[发明专利]基于二氧化硅颗粒的隔热组合物

说明书

基于二氧化硅颗粒的隔热组合物。本发明涉及一种隔热组合物，该隔热组合物包含5‑60重量％的含有气相法二氧化硅和至少一种IR遮光剂的疏水化的粒状材料，和40‑95重量％的无机和/或有机粘结剂，其中所述疏水化的粒状材料具有通过与氢化铝锂反应测定的不大于0.12mmol/g的游离羟基含量。本发明涉及该组合物用于墙壁、屋顶、房屋、工业厂房、工业设备的部件、管道的隔热和/或隔音的用途。本发明还涉及制备隔热组合物的两种备选方法，所述方法包括以下步骤：a)将亲水性气相法二氧化硅与至少一种IR遮光剂混合；b)使在步骤a)中获得的混合物致密化，以产生亲水性的粒状材料；c‑1)使在步骤b)中产生的亲水性的粒状材料在200‑1200℃的温度下经受热处理，或c‑2)将在步骤b)中产生的亲水性的粒状材料用氨进行处理；d)将在步骤c)中经热处理或化学处理过的亲水性的粒状材料用疏水剂进行疏水化，以得到疏水化的粒状材料；e)将在步骤d)中产生的疏水化的粒状材料与无机和/或有机粘结剂混合。

本发明涉及基于二氧化硅颗粒的组合物，其制备方法以及这种组合物用于隔热或隔音的用途。

房屋、工业厂房、管道等的有效隔热是一个重要的经济问题。大多数基于有机物质的隔热材料如聚氨酯泡沫是易燃的，并且仅在相对低的温度下可用。迄今较不普遍的基于无机氧化物如高度多孔的二氧化硅的隔热材料没有表现出这些缺点。相比之下，在将这种材料用于隔热的情况下，机械特性如粒度和机械稳定性以及与隔热系统的其他部件的相容性的优化起主要作用。

这种二氧化硅系隔热材料通常基于所谓的气凝胶，以及沉淀或气相法二氧化硅。关于这些二氧化硅类型的更详细信息可以在以下中找到：Ullmann's Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,“Silica”章节，其在线公布于15.04.2008,DOI:10.1002/14356007.a23_583.pub3。

WO 2011/083174A1公开了一种可以被施用到建筑物的表面以产生隔热涂层的石膏，该隔热涂层包含水、矿物和/或有机水硬性粘结剂以及0.5-65重量％的至少一种疏水性二氧化硅干凝胶或气凝胶的粉末或粒状材料。

WO 2011/066209 A1公开了具有低热导率的自支撑硬质复合材料，其包含气凝胶和无机粘结剂，特别是水泥粘结剂。该隔热复合材料是通过将水性浆料倾倒在适当成形的模具中并且使它们硬化来生产的。

WO 2010/126792 A2公开了热导率不大于50mW/(mK)的组合物，其包含气凝胶组分、表面活性剂、含无机或无机粘结剂的组合物，例如水泥、石膏、石灰、丙烯酸酯和任选存在的其它组分。

WO 2014/090790 A1公开了一种用于产生隔热抹灰(rendering)的干混物，该干混物包含60-90体积％的疏水化的粒状二氧化硅气凝胶、0.5-30体积％的纯矿物粘结剂、0.2-20体积％的开孔的水不溶性添加剂、0-5体积％的增强纤维以及0-5体积％的加工添加剂。该隔热抹灰可以通过将此类干混物与水混合并随后硬化来生产。

二氧化硅气凝胶由于特定的合成方法而具有非常适于其在隔热中应用的孔结构，其是现有隔热组合物的公认组分。遗憾的是，气凝胶与其它二氧化硅类型如沉淀或气相法二氧化硅相比是相当昂贵的，并且在升高的温度下具有差的隔热性能。因此，期望开发基于不同于气凝胶的二氧化硅类型的替代的隔热组合物。

WO 2006/097668 A1公开了一种包含30-95重量％的微孔隔热材料如疏水性气相法二氧化硅、5-70重量％的红外遮光剂材料、0-50重量％的微粒状隔热填充材料和0-5重量％的粘结剂材料如聚乙烯醇的粒状隔热材料，其通过将各组分混合和随后致密化以得到尺寸为0.25至2.5mm的粒状材料而制备。WO 2006/097668 A1中公开的自由流动材料被设计用于高温隔热应用的松散填料。