[發明專利]基于芳族聚脲的多孔凝膠

在審

• 申請號: 201610091860.X
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN105524247A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: M·弗里克;V·舍德勒
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08G18/65
• 分類號: C08G18/65;C08G18/64;C08G18/10;C08G18/12;C08G18/32;C08J9/28;C08L75/02;C08G101/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉娜;劉金輝

本申請是申請號為201080029234.9、申請日為2010年6月24日、發明名稱為“基于 芳族聚脲的多孔凝膠”的專利申請的分案申請。

本發明涉及一種包含呈反應形式的下列組分的多孔凝膠：

(a1)至少一種多官能異氰酸酯，

(a2)至少一種多官能芳族胺，和

(a3)至少一種聚亞烷基多胺。

本發明進一步涉及一種制備多孔凝膠的方法，可由此獲得的多孔凝膠和該多孔凝 膠作為絕熱材料和在真空絕熱板中的用途。

具有的孔隙大小為數微米或顯著更小和高孔隙率為至少70％的多孔凝膠基于理 論考慮為特別良好的絕熱體。

具有小平均孔徑的該類多孔凝膠可能例如以有機干凝膠形式存在。在文獻中，并 非統一使用術語“干凝膠”。干凝膠通常應理解為指通過溶膠-凝膠法制備的多孔材料，通過 在液相的臨界溫度和臨界壓力以下(“亞臨界條件”)干燥而從凝膠中除去液相。相反，當在 超臨界條件下進行從凝膠中除去流體相時，通常稱為氣凝膠。

在溶膠-凝膠法中，首先基于反應性有機凝膠前體制備溶膠，然后使該溶膠通過交 聯反應膠凝而形成凝膠。為了由凝膠獲得多孔材料，例如干凝膠，必須除去液體。該步驟在 下文中以簡化方式稱為干燥。

WO-95/02009公開了異氰酸酯基干凝膠，該干凝膠尤其適合用于真空絕熱領域中 的應用。該公開物額外公開了使用已知多異氰酸酯(包括芳族多異氰酸酯)和非反應性溶劑 制備干凝膠的溶膠-凝膠基方法。使用脂族或芳族多胺或多元醇作為具有活性氫原子的其 他化合物。在該公開物中公開的實例包括其中使多異氰酸酯與二氨基二乙基甲苯反應的那 些。公開的干凝膠通常具有約50μm的平均孔隙大小。在一個實例中，具體為10μm的平均孔 徑。

WO2008/138978公開了包含30-90重量％至少一種多官能異氰酸酯和10-70重量％ 至少一種多官能芳族胺的干凝膠，該干凝膠的體積加權(volume-weighted)平均孔徑為至 多5微米。

然而，已知的基于聚脲的多孔凝膠的材料性能，尤其是機械穩定性并非對所有應 用都是足夠的。此外，基礎配制劑在亞臨界條件下的干燥過程中顯示出收縮與降低的孔隙 率并顯示出低膠凝速度。

因此本發明的目的是提供一種(如果具有的話)僅具有較小程度的上述缺點的多 孔凝膠。此外，該多孔凝膠即使在真空范圍以上的壓力下，尤其是在約1毫巴至約100毫巴的 壓力范圍內應具有低熱導率。這是希望的，因為真空板中的壓力會隨時間推移而增加。更具 體地，該多孔凝膠應具有高孔隙率和足夠高的機械穩定性。此外，該多孔凝膠應具有低可燃 性和高熱穩定性。

另一目的在于提供一種可獲得具有低孔隙大小、高孔隙率和同時高機械穩定性的 多孔凝膠的方法。此外，制備該多孔凝膠的方法應提供具有低熱導率的多孔凝膠并在將溶 劑在亞臨界條件下除去時導致低收縮。

相應地，找到了本發明多孔凝膠和制備多孔凝膠的本發明方法。

優選實施方案可從權利要求書和說明書中獲得。優選實施方案的組合并不背離本 發明范圍。

多孔凝膠

根據本發明，該多孔凝膠包含呈反應形式的下列組分：

(a1)至少一種多官能異氰酸酯，

(a2)至少一種多官能芳族胺，和

(a3)至少一種聚亞烷基多胺。

就本發明而言，多孔凝膠為一種多孔且借助溶膠-凝膠法獲得的材料。就本發明而 言，本發明多孔凝膠呈干凝膠或氣凝膠形式。就本發明而言，本發明多孔凝膠優選呈干凝膠 形式。

就本發明而言，干凝膠應理解為指一種孔隙率為至少70體積％且體積加權平均孔 徑為至多50微米的多孔凝膠，其通過溶膠-凝膠法制備，通過在液相的臨界溫度和臨界壓力 以下(“亞臨界條件”)干燥而從凝膠中除去液相。

相反，氣凝膠應理解為指一種相應地當在超臨界條件下進行從凝膠中除去流體相 時的多孔凝膠。

在從凝膠中除去流體相的過程中，毛細力起作用，這使所得多孔凝膠的孔隙結構 受到影響。在超臨界條件下從凝膠中除去流體相的過程中，這些毛細力非常小。在超臨界條 件下從凝膠中除去流體相的過程中，毛細力取決于凝膠的穩定性和類型以及要除去溶劑的 極性而引起凝膠的收縮和孔隙結構的改變。