[发明专利]包含增强的气凝胶复合物的层叠体

说明书

本文描述了气凝胶复合物。气凝胶复合物包括：具有顶部表面和底部表面的至少一层基底层，所述基底层包含增强气凝胶组合物，所述增强气凝胶组合物包含增强材料和整体式气凝胶骨架；含有第一面材的第一面层，其附着至基底层的顶部表面；以及含有第二面材的第二面层，其附着到基底层的底部表面。基底层的整体式气凝胶骨架的至少一部分延伸到第一面层和第二面层的至少一部分中。第一面材和第二面材各自基本由含氟聚合材料组成。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月27日提交的美国临时专利申请第62/287,762号，以及2017年1月26日提交的美国申请第15/417,142号的优先权，其各自的全部内容通过引用纳入本文。

背景技术

低密度气凝胶材料被广泛认为是最好的固体隔离体。气凝胶主要通过使传导最小化(低结构密度导致通过固体骨架的能量转移的曲折路径)、使对流最小化(大孔体积和非常小的孔尺寸导致最小的对流)和使辐射最小化(IR吸收或散射掺杂剂容易分散在整个气凝胶基质中)而作为隔离体起作用。气凝胶材料可以在广泛范围的应用中使用，包括：加热和冷却隔离、声学隔离、电子电介质、航空航天、能量储存和生产、以及过滤。此外，气凝胶材料还具有许多其它有趣的声学、光学、机械和化学性质，使其在各种隔离和非隔离应用中非常有用。

发明内容

在一一般方面中，本公开可以提供持久且易于处理的气凝胶材料或组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是柔性、弹性且自支撑的增强气凝胶组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是柔性、弹性且自支撑的泡沫增强气凝胶组合物。在一实施方式中，气凝胶组合物是与至少一个表面片材层叠的泡沫增强气凝胶组合物，其中，所获得的层叠复合物是柔性、弹性且自支撑的。

在一个一般方面中，本公开可以提供气凝胶组合，其包含：至少一层包含增强气凝胶组合物的基底层，其中，增强气凝胶组合物包含：增强材料和气凝胶骨架，并且其中，基底层具有顶部表面和底部表面；以及附着在基底层至少一个表面上的至少一层面层。在一实施方式中，基底层的气凝胶骨架的至少一部分延伸到面层的气凝胶骨架的至少一部分中。在一实施方式中，面层包含集成在面材中的气凝胶骨架；并且基底层的气凝胶骨架的至少一部分与面层的气凝胶骨架的至少一部分连续。

在一个一般方面中，本公开可以提供气凝胶复合物，其包含：至少一层包含增强气凝胶组合物的基底层，其中，增强气凝胶组合物包含：增强材料和气凝胶骨架，并且其中，基底层具有顶部表面和底部表面；以及附着在基底层顶部表面上的至少一层面层和附着在基底层底部表面的至少一层面层。在一实施方式中，基底层的气凝胶骨架的至少一部分延伸到顶部面层和底部面层的至少一部分中。在一实施方式中，顶部面层和底部面层包含集成在面材中的气凝胶骨架；并且基底层的气凝胶骨架的至少一部分与顶部面层和底部面层的气凝胶骨架的至少一部分连续。

在一个一般方面中，本公开可以提供制备气凝胶复合物的方法，其包括：提供包含增强材料和气凝胶骨架的基底层，其中，基底层具有顶部表面和底部表面；提供包含面材片材的面层；并且使得面层附着到基底层的表面。在一实施方式中，所述方法包括：提供包含面材片材的至少两层面层；使得面层附着到基底层的顶部表面；以及使得面层附着到基底层的底部表面。

在一个一般方面中，本公开可以提供制备气凝胶复合物的方法，其包括：提供含有增强材料的基底层，其中，基底层具有顶部表面和底部表面；提供含有面材片材的面层；使得面层附着到基底层的表面；提供包含凝胶前体材料和溶剂的凝胶前体溶液；使得前体溶液与面层接触；以及使得凝胶前体溶液的至少一部分通过面层进入基底层的增强材料；使得前体溶液中的凝胶前体材料转变为凝胶组合物，形成增强凝胶片材；以及从增强凝胶片材提取至少一部分溶剂以获得增强气凝胶复合物。在一实施方式中，所述方法包括：提供含有面材片材的至少两层面层；使得面层附着到基底层的顶部表面并且使得面层附着到基底层的底部表面；提供含有凝胶前体材料和溶剂的凝胶前体溶液；使得前体溶液与顶部面层接触；使得凝胶前体溶液的至少一部分通过顶部面层进入基底层的增强材料；以及使得凝胶前体溶液的至少一部分通过顶部面层并通过基底层进入底部面层。