаются хорошими свойствами при использовании в качестве изоляционного материала.The above-described method produces organic porous materials that are distinguished by good properties when used as an insulating material.

Органический пористый материал, используемый в предлагаемых в изобретении композитных элементах в качестве изоляционной сердцевины, предпочтительно обладает плотностью в диапазоне от 70 до 300 кг/м³, в частности, от 75 до 250 кг/м³, более предпочтительно от 85 до 220 кг/м³, особенно предпочтительно от 90 до 200 кг/м³.The organic porous material used in the composite elements of the invention as an insulating core preferably has a density in the range of 70 to 300 kg / m ³ , in particular 75 to 250 kg / m ³ , more preferably 85 to 220 kg / m ³ , particularly preferably from 90 to 200 kg / m ³ .

Таким образом, настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину из органического пористого материала, который обладает плотностью в диапазоне от 70 до 300 кг/м³.Thus, the present invention in a preferred embodiment relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of organic porous material, which has a density in the range from 70 to 300 kg / m ³ .

Кроме того, предпочтительные органические пористые материалы обладают термостабильностью, которая допускает возможность непрерывного формирования профилированного изделия вокруг изоляционной сердцевины, то есть указанные материалы стабильны, например, при экструдировании профилированного изделия. В соответствии с этим предпочтительные органические пористые материалы обладают термостабильностью, превышающей 160°С.In addition, preferred organic porous materials exhibit thermal stability which allows for the continuous formation of a shaped article around an insulating core, that is, said materials are stable, for example, during extrusion of a shaped article. Accordingly, preferred organic porous materials exhibit thermal stability in excess of 160 ° C.

Таким образом, настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину из органического пористого материала, который обладает термостабильностью, превышающей 160°С.Thus, the present invention in a preferred embodiment relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of organic porous material, which has a thermal stability exceeding 160 ° C.

Органические аэрогели и ксерогели, предпочтительно используемые в соответствии с изобретением, обладают комплексом свойств, который, во-первых, позволяет обеспечить хорошую теплоизоляцию композитных элементов, а, во-вторых, благодаря стабильности способствует простоте изготовления композитных элементов.Organic aerogels and xerogels, preferably used in accordance with the invention, have a set of properties, which, firstly, allows for good thermal insulation of composite elements, and, secondly, due to its stability, it facilitates the ease of manufacture of composite elements.

Таким образом, настоящее изобретение, в частности, позволяет получать изоляционную сердцевину надлежащего размера и формы, а затем формировать вокруг этой изоляционной сердцевины профилированное изделие. Это позволяет отказаться от использования трудоемкой технологии, требующей изготовления полого профиля, который затем заполняют изоляционным материалом.Thus, the present invention, in particular, allows to obtain an insulating core of the appropriate size and shape, and then to form around this insulating core a profiled product. This allows you to abandon the use of labor-intensive technology, requiring the manufacture of a hollow profile, which is then filled with insulating material.

Изоляционная сердцевина в общем случае может обладать любой необходимой формой, которая с точки зрения специалистов пригодна для целевого применения. Изоляционная сердцевина может обладать круглым и/или многогранным поперечным сечением. Кроме того, сердцевина может обладать равномерным или неравномерным конструктивным исполнением и может быть снабжена, например, выемками, пазами, гранями и т.д., которые могут располагаться относительно технологического направления параллельно или перпендикулярно.The insulating core in the general case can have any necessary shape, which, from the point of view of specialists, is suitable for targeted use. The insulating core may have a round and / or multi-faceted cross section. In addition, the core may have a uniform or uneven design and may be provided, for example, with recesses, grooves, faces, etc., which may be parallel or perpendicular to the process direction.

Изоляционная сердцевина в общем случае обладает габаритными размерами в диапазоне от 5 до 250 мм, предпочтительно от 10 до 150 мм, особенно предпочтительно от 15 до 100 мм, в частности, от 20 до 80 мм, причем в случае неравномерных сердцевин под габаритными размерами подразумевают наибольшие удаления соответствующих крайних точек друг от друга.The insulating core generally has overall dimensions in the range from 5 to 250 mm, preferably from 10 to 150 mm, particularly preferably from 15 to 100 mm, in particular from 20 to 80 mm, and in the case of uneven cores, overall dimensions mean the largest removing the corresponding extreme points from each other.

Изготовленный согласно изобретению композитный элемент в предпочтительном варианте исполнения содержит точно одну изоляционную сердцевину из органического пористого материала. Согласно изобретению композитный элемент может иметь также две, три или четыре сердцевины из органического пористого материала. В случае если изготовленный согласно изобретению композитный элемент включает две, три или четыре сердцевины, последние могут обладать одинаковой или разной формой. Кроме того, согласно изобретению возможен вариант исполнения композитного элемента, предусматривающий наличие по меньшей мере одной изоляционной сердцевины из органического пористого материала и по меньшей мере одной другой изоляционной сердцевины из другого материала, например, пенополиуретана.The composite element produced according to the invention in a preferred embodiment contains exactly one insulating core of organic porous material. According to the invention, the composite element may also have two, three or four cores of organic porous material. If the composite element manufactured according to the invention includes two, three or four cores, the latter may have the same or different shape. In addition, according to the invention, an embodiment of the composite element is possible, comprising at least one insulating core of organic porous material and at least one other insulating core of another material, for example polyurethane foam.

Предлагаемый в изобретении композитный элемент включает профилированное изделие, которое в принципе может состоять из любого пригодного материала, в частности, из перерабатываемых в термопластичном состоянии материалов или из алюминия.The composite element according to the invention includes a shaped article, which in principle can consist of any suitable material, in particular, materials processed in a thermoplastic state or aluminum.

При этом профилированное изделие окружает изоляционную сердцевину частично или полностью, предпочтительно полностью. Кроме того, в предпочтительном варианте исполнения профилированное изделие имеет соединенные с ним ребра.In this case, the shaped article surrounds the insulating core partially or completely, preferably completely. In addition, in a preferred embodiment, the shaped article has ribs connected to it.

Толщина профилированного изделия, соответственно толщина профилированного изделия вместе с ребрами, которыми при необходимости оно снабжено, в общем случае составляет от 1 до 20 мм, предпочтительно от 2 до 15 мм, особенно предпочтительно от 3 до 10 мм, причем профилированное изделие и ребра могут обладать разной или одинаковой толщиной. В предпочтительном варианте исполнения оболочка или ребра в разных местах профилированного изделия обладают разной толщиной, причем значения толщины в продольном направлении являются одинаковыми, а в поперечном направлении они могут отличаться друг от друга. Это зависит, например, от придаваемой профилированному изделию, формы, которая, в свою очередь, определяется последующим применением.The thickness of the profiled product, respectively, the thickness of the profiled product together with the ribs with which it is provided, is generally from 1 to 20 mm, preferably from 2 to 15 mm, particularly preferably from 3 to 10 mm, and the profiled product and ribs may have different or the same thickness. In a preferred embodiment, the shell or ribs in different places of the profiled product have different thicknesses, and the thickness values in the longitudinal direction are the same, and in the transverse direction they can differ from each other. This depends, for example, on the shape given to the profiled product, which, in turn, is determined by subsequent use.

Профилированное изделие композитного элемента, подлежащего изготовлению согласно настоящему изобретению, предпочтительно содержит по меньшей мере один термопластичный материал. Пригодные термопластичные материалы известны специалистам и выбраны, например, из группы, включающей полиолефины, в частности, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), полиметилметакрилат, полиэтилен, полипропилен, полистирол или поливинилхлорид, поликонденсаты, в частности, полиамиды (например, полиамид 6 или полиамид 6,6), полилактат, поликарбонаты, сложные полиэфиры, в частности, полиэтилентерефталат, простой полиэфирэфиркетон, продукты полиприсоединения, в частности, термопластичный полиуретан, древесно-пластиковые композиты и смеси указанных материалов. В особенно предпочтительном варианте оболочка изготавливаемого согласно изобретению профилированного изделия содержит поливинилхлорид. Поливинилхлорид и его получение путем полимеризации винилхлорида известны специалистам.The shaped article of the composite element to be manufactured according to the present invention preferably comprises at least one thermoplastic material. Suitable thermoplastic materials are known to those skilled in the art and are selected, for example, from the group consisting of polyolefins, in particular a copolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene (ABS), polymethyl methacrylate, polyethylene, polypropylene, polystyrene or polyvinyl chloride, polycondensates, in particular polyamides 6 (e.g. or polyamide 6.6), polylactate, polycarbonates, polyesters, in particular polyethylene terephthalate, polyether ether ketone, polyaddition products, in particular thermoplastic polyurethane, wood-plastic composite you and mixtures thereof. In a particularly preferred embodiment, the shell of the shaped article according to the invention comprises polyvinyl chloride. Polyvinyl chloride and its preparation by polymerization of vinyl chloride are known in the art.

Таким образом, настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида или алюминия.Thus, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of the above type, and the profiled product consists of polyvinyl chloride or aluminum.

Изобретение в особенно предпочтительном варианте его осуществления относится к композитному элементу, включающему профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида.The invention in a particularly preferred embodiment relates to a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of the above type, and the profiled product consists of polyvinyl chloride.

В предпочтительном варианте исполнения профилированное изделие содержит термопластичный материал с точкой плавления ниже 220°С.In a preferred embodiment, the shaped article comprises a thermoplastic material with a melting point below 220 ° C.

Согласно изобретению предлагаемый в изобретении композитный элемент можно изготавливать в разных режимах, например, в непрерывном или периодическом режиме, причем предпочтительным является непрерывный режим изготовления.According to the invention, the composite element according to the invention can be manufactured in different modes, for example, in continuous or batch mode, with a continuous manufacturing mode being preferred.

Согласно изобретению изготовление предлагаемых в изобретении композитных элементов в принципе можно осуществлять разными методами при условии, что это позволяет помещать изоляционную сердцевину в профилированное изделие с точной припасовкой.According to the invention, the manufacture of the composite elements proposed in the invention can, in principle, be carried out by different methods, provided that this allows the insulating core to be placed in the shaped article with an exact fit.

При этом профилированное изделие предпочтительно формируют вокруг изоляционной сердцевины. Это позволяет упростить технологию изготовления предлагаемого в изобретении композитного элемента, облегчая формование полых тел в профилированном изделии, поскольку изоляционная сердцевина определяет форму полого тела.In this case, the shaped article is preferably formed around the insulating core. This makes it possible to simplify the manufacturing technology of the composite element proposed in the invention, facilitating the formation of hollow bodies in a profiled product, since the insulating core determines the shape of the hollow body.

В соответствии с этим настоящее изобретение относится также к непрерывному способу изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем профилированное изделие формируют вокруг изоляционной сердцевины.Accordingly, the present invention also relates to a continuous process for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and the ultimate tensile strength determined in accordance with DIN 53421 is more than 0.20 N / mm ² , and the shaped product form around the insulating core.

Таким образом, согласно изобретению предоставляется возможность изготовления обладающей необходимой формой изоляционной сердцевины, ее хранения и последующей переработки.Thus, according to the invention, it is possible to manufacture an insulating core having the necessary shape, its storage and subsequent processing.

При этом формирование профилированного изделия можно выполнять разными методами, например, посредством экструдера, особенно предпочтительно посредством экструдера с кольцевым формующим инструментом.Moreover, the formation of the shaped product can be performed by various methods, for example, by means of an extruder, particularly preferably by means of an extruder with a ring forming tool.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к способу изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем профилированное изделие непрерывно формируют вокруг изоляционной сердцевины посредством экструдера с кольцевым формующим инструментом.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a method for manufacturing a composite element comprising a shaped article and at least partially surrounded by a shaped article of an insulating core of the above type, wherein the shaped article is continuously formed around the insulating core by an extruder with a ring forming tool.

Изобретение в другом варианте его осуществления относится к способу изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем вокруг изоляционной сердцевины формируют профилированное изделие из нескольких частей.The invention, in another embodiment, relates to a method for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core of the above type, wherein a profiled product of several parts is formed around the insulating core.

При этом согласно изобретению вокруг изоляционной сердцевины, например, можно формировать профилированное изделие из нескольких предварительно сформованных частей, однако возможен также другой вариант, согласно которому предварительно формуют часть профилированного изделия, вкладывают в нее изоляционную сердцевину, а затем замыкают профилированное изделие, например, посредством экструдера.Moreover, according to the invention, for example, it is possible to form a profiled product from several preformed parts around an insulating core, however, it is also possible that a part of the profiled product is preformed, an insulating core is inserted into it, and then the profiled product is closed, for example, by means of an extruder .

В случае если профилированное изделие формируют вокруг изоляционной сердцевины из нескольких предварительно сформованных частей, отдельные части профилированного изделия можно соединять друг с другом разными методами, например, склеиванием, свариванием или посредством хомутов.If the profiled product is formed around an insulating core from several preformed parts, the individual parts of the profiled product can be connected to each other by different methods, for example, by gluing, welding or using clamps.

Таким образом, профилированное изделие предпочтительно можно формировать из пригодного для термопластичной переработки материала, например, поливинилхлорида.Thus, the shaped article can preferably be formed from a material suitable for thermoplastic processing, for example, polyvinyl chloride.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к способу изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину указанного выше типа, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to a method for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core of the above type, wherein the profiled product consists of polyvinyl chloride.

Изготовление композитного элемента согласно изобретению предпочтительно можно осуществлять посредством экструдера с кольцевым формующим инструментом. Соответствующий способ предусматривает введение изоляционной сердцевины в экструдер с присоединенным к нему экструзионным мундштуком, предназначенным для изготовления кольцевых профилей, и изоляционную сердцевину заключают в оболочку в виде профилированного изделия по меньшей мере из одного термопластичного материала, получая готовый композитный элемент.The manufacture of the composite element according to the invention can preferably be carried out by means of an extruder with a ring forming tool. The corresponding method involves the introduction of an insulating core into the extruder with an extrusion die attached to it, intended for the manufacture of ring profiles, and the insulating core is enclosed in a shell in the form of a shaped article of at least one thermoplastic material, obtaining a finished composite element.

При этом изоляционную сердцевину вводят в экструдер, оснащенный мундштуком, форма которого аналогична форме профилированного изделия. В экструдере предназначенный для формирования оболочки термопластичный материал в расплавленном состоянии наносят на сердцевину. Варианты конструктивного исполнения подобного используемого согласно изобретению экструдера известны специалистам и приведены, например, в международной заявке WO 2009/098068.In this case, the insulating core is introduced into an extruder equipped with a mouthpiece, the shape of which is similar to the shape of the shaped product. In an extruder, a thermoplastic material for forming a shell in a molten state is applied to the core. Embodiments of the similar extruder used according to the invention are known to those skilled in the art and are given, for example, in international application WO 2009/098068.

Предлагаемый в изобретении способ предпочтительно осуществляют при температуре плавления термопластичного материала, из которого состоит профилированное изделие, например, в температурном интервале от 100 до 220°С, особенно предпочтительно от 130 до 190°С.The inventive method is preferably carried out at the melting temperature of the thermoplastic material of which the shaped product consists, for example, in the temperature range from 100 to 220 ° C, particularly preferably from 130 to 190 ° C.

Температура затвердевания термопластичного материала после выхода из экструдера предпочтительно составляет, например, от 25 до 180°С, предпочтительно от 50 до 150°С.The solidification temperature of the thermoplastic material after exiting the extruder is preferably, for example, from 25 to 180 ° C, preferably from 50 to 150 ° C.

Экструдирование термопластичных материалов известно специалистам и описано, например, в „Einführung in die Kunststoffverarbeitung”, 5-е издание, сентябрь 2006, сс. 87-180 (Walter Michaeli, издательство Hanser Fachbuch).The extrusion of thermoplastic materials is known to those skilled in the art and is described, for example, in “Einführung in die Kunststoffverarbeitung”, 5th edition, September 2006, ss. 87-180 (Walter Michaeli, Hanser Fachbuch).

В случае если согласно изобретению в профилированное изделие вводят армирующий материал, последний можно подавать в экструдер в виде готового формованного материала, например, в виде ленты. В другом варианте осуществления изобретения армирующий материал экструдируют в экструдере одновременно с оболочкой в виде профилированного изделия. При этом армирующий материал подают в экструдер предпочтительно в расплавленном состоянии.If according to the invention reinforcing material is introduced into the profiled product, the latter can be fed into the extruder in the form of a finished molded material, for example, in the form of a tape. In another embodiment, the reinforcing material is extruded in the extruder simultaneously with the shell in the form of a shaped article. In this case, the reinforcing material is fed into the extruder, preferably in a molten state.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения армирующий материал обладает размерами, которые определяются размерами профилированного изделия и которые придают армированному профилированному изделию максимально высокую стабильность. При этом армирование выполняют таким образом, чтобы теплопередача внутри профилированного изделия, например, внутри оконных или дверных рам, была незначительной или по крайней мере не возрастала.In a preferred embodiment of the invention, the reinforcing material has dimensions that are determined by the dimensions of the profiled product and which give the reinforced profiled product the highest possible stability. In this case, the reinforcement is performed in such a way that the heat transfer inside the shaped product, for example, inside window or door frames, is insignificant or at least does not increase.

Согласно изобретению профилированное изделие вокруг изоляционной сердцевины можно формировать также в периодическом режиме, например, из нескольких предварительно сформованных частей, причем отдельные части профилированного изделия можно соединять друг с другом разными методами, например, склеиванием, свариванием или посредством хомутов.According to the invention, the profiled product around the insulating core can also be formed in a batch mode, for example, from several preformed parts, and the individual parts of the profiled product can be connected to each other by different methods, for example, by gluing, welding or using clamps.

Согласно изобретению можно использовать также альтернативную технологию, в соответствии с которой сначала осуществляют полное изготовление профилированного изделия, а затем в предварительно сформованные полости вводят изоляционную сердцевину. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения формирование профилированного изделия вокруг изоляционной сердцевины не предусматривается.According to the invention, an alternative technology can also be used, according to which first the complete production of the shaped product is carried out, and then an insulating core is introduced into the preformed cavities. In accordance with this embodiment of the invention, the formation of a profiled product around the insulating core is not provided.

В соответствии с данным технологическим вариантом изоляционную сердцевину можно вводить в профилированное изделие обычными методами, например, путем засасывания или вталкивания, предпочтительно путем вталкивания.In accordance with this technological embodiment, the insulating core can be introduced into the profiled product by conventional methods, for example, by suction or pushing, preferably by pushing.

Таким образом, настоящее изобретение относится также к альтернативному варианту способа изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем изоляционную сердцевину вталкивают в профилированное изделие.Thus, the present invention also relates to an alternative method of manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product insulating core, and the insulating core consists of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to standard DIN 53421 compressive strength of more than 0.20 N / mm ^2, wherein the insulation of heart the blame is pushed into the shaped article.

Предлагаемые в изобретении композитные элементы обладают низкой теплопроводностью при остающейся на неизменном уровне толщине изоляции, в связи с чем они пригодны для использования в качестве строительных деталей, например, окон или дверей.The composite elements proposed in the invention have low thermal conductivity with the insulation thickness remaining at a constant level, and therefore they are suitable for use as building parts, for example, windows or doors.

При указанном применении удается соблюдать предельные значения коэффициента теплопередачи (в Вт/м²⋅K) для отдельных элементов обшивки зданий (стен, окон), что способствует хорошей теплоизоляции.With this application, it is possible to comply with the limit values of the heat transfer coefficient (in W / m ² ⋅K) for individual elements of the cladding of buildings (walls, windows), which contributes to good thermal insulation.

Таким образом, настоящее изобретение относится также к применению органического пористого материала с определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² в качестве изоляционного материала в профилированных изделиях.Thus, the present invention also relates to the use of an organic porous material with a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength determined according to DIN 53421 of more than 0.20 N / mm ² as insulation material in profiled products.

В соответствии с этим настоящее изобретение в предпочтительном варианте его осуществления относится к применению органического пористого материала в качестве изоляционного материала в профилированных изделиях указанного выше типа, причем профилированные изделия используют для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.Accordingly, the present invention, in a preferred embodiment, relates to the use of an organic porous material as an insulating material in shaped products of the above type, the shaped products being used for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or structural components of facades.

Настоящее изобретение в другом варианте его осуществления относится также к применению предлагаемого в изобретении композитного элемента или композитного элемента, который может быть изготовлен предлагаемым в изобретении способом, для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.The present invention in another embodiment also relates to the use of the composite element or composite element according to the invention, which can be manufactured by the method according to the invention, for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or facade construction elements.

Предлагаемые в изобретении композитные элементы пригодны для изготовления различных строительных деталей, например, окон.The composite elements of the invention are suitable for the manufacture of various building components, such as windows.

Таким образом, настоящее изобретение в другом варианте его осуществления относится, в частности, также к окну, содержащему композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм².Thus, the present invention in another embodiment also relates, in particular, to a window containing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having defined according to standard DIN 12667 thermal conductivity in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and defined by DIN 53421 standard tensile strength in compression of more than 0.20 N / mm ² .

Ниже в качестве примера приведены варианты осуществления изобретения, не ограничивающие его объема. В частности, изобретение включает также те варианты осуществления, которые вытекают из последующего описания, и их комбинации.The following are examples of non-limiting embodiments of the invention. In particular, the invention also includes those embodiments that arise from the following description, and combinations thereof.

1. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм².1. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 compressive strength of more than 0.20 N / mm ² .

2. Композитный элемент согласно варианту осуществления изобретения 1, причем органический пористый материал выбран из группы, включающей органические ксерогели или органические аэрогели или комбинации двух или более указанных гелей.2. A composite element according to a variant embodiment of the invention 1, wherein the organic porous material is selected from the group comprising organic xerogels or organic aerogels or combinations of two or more of these gels.

3. Композитный элемент согласно варианту осуществления изобретения 1 или 2, причем органический пористый материал выбран из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных гелей.3. A composite element according to embodiment 1 or 2, wherein the organic porous material is selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic airgels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or a combination of two or more of these gels.

4. Композитный элемент согласно одному из вариантов осуществления изобретения 1-3, причем органический пористый материал обладает плотностью в диапазоне от 70 до 300 кг/м³.4. A composite element according to one of the embodiments of the invention 1-3, and the organic porous material has a density in the range from 70 to 300 kg / m ³ .

5. Композитный элемент согласно одному из вариантов осуществления изобретения 1-4, причем органический пористый материал обладает термостабильностью, превышающей 160°С.5. The composite element according to one of the embodiments of the invention 1-4, and the organic porous material has a thermal stability exceeding 160 ° C.

6. Композитный элемент согласно одному из вариантов осуществления изобретения 1-5, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида или алюминия.6. The composite element according to one of the embodiments of the invention 1-5, and the shaped product consists of polyvinyl chloride or aluminum.

7. Непрерывный способ изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем профилированное изделие формируют вокруг изоляционной сердцевины.7. A continuous method for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined in accordance with DIN 53421, wherein a shaped article is formed around the insulating core.

8. Способ согласно варианту осуществления изобретения 7, причем профилированное изделие непрерывно формируют вокруг изоляционной сердцевины посредством экструдера с кольцевым формующим инструментом.8. The method according to the embodiment of the invention 7, and the shaped product is continuously formed around the insulating core by means of an extruder with a ring forming tool.

9. Способ согласно варианту осуществления изобретения 7, причем профилированное изделие вокруг изоляционной сердцевины формируют из нескольких частей.9. The method according to the embodiment of the invention 7, and the shaped product around the insulating core is formed of several parts.

10. Способ согласно одному из вариантов осуществления изобретения 7-9, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида.10. The method according to one of the embodiments of the invention 7-9, and the shaped product consists of polyvinyl chloride.

11. Применение органического пористого материала с определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² в профилированных изделиях в качестве изоляционного материала.11. The use of organic porous material with a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength determined according to DIN 53421 more than 0.20 N / mm ² in shaped products as an insulating material.

12. Применение согласно варианту осуществления изобретения 11, причем профилированные изделия используют для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.12. The use according to a variant embodiment of the invention 11, and the shaped products are used for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or structural elements of facades.

13. Применение композитного элемента согласно одному из вариантов осуществления изобретения 1-6 или композитного элемента, который может быть изготовлен способом согласно одному из вариантов осуществления изобретения 7-10, для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.13. The use of a composite element according to one of embodiments 1-6 or a composite element, which can be manufactured by the method according to one of embodiments 7-10, for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or structural elements of facades.

14. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели или органические аэрогели или комбинации двух или более указанных гелей.14. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength greater than 0.20 N / mm ² and selected from the group consisting of organic xerogels or organic aerogels, or combinations of two or more of these gels.

15. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных гелей.15. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² and selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic aerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or a combination of two or more of these gels.

16. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных гелей, причем органический пористый материал обладает плотностью в диапазоне от 70 до 300 кг/м³.16. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² and selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic aerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or a combination of two or more of these gels, the organic porous material having a density in the range of 70 to 300 kg / m ³ .

17. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных гелей, причем органический пористый материал обладает термостабильностью, превышающей 160°С.17. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² and selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic aerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide or a combination of two or more of these gels, the organic porous material having a thermal stability exceeding 160 ° C.

18. Композитный элемент согласно варианту осуществления изобретения 17, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида или алюминия.18. A composite element according to a variant embodiment of the invention 17, and the shaped product consists of polyvinyl chloride or aluminum.

19. Композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм² и выбранного из группы, включающей органические ксерогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида, органические аэрогели на основе полиуретана, полиизоцианурата или поликарбамида или комбинации двух или более указанных гелей, причем профилированное изделие состоит из поливинилхлорида или алюминия.19. A composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to the standard DIN 53421 with a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² and selected from the group consisting of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic aerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or a combination of two or more of these gels, and the shaped product consists of polyvinyl chloride or aluminum.

20. Непрерывный способ изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем профилированное изделие непрерывно формируют вокруг изоляционной сердцевины посредством экструдера с кольцевым формующим инструментом.20. A continuous method for manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined according to DIN 53421, the shaped article being continuously formed around the insulating core by means of extruder shaft with a ring forming tool.

21. Способ изготовления композитного элемента, включающего профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм², причем изоляционную сердцевину вталкивают в профилированное изделие.21. A method of manufacturing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and determined according to DIN 53421, the compressive strength is greater than 0.20 N / mm ² , the insulating core being pushed into the shaped article.

22. Окно, содержащее композитный элемент, включающий профилированное изделие и по меньшей мере частично окруженную профилированным изделием изоляционную сердцевину, причем изоляционная сердцевина состоит из органического пористого материала, обладающего определяемой согласно стандарту DIN 12667 теплопроводностью в диапазоне от 13 до 30 мВт/м⋅K и определяемым согласно стандарту DIN 53421 пределом прочности при сжатии более 0,20 Н/мм².22. A window containing a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined according to DIN 53421.

23. Применение композитного элемента согласно одному из вариантов осуществления изобретения 14-19 или композитного элемента, который может быть изготовлен способом согласно одному из вариантов осуществления изобретения 20-22, для изготовления окон, дверей, холодильников, холодильных прилавков или элементов конструкции фасадов.23. The use of a composite element according to one of the embodiments of the invention 14-19 or a composite element, which can be manufactured by the method according to one of the embodiments of the invention 20-22, for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or structural elements of facades.

Приведенные ниже примеры служат для более подробного пояснения изобретения, и никоим образом не ограничивают объем притязаний относительно объектов настоящего изобретения.The following examples serve to provide a more detailed explanation of the invention, and in no way limit the scope of claims regarding the objects of the present invention.

ПримерыExamples

Пример получения аэрогеляAirgel Production Example

1. Исходные вещества1. Starting materials

Для получения гелей используют следующие соединения.The following compounds are used to prepare gels.

Компонент а1: олигомерный дифенилметандиизоцианат (Lupranat® М200), ниже обозначаемый соединением М200, с содержанием изоцианатных групп 30,9 г на 100 г (определение согласно стандарту ASTM D-5155-96 А), функциональностью в диапазоне от трех и вязкостью 2100 мПа⋅с (определение при 25°С согласно стандарту DIN 53018).Component A1: Oligomeric diphenylmethanediisocyanate (Lupranat® M200), hereinafter referred to as compound M200, with an isocyanate content of 30.9 g per 100 g (determined according to ASTM D-5155-96 A), functionality ranging from three and a viscosity of 2100 mPa⋅ s (determination at 25 ° C according to DIN 53018).

Компонент а2: 3,3',5,5'-тетраэтил-4,4'-диаминодифенилметан (соединение MDEA).Component a2: 3.3 ', 5.5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane (MDEA compound).

Катализаторы: бутилдиэтаноламин, метилдиэтаноламин.Catalysts: butyldiethanolamine, methyldiethanolamine.

2. Пример получения 12. Production Example 1

80 г соединения М200 в химическом стакане при 20°С и перемешивании растворяют в 220 г 2-бутанона. Во втором химическом стакане 8 г соединения MDEA, 8 г бутилдиэтаноламина и 1 г воды растворяют в 220 г 2-бутанона. Оба раствора смешивают на стадии (а). Получают прозрачную низковязкую смесь. Смесь оставляют отверждаться при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем гель выгружают из химического стакана и сушат в автоклаве путем экстракции растворителя сверхкритическим диоксидом углерода.80 g of compound M200 in a beaker at 20 ° C with stirring is dissolved in 220 g of 2-butanone. In a second beaker, 8 g of the compound MDEA, 8 g of butyldiethanolamine and 1 g of water are dissolved in 220 g of 2-butanone. Both solutions are mixed in step (a). A clear, low viscosity mixture is obtained. The mixture was allowed to cure at room temperature for 24 hours. Then the gel is discharged from a beaker and autoclaved by solvent extraction with supercritical carbon dioxide.

Гель в виде монолита выгружают из химического стакана и переводят в автоклав объемом 25 литров. Автоклав заполняют ацетоном (чистота более 99%) таким образом, чтобы монолит был полностью покрыт ацетоном, и автоклав герметично закрывают. Благодаря этому удается предотвратить усадку монолита вследствие испарения органического растворителя, происходящего прежде чем монолит войдет в контакт со сверхкритическим диоксидом углерода. Монолит в течение 24 часов сушат в токе диоксида углерода. Давление (в системе сушки) составляет от 115 до 120 бар, температура составляет 40°С. В конце сушки давление в системе в течение около 45 минут при температуре 40°С контролированно снижают до атмосферного. Автоклав открывают и выгружают высушенный монолит.The gel in the form of a monolith is unloaded from a beaker and transferred to an autoclave with a volume of 25 liters. The autoclave is filled with acetone (purity greater than 99%) so that the monolith is completely coated with acetone and the autoclave is sealed. Due to this, it is possible to prevent shrinkage of the monolith due to the evaporation of the organic solvent that occurs before the monolith comes into contact with supercritical carbon dioxide. The monolith is dried in a stream of carbon dioxide for 24 hours. The pressure (in the drying system) is from 115 to 120 bar, the temperature is 40 ° C. At the end of drying, the pressure in the system is reduced to atmospheric pressure for about 45 minutes at a temperature of 40 ° C. The autoclave is opened and the dried monolith is unloaded.

Полученный пористый материал обладает плотностью 150 г/л.The resulting porous material has a density of 150 g / l.

Теплопроводность (λ) определяют согласно стандарту DIN EN 12667 с помощью пластинчатого прибора Lambda Control А50 фирмы Hesto. Теплопроводность материала при 10°С составляет 20,0 мВт/м⋅K.Thermal conductivity (λ) is determined according to DIN EN 12667 using a plate instrument Lambda Control A50 from Hesto. The thermal conductivity of the material at 10 ° C is 20.0 mW / m⋅K.

Прочность при растяжении, определяемая согласно стандарту DIN 53292, составляет 0,87 Н/мм².The tensile strength, determined according to DIN 53292, is 0.87 N / mm ² .

Модуль упругости, определяемый согласно стандарту DIN 53292, составляет 15,3 Н/мм².The modulus of elasticity, determined according to DIN 53292, is 15.3 N / mm ² .

3. Пример получения 23. Production Example 2

Полученный пористый материал обладает плотностью 153 г/л.The resulting porous material has a density of 153 g / l.

Теплопроводность (λ) определяют согласно стандарту DIN EN 12667 с помощью пластинчатого прибора Lambda Control А50 фирмы Hesto. Теплопроводность материала при 10°С составляет 21,0 мВт/м⋅K.Thermal conductivity (λ) is determined according to DIN EN 12667 using a plate instrument Lambda Control A50 from Hesto. The thermal conductivity of the material at 10 ° C is 21.0 mW / m⋅K.

Предел прочности при сжатии, определяемый согласно стандарту DIN 53421 при деформации 5,3%, составляет 0,64 Н/мм².The compressive strength determined according to DIN 53421 with a deformation of 5.3% is 0.64 N / mm ² .

Модуль упругости составляет 31 Н/мм².The modulus of elasticity is 31 N / mm ² .

4. Пример получения 34. Production Example 3

80 г соединения М200 в химическом стакане при 20°С и перемешивании растворяют в 250 г этилацетата. Во втором химическом стакане 8 г соединения MDEA и 8 г метилдиэтаноламина растворяют в 250 г этилацетата. Оба раствора смешивают на стадии (а). Получают прозрачную низковязкую смесь. Смесь оставляют отверждаться при комнатной температуре в течение 24 часов. Затем гель выгружают из химического стакана и сушат в автоклаве путем экстракции растворителя сверхкритическим диоксидом углерода.80 g of compound M200 in a beaker at 20 ° C and dissolved with stirring in 250 g of ethyl acetate. In a second beaker, 8 g of the MDEA compound and 8 g of methyldiethanolamine are dissolved in 250 g of ethyl acetate. Both solutions are mixed in step (a). A clear, low viscosity mixture is obtained. The mixture was allowed to cure at room temperature for 24 hours. Then the gel is discharged from a beaker and autoclaved by solvent extraction with supercritical carbon dioxide.

Гель в виде монолита выгружают из химического стакана и переводят в автоклав объемом 25 литров. Автоклав заполняют ацетоном (чистота более 99%) таким образом, чтобы монолит был полностью покрыт ацетоном, и автоклав герметично закрывают. Благодаря этому удается предотвратить усадку монолита вследствие испарения органического растворителя, происходящего прежде чем монолит войдет в контакт со сверхкритическим диоксидом углерода. Монолит в течение 24 часов сушат в токе диоксида углерода. Давление (в системе сушки) составляет от 115 до 120 бар, температура составляет 40°С. В конце сушки давление в системе в течение около 45 минут при температуре 40°С контролированно снижают до атмосферного. Автоклав открывают и выгружают высушенный монолит.The gel in the form of a monolith is unloaded from a beaker and transferred to an autoclave with a volume of 25 liters. The autoclave is filled with acetone (purity greater than 99%) so that the monolith is completely coated with acetone, and the autoclave is sealed. Due to this, it is possible to prevent shrinkage of the monolith due to the evaporation of the organic solvent that occurs before the monolith comes into contact with supercritical carbon dioxide. The monolith is dried in a stream of carbon dioxide for 24 hours. The pressure (in the drying system) is from 115 to 120 bar, the temperature is 40 ° C. At the end of drying, the pressure in the system is reduced to atmospheric pressure for about 45 minutes at a temperature of 40 ° C. The autoclave is opened and the dried monolith is unloaded.

Полученный пористый материал обладает плотностью 110 г/л.The resulting porous material has a density of 110 g / l.

Теплопроводность (λ) определяют согласно стандарту DIN EN 12667 с помощью пластинчатого прибора Lambda Control А50 фирмы Hesto. Теплопроводность материала при 10°С составляет 20,0 мВт/м⋅К.Thermal conductivity (λ) is determined according to DIN EN 12667 using a plate instrument Lambda Control A50 from Hesto. The thermal conductivity of the material at 10 ° C is 20.0 mW / m⋅K.

Предел прочности при сжатии, определяемый согласно стандарту DIN 53421 при деформации 10%, составляет 0,52 Н/мм².The compressive strength determined according to DIN 53421 at a strain of 10% is 0.52 N / mm ² .

Claims

1. A method for the continuous manufacture of a composite element comprising a profiled product and at least partially surrounded by a profiled product, an insulating core, the insulating core consisting of an organic porous material having a thermal conductivity determined according to DIN 12667 in the range from 13 to 30 mW / m⋅K and a compressive strength of more than 0.20 N / mm ² determined in accordance with DIN 53421, the shaped product being formed around an insulating core,

moreover, the shaped product is continuously formed around the insulating core by means of an extruder with an annular forming tool,

moreover, the organic porous material is selected from the group of organic xerogels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, organic airgels based on polyurethane, polyisocyanurate or polycarbamide, or combinations of two or more of them.

2. The method according to p. 1, and the shaped product consists of polyvinyl chloride.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the organic porous material has a density in the range of 70 to 300 kg / m ³ .

4. The method of claim 1 or 2, wherein the organic porous material has a thermal stability exceeding 160 ° C.

5. The use of a composite element obtained by the method according to one of paragraphs. 1-4, for the manufacture of windows, doors, refrigerators, refrigerated counters or structural elements of facades.