[发明专利]厚的尺寸稳定的红外吸收泡沫体

说明书

交叉援引声明

该申请要求2009年8月5日提交的美国临时申请号61/231,440的利益，该美国临时申请通过援引在本文中加入。

发明背景

发明领域

本发明涉及用于制备含有红外吸收剂的聚合物泡沫体制品的方法。相关技术描述

绝热聚合物泡沫体制品在建筑和构造应用中普遍用于增加结构的能量效率。然而，关于发泡剂组合物渐增的法规已经使制备具有高绝热能力的聚合物泡沫体日益困难。

从环境可接受的发泡剂制备聚合物泡沫体对于保护环境是合乎需要的。多年以来，卤化发泡剂在制造绝热聚合物泡沫体的工业中已经是标准的。卤化发泡剂提供它们将聚合物发泡成泡沫体以及绝热驻留在泡沫体泡孔中的能力的益处。限制卤化发泡剂用途的法规在全球日益增加，由于它们有害地影响环境的忧虑。天然存在的化合物诸如二氧化碳具有作为天然存在的和非卤化的发泡剂的特殊兴趣。

二氧化碳作为发泡剂的用途在实现具有合乎需要的尺寸稳定性的聚合物泡沫体方面产生挑战。相比于空气渗入到聚合物泡沫体泡孔中，二氧化碳从所述泡孔中渗出地更快。因此，含有二氧化碳的聚合物泡沫体随时间过去而趋于收缩、翘曲、弯曲、崩塌或其任何组合，因为二氧化碳渗出，从而在泡沫体泡孔中产生真空，直到空气可以渗入以代替二氧化碳。该影响在泡沫体变得更厚时变得特别明显。这种尺寸不稳定性不合需要地引起聚合物泡沫体翘曲、弯曲、收缩或其任何组合。这个不合需要的影响对于位于热阳光下的工作地点的含有二氧化碳的泡沫体可能是特别麻烦的。二氧化碳渗透率随着温度增加。因此，当泡沫体在阳光下温热时，泡沫体的温热部分比泡沫体的较冷部分以更大比率经历真空，从而导致翘曲或弯曲。

红外衰减剂，诸如红外吸收添加剂，对于绝热聚合物泡沫体制品是合乎需要的添加剂，因为它们增强泡沫体的绝热性能。然而，在泡沫体中包含红外吸收剂，诸如炭黑和石墨，增加泡沫体对于吸收增加泡沫体温度的红外辐射的倾向。增加聚合物泡沫体温度对于泡沫体的尺寸稳定性可能是特别有问题的，特别是泡沫体在其泡孔中含有二氧化碳的情况下。将泡沫体加热得更快或加热到更高温度促进二氧化碳从泡沫体泡孔逃逸并且诱导尺寸不稳定性，特别是在加热不均匀情况下，所述情况是当阳光照射在泡沫体的一个表面上而不在相反的表面上。因此，在平衡泡沫体的红外吸收性质与尺寸稳定性性质方面存在斗争。

增加聚合物泡沫体厚度对于绝热聚合物泡沫体也可以是合乎需要的，因为增加的厚度提供更大的绝热屏障。然而，增加厚度可以导致从泡沫体的一侧到另一侧更大的温度梯度，特别是在阳光照射在一侧同时冷的地面接触相反侧的情况下。当泡沫体含有二氧化碳时，二氧化碳将趋向于从较热侧比较冷侧更快得渗出，从而导致泡沫体的弯曲。

EP1754745通过用高度反射性涂层涂布聚合物泡沫体表面，提供在红外辐射存在下聚合物泡沫体尺寸稳定性的解决方案。

DE2710402提出：通过将高密度聚合物泡沫体层压到低密度聚合物泡沫体以便稳定低密度泡沫体的尺寸稳定性而减小尺寸稳定性。然而，在结构中包括高密度泡沫体对于绝热结构是不合需要的，因为高密度泡沫体典型地增加成本。

EP1213118B1公开：将挤出的聚合物泡沫体在没有表皮和它们的粘合表面的情况下层压在一起，以便增强两个粘接的泡沫体板之间的扩散性。

合乎需要的是，能够用二氧化碳产生厚(至少50毫米厚)的绝热泡沫体并且包括红外吸收剂，以使绝热性质最大化而不经历尺寸不稳定性。特别合乎需要的是，能够产生这种绝缘泡沫体，所述绝缘泡沫体在其表面上没有高度反射性涂层和/或组合高密度和低密度聚合物泡沫体。

发明简述

产生本发明的研究中的意外发现是，当二氧化碳吹制的绝热泡沫体是50或以上毫米厚时，伴随泡沫体的尺寸稳定性问题是最明显的。本发明对于制备绝热泡沫体的问题提供出乎意料的解决方案，所述绝热泡沫体至少是50毫米厚，用二氧化碳制成，其含有红外吸收剂并且其没有可注意的翘曲、收缩或弯曲(即，拥有尺寸不稳定性)。本发明通过将聚合物泡沫体片在分层方向上粘合在一起而解决所述问题，其中所述泡沫体片的至少一个含有红外吸收剂。含有红外吸收剂的聚合物泡沫体的尺寸稳定性比没有红外吸收剂的聚合物泡沫体中的尺寸稳定性实现更有挑战性。红外吸收剂的存在引起聚合物泡沫体在暴露表面上容易吸收红外辐射，这可以容易地在聚合物泡沫体中产生温度梯度。本发明可以解决所述问题，而不依赖于反射性涂层或高和低密度泡沫体的组合。