[发明专利]高性能的隔热材料

说明书

本发明涉及高性能的隔热材料、它的制备方法，和它在建筑领域中用于隔绝建筑物的墙壁(外壁或者内壁)或者用于填充在材料(空心墙或者“中空墙”，管道，等等)中的缝隙的用途，这种隔绝性材料可为面板的形式，或者任选地为颗粒，条块，多层，喷射物，模制物等等的形式。

无论它是否涉及新工程或者修复市场，对有效的阻隔用产品，特别地隔热产品的需求总是特别大的。除了提高的隔绝性质和符合建筑工程的负载的规格，还不断增加对提供更大的原材料的使用舒适、寿命、节省等等(尤其为了可持续发展)的产品的需要。在这种对提供更好的隔热材料的探索中，特别有利的是，所述材料应该还具有，甚至改进，其它在建筑物建造中希望的性质，尤其关于负载减轻、机械强度、隔音等等方面。

多种隔热材料当前是已知的。在最常见的产品中，可以提到基于天然或者合成纤维(如玻璃棉或者石棉)的纤维隔绝体，膨胀聚合物类型的多孔状隔绝体，如膨胀或者挤出聚苯乙烯，或者酚醛泡沫或者聚氨酯泡沫。基本上无机的隔绝性材料的热性能体现为通常高于35，特别地大约40mW/m.K的导热率值λ，这种值在基本上有机的隔绝体的情况下，例如在掺入具有比空气更低的导热性的气体(以改善热性能)的多孔状隔绝体的情况下可以是更低的。然而，这些材料的一个缺点是随着时间使该气体保持在基质内的难度，这是由于该材料由于老化失去一部分这些热性能。而且，对于有机隔绝体，由于它们的性质燃烧反应是差的。

还可以使用其中已经产生真空(以便形成例如真空面板)的材料。这些隔绝体难以使用，这是由于它们既不可以被切割也不可以被刺破，并且它们在长时间期间内可以经历逐步的真空损失。

还可以提到的隔绝体是气凝胶，其通常呈具有通常毫米等级的颗粒或者粒子尺寸的半透明颗粒或者粉末形式，这些气凝胶在隔热方面是特别有效的，但是它们的差的机械性质要求它们与防护物或者增强剂一起使用，或者在由缠绕纤维(在机械上坚固的)形成的毡(或者垫)中的气凝胶，对于它们，可以难以产生确定的形状。这些气凝胶(特别地二氧化硅)是在工业规模上难以获得并且是昂贵的，它们要求复杂的干燥条件和它们与其它隔绝体的组合(以获得机械强度或者适当的形式)可能是复杂的。它们的用途因此仍然是受限制的。

因此存在对开发在隔热方面是有效的但还是在工业制备上特别地比气凝胶是更容易和更低廉的材料的强烈需要。除了它的优良的热性能(相对于当前的无机产品得到改善)以外，合意的是，该产品具有优良的稳定性(尤其耐老化性，或者在机械强度等等方面：耐化学性、耐火性等等)而不增加它的负载负担。还合意的是，它在它硬化期间仍然是易于展开和它允许制备任何合意的形状，尤其通过模制(或者任选地通过层的展开或者喷射)。

本发明因此开发了允许实现这种目的并且用于克服先前提到的缺点的新型隔绝性材料，这种新型材料是基本上无机的，直接地(不需要借助于改变它们的化学组成的化学反应)由为(具有)亚微米孔隙度(即包含具有低于1微米直径的孔隙)并且具有两个不同孔隙度范围的无机颗粒获得。在这些材料中，本发明特别地关注于从二氧化硅颗粒获得的那些，该二氧化硅颗粒具有高孔隙度(高于例如其它无机颗粒，如碳酸盐或者硅酸盐颗粒的孔隙度)的优点，然而这种材料是更难以获得(例如，比当使用先前提到的碳酸盐或者硅酸盐颗粒时)，这尤其由于二氧化硅的小尺寸(通常低于几百纳米)、它们的通常更亲水性和使二氧化硅颗粒和获得的多孔材料(泡沫)稳定的难度。本发明特别地寻求尤其更适合于所述基于二氧化硅颗粒的材料的情况的生产方法，以允许获得进一步改善的热性质，和另外允许所述获得的材料的更好稳定性。

本发明通过提出新型隔热材料，特别地(至少)呈固体泡沫形式，实现这种目的，这种材料由具有亚微米孔隙度的二氧化硅颗粒形成(或者由它们制成或者基于它们)，这种材料包括(或者包含或者结合了)两个不同的(或者区分的或者分开的)孔隙度范围，有利地包含由具有10微米至3毫米，特别地数十微米至数百微米(尤其10至500微米)的直径(即具有直径分布)的孔隙(称为大孔)组成的第一范围(在本发明中被称为大孔隙度)，和由高于4nm，优选高于5nm，并且低于300nm，特别地低于200nm(甚至低于100nm)的直径(即具有直径分布)的孔隙(称为亚微米孔隙)组成的第二范围(在本发明中被称为亚微米孔隙度)，所述亚微米孔隙的孔隙体积为至少1cm³/g(即1cm³/克材料)和隔绝性材料的密度(masse volumique)(表观或者整体密度，即对产品整体进行测量)为低于300kg/m³。

这种材料可以由包含以下步骤的方法获得: