[发明专利]用于隔热的聚合材料

说明书

本发明提供了用于隔热的聚合材料。聚合材料由包含连续相的热塑性组合物形成，所述连续相包括基质聚合物并且微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂以离散区域的形式分散在其中。多孔网络限定在包括多个纳米孔的材料中，所述纳米孔的平均横截面尺寸为约800纳米或更小。聚合材料显示的导热率为约0.20瓦/米‑卡尔文或更小。

相关申请

本申请要求2013年6月12日提交的美国临时申请第61/833,992号和2013年11月22日提交的美国临时申请第61/907,562号的优先权，其在此通过引用以它们的整体并入本文。

发明背景

聚合物泡沫通常用于隔热。在典型的泡沫隔热中，传热的主要模式是气室传导。例如，当这样的泡沫的室尺寸小于约一微米时，导热率通常下降，因为在每个室中可用于碰撞和在单个室中传热的室气体分子更少—通常称为克努森效应的现象。当室尺寸和室之间的连接性与填充室的气体的平均自由程在相同数量级，克努森效应尤其显著。由于该原因，在泡沫中纳米级室尺寸是期望的，以使克努森效应最大化。不幸地，尝试减少聚合物泡沫的室尺寸通常损害所得材料的加工性能和拉伸特性，原因是不可控的孔径和分布。也存在其他问题。例如，许多聚合物(例如，聚酯)具有相对高的玻璃化转变温度和通常表现出非常高的硬度，同时具有相对低的延展性/断裂伸长率。这样低的拉伸伸长值明显限制了这样的聚合物在隔热中的使用，其中需要强度和延展性之间良好的平衡。

这样，目前需要可用于隔热的改进的材料。

发明概述

根据本发明的一个实施方案，公开了用于隔热的聚合材料。聚合材料由包含连续相的热塑性组合物形成，所述连续相包括基质聚合物并且微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂以离散区域形式分散在所述基质聚合物内。材料中限定了包括多个纳米孔的多孔网络，所述纳米孔的平均横截面尺寸为约800纳米或更小。聚合材料显示的导热率为约0.20瓦/米-卡尔文或更小。

下面更详细讨论本发明的其他特征和方面。

附图的简要说明

参照附图，在说明书的其余部分中，更具体地阐述针对本领域普通技术人员而言包括其最佳实施方案的本发明的完整且能够实现的公开内容，其中：

图1显示由可根据本发明形成的建筑板制备的建筑基础墙的局部示意图；

图2是图1的建筑板沿着线2-2的横截面；

图3是可根据本发明形成的鞋衬里的俯视图；

图4是图3的鞋衬里的横截面图；

图5是可根据本发明形成的外套衬里的一个实施方案的透视图；

图6-7是实施例7的未伸展的膜的SEM显微照片(与机器方向定向平行切割膜)；

图8-9是实施例7的伸展的膜的SEM显微照片(与机器方向定向平行切割膜)；

图10-11是实施例8的未伸展的膜的SEM显微照片，其中在图10中垂直于机器方向切割膜和在图11中平行于机器方向切割膜；

图12-13是实施例8的伸展的膜的SEM显微照片(与机器方向定向平行切割膜)；

图14是在液氮中冷冻断裂之后，实施例9的纤维(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(1,000X)；

图15是在液氮中冷冻断裂之后，实施例9的纤维(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(5,000X)；和

图16是实施例9的纤维表面(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(10,000X)。