[發明專利]用于制造絕熱復合材料的礦物纖維棉胎

在審

• 申請號: 201380080153.5
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN105593419A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: S.阿倫格林
• 申請（專利權）人: 圣戈班伊索福公司
• 主分類號: D04H1/4209
• 分類號: D04H1/4209;D04H1/74;E04D5/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;李炳愛

本發明涉及礦物纖維產品領域，并更具體涉及用于制造絕熱復合材料的礦物纖維棉胎。

礦物纖維增強物（reinforcements）廣泛用于復合材料領域，例如作為纖維墊或遮蔽物（veil）或織物。它們可例如通過用液體（例如樹脂）浸漬容易地與其它材料組合。然而，可以生產的產品的范圍經常受纖維增強材料的厚度的限制。

尤其對于在絕熱領域中的應用，這是一個問題，因為保溫性能直接與厚度有關。因此，即使保溫復合材料性能很好，也總是期望提供更高的厚度以達到更高水平的保溫。

另一方面，目前作為幾毫米厚的墊或遮蔽物或經常為1毫米或更小的織物可得的棉胎在用于制造復合材料的工藝操作角度是非常符合要求的。對于大部分轉變（transformation）技術，增強棉胎應該具有允許在轉變之前以最方便的方式對其運輸和在轉變生產線（line）中對其處理和將其包含在內和耐受轉變過程中存在的機械應變的機械性質。更特別地，在浸漬的連續過程中，在整個生產線中棉胎在濕時運送，并且必須避免濕棉胎的退化。纖維墊、遮蔽物和織物具有良好的拉伸強度，特別是在機器方向。

本發明的目標是提供可用于制造復合材料中的纖維棉胎，其具有比可用的增強物高的厚度而不產生針對轉變的工藝問題。

本發明的棉胎的一個具體應用領域是制造纖維增強的凝膠復合材料的方法，其包括以下步驟：提供纖維棉胎片材，將棉胎與凝膠前體組合，使該組合膠凝以制備復合材料，卷制復合材料；且干燥復合材料以制備纖維增強的凝膠復合材料，如纖維增強的二氧化硅氣凝膠復合材料。

已經開發了顯示出極低密度、高表面積、良好的光學性質、熱性質和聲學性質的氣凝膠用于各種應用。然而，氣凝膠具有固有缺點，例如弱性（weakness）和脆性。各種類型的增強物已經用于增加氣凝膠的強度、柔韌性和其它重要性質。可以由以下步驟制備纖維增強的氣凝膠復合材料：添加松散纖維或非織造纖維片材至凝膠前體，使組合膠凝以制備凝膠片材，老化凝膠片材和干燥形成的凝膠片材。

先前已經使用顯示出極低密度、高表面積、良好的光學性質、熱性質和聲學性質的氣凝膠以試圖解決該需求和該氣凝膠的性質可能對于有利的其它需求。然而，氣凝膠具有固有缺點，例如弱性和脆性。顯著地，當制備高度透明和疏水的氣凝膠時，脆性變得嚴重得多，并且因此更難于對它們進行處理，并且對于流體干燥而言需要長循環時間以避免破裂。

低密度氣凝膠的弱性和脆性可特別對生產規模擴大具有負面影響，并限制大規模制造。此外，具有較低密度的氣凝膠可具有最好的透明度，但也顯示更高的熱導率，并且因此顯示較差的保溫性能。

氣凝膠（低密度和高孔隙率）的脆弱結構還具有以下幾個難點：在順應不規則表面方面或在動態條件下，例如當夾在玻璃之間并且玻璃和氣凝膠之間的不同熱膨脹系數導致壓縮力時保持完整性方面。因此，柔韌性、可壓縮性、完整性、耐久性、強度和耐燒結、耐粉化（dusting）和耐破裂是氣凝膠和氣凝膠復合材料中潛在改進的所有方面。

已經做出許多嘗試以改進氣凝膠和氣凝膠復合材料以解決這些問題和更充分利用其作為材料的顯著性質。一些專利描述了用泡沫和顆粒狀氣凝膠制備復合材料的嘗試，例如EP0489319和美國專利第6,136,216、5,691,392、6,040,375和6,068,882號。其它例如美國專利第4,966,919、5,037,859、5,972,254、5,973,015和6,087,407號和美國專利申請公開第2002/0094426號描述了采用或不采用泡沫的其它氣凝膠或氣凝膠復合材料。一些，例如美國專利申請公開第2005/0192367號和美國專利申請序列第11/392,925號描述了透明氣凝膠或氣凝膠復合材料。