專利名稱：絕熱復合材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及絕熱材料領域。具體是，本發(fā)明涉及絕熱復合材料，更具 體是涉及用于高溫絕緣的絕熱復合材料。
背景技術：
絕熱板廣泛應用于各種領域，例如建筑工地或醫(yī)院。理想地，板材應 該是重量輕、強度高、耐火和無毒的。傳統(tǒng)地，這樣的板材包括重量輕的 中心芯結構，其含有夾在兩個面板之間的聚氨酯泡沫和聚乙烯泡沫。此種 結構至少存在一個缺點，即層壓結構可能破裂。進一步地，面板若對芯結 構粘附不適合會易于劃傷。這樣會暴露芯結構，其通常涂布有環(huán)氧樹脂基 粘合劑以粘合面板。這些環(huán)氧樹脂基粘合劑通常易于燃燒并在燃燒時產生 有毒物質。
人們已經做出若干嘗試以解決上述問題，包括提高粘合劑的鹵化度， 使用其它類型的粘合劑，例如酚類粘合劑。但是，發(fā)現(xiàn)這些替代物不是比 環(huán)氧粘合劑粘合力弱就是加熱時釋放有毒物質。
在高溫絕緣領域中，鎳合金在現(xiàn)代渦輪發(fā)動機的高溫段中仍然是統(tǒng)治 材料。但是鎳合金的限度可能達到。目前本領域現(xiàn)狀的渦輪機輪葉表面溫
度接近1150°C(2100 。F)，而應力和溫度的結合相當于平均整體金屬溫度接 近100(TC(1830 。F )。已經有人建議陶瓷作為可能替代物，但因為單片陶 瓷的脆性使得設計者警惕，因而對于許多應用未選擇它們。材料科學家在 改進研究中想出用高溫陶瓷纖維的連續(xù)絞合線增強陶瓷的想法。埋入連續(xù) 的陶瓷纖維因偏移和架橋破裂而使陶瓷母體增強。但這僅只是應付了部分 的問題。這些復合材料對"蠕動破壞"是敏感的。這是給埋入陶瓷纖維的陶 瓷帶來的一個問題，其中陶瓷纖維對在埋入纖維與陶瓷的界面上的細紋破 裂是敏感的。該材料持久應變達較長的時期直至其最終毀壞，而不是突然
陷入臨界破裂。蠕變不因突然負重而發(fā)生，而是發(fā)生在"蠕變"應變累積一 段較長的時期，其可能引起材料的災難性破裂。
因此可能需要開發(fā)新的復合材料，其能提供對高溫的絕緣，但同時避 免毒氣的釋出。也可能需要開發(fā)新的復合材料，其能替代高溫絕緣領域的 陶瓷，但至少無易碎的缺點。
發(fā)明目的
因此，本發(fā)明目的是提供一種絕熱材料，其基本上改善了如在現(xiàn)有技 術中陳述的某些缺陷。至少，本發(fā)明目的是提供給公眾一個有用的選擇。
發(fā)明概述
因此，本發(fā)明提供一種絕熱復合材料，其包含 一 多種玻璃顆粒；
一粘合劑組合物，當絕熱復合材料暴露于高于IO(TC時的溫度 時，粘合劑組合物用于熔合玻璃顆粒。
優(yōu)選地，由從Si02、 B203、 P205、 Ge02、 As205、 As203、 81 203及其 它們的混合物組成的組中選擇出的氧化物、更優(yōu)選由Si02形成的玻璃顆 粒。換句話說，玻璃顆粒可以是玻璃球。
另外，玻璃顆?？蛇M一步含有從K20、 Na20、 CaO、 BaO、 PbO、 ZnO、 V205、 Zr02、 Bi203、 A1203， Ti的氧化物，Th的氧化物及其它們的混合物 組成的組中選擇出的改性劑。
優(yōu)選地，玻璃顆粒的平均直徑為從0.05iam到1.5pm，更優(yōu)選0.75pm。
任選地，玻璃顆粒的量為50到95重量％，更優(yōu)選地為80重量％，而 粘合劑組合物的量為50至5重量％，更優(yōu)選地為20重量％。
粘合劑組合物包含選自碳化物、石膏粉、耐火膠泥(Blakite)、氮化物、 碳酸鈣、氧化物、鈦酸鹽、硫化物、硒化鋅、碲化鋅、無機硅氧烷化合物 及其它們的混合物中的主要組分。碳化物可從由碳化鋁、碳化鈣、碳化鉻、 碳化鉿、碳化鉬、碳化鈮、碳化硅、碳化鉭、碳化鈦、碳化鎢、碳化釩、 碳化鋯及其它們的混合物組成的組中選擇。氮化物可從由氮化硼、氮化鈣、 氮化鉻、氮化鍺、氮化鎂、氮化鋁、氮化鋯及其它們的混合物組成的組中
選擇。氧化物可從由氧化鋁、氧化鍺(iv)、氧化銦(n或m)、氧化鎂、二氧 化硅、 一氧化硅、氧化鉈(in)、氧化鈣鋇、氧化鎢、氧化鋇、氧化鎢鍶鋇、 氧化鉍(in)、氧化銅鈣鍶鉍、氧化鎘棕、氧化鈰(iv)、氧化鉻(in)、氧化鉻 (vi)、氧化鈷(n)、氧化亞銅(i)、氧化銅(n)、氧化鏑、氧化銪、氧化釓、 氧化金(ni)水合物、氧化鉿(w)、氧化鈥(in)、氧化銥(iv)或氧化銥(iv)水合 物、氧化鑭、氧化鉛(iv)、氧化鉛黃(n)、氧化镥(m)、氧化錳(n、 in或w)、 氧化鉬(iv)、氧化鎳、氧化鈮(n)、氧化鈮(w)、氧化鈮(v)、四氧化餓、 氧化鈀(n)或其水合物、氧化鈀(n)水合物、氧化鐠(in)、氧化錸(w)或其 水合物、氧化銠(m)或其水合物、氧化釤、氧化銀(i或n)、氧化鍶、氧化 鉭(v)、氧化鋱、氧化鋱(in)、氧化釷(ni)、氧化錫(n或iv)、氧化鎢(vi)、 氧化釩(m，iv或v)、氧化鐿、氧化鋅、氧化鋯(iv)、氧化錫銻、氧化鐵(ni)、 氧化釔(in)、氧化鈣及其它們的混合物組成的組中選擇。鈦酸鹽可從由鈦 (iv)酸鋇、鈦酸鍶及其它們的混合物組成的組中選擇。硫化物可從由硫化 鋁、五硫化銻、硫化銻(in)、硫化砷(ii,in或v)、硫化鎵(ni)、硫化鍺(n)、 硫化銦(m)紅、五硫化磷、三硫化磷、硫化硒、硫化鋇、硫化鉍(m)、硫化 鈣、硫化亞銅(i )、硫化銅(n)、硫化金(i或in)、硫化亞鐵(n)、硫化鉛(n)、 硫化鋰、硫化錳(n)、硫化汞(n)紅、硫化鈀(n)、硫化鉑(iv)、硫化錸(vn)、 硫化銀、硫化鈉、硫化鍶、硫化鉈(i)、硫化亞錫(n)、硫化鈦(iv)、硫化 鎢(w)、硫化鋅、硫化鉬(iv)及其它們的混合物組成的組中選擇。
優(yōu)選地，無機硅氧垸化合物是AlSi2高嶺土(Al2(Si20s)(OH)4)。
任選地，粘合劑組合物可進一步包含從由碳化物、金屬、合金及其它 們的混合物組成的組中選擇的次要組分。碳化物可從由碳化鉤、碳化硅及 其它們的混合物組成的組中選擇。氧化物可從由氧化鋁、氧化鈹、氧化鎂、
氧化鋯、莫來石(Al6Si20J及其它們的混合物組成的組中選擇。金屬可從
由鉤、鉻、鈹、鎳、鐵、銅、鈦、鋁及其它們的混合物組成的組中選擇。 合金可從由低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、黃銅、青銅及其它們的混合物組成 的組中選擇。
優(yōu)選地，主要組分的量為粘合劑組合物重量的70%到80%，并次要組 分的量占粘合劑組合物重量的20%至30%。 有利地，粘合劑組合物被水解。
本發(fā)明另一方面是提供制備絕熱復合材料的方法，所述方法包括將玻 璃顆粒與粘合劑組合物混合的步驟，使得當絕熱復合材料暴露于高于 100°C的溫度時玻璃顆粒就熔合。
附圖簡述
現(xiàn)在，本發(fā)明優(yōu)選實施方案通過實施例的方式并參考附圖加以說明， 其中


圖1示出當厚度為22mm絕熱復合材料的左側經受80(TC溫度，歷時 60至80分鐘時，該復合材料的溫度分布。
優(yōu)選實施方案詳述
現(xiàn)在，在下面的段落中，通過實施例并參考附圖描述本發(fā)明。 本發(fā)明的目的、特點和方面公開于如下描述或從如下描述中是顯而易 見的。本領域技術人員應當理解，本論述僅是示范性實施方案的描述，并 不打算限制本發(fā)明更寬的方面，這些更寬的方面按示范性構造具體化。
絕熱復合材料包含多種玻璃顆粒，優(yōu)選玻璃球。術語"玻璃"指的是所 有能生成玻璃的材料，包括Si(Si02)、B(B203)、P(P205)、Ge(Ge02)、 As(As205 或As203)、 Sb(Sb203)的氧化物，其還可包含改性劑，例如K(K20)、 Na(Na20)、 Ca(CaO)、 Ba(BaO)、 Pb(PbO)、 Zn(ZnO)、 V(V205)、 Zr(Zr02) 和Bi(Bi203)的氧化物。括號中的物質指的是相應元素的穩(wěn)定氧化物形式。 鈦、鋁和釷的氧化物還可以以各種各樣的濃度包含其中。在所有的氧化物 中，硅的氧化物由于成本低和高的可獲得性而特別地予以優(yōu)選。玻璃球的 平均直徑可以為0.05mm至1.5mm。由于考慮到成本和可獲得性特別地優(yōu) 選平均直徑為0.75^n。但是，發(fā)現(xiàn)具有非球形，例如立方形或甚至不規(guī)則 形狀的玻璃碎塊也可用于本發(fā)明。發(fā)現(xiàn)玻璃球對本發(fā)明效果更好并因此是 優(yōu)選的選擇。
本發(fā)明的絕熱復合材料也包含當該絕熱復合材料暴露于高于IO(TC的 溫度時用于熔合玻璃顆粒的粘合劑組合物。粘合劑組合物可包含主要組 分，該主要組分可從下列化合物，或其混合物的任意一種中選擇
碳化物，包括碳化鋁(優(yōu)選粉末，-325目)；碳化硼(優(yōu)選粉末)；碳化
鈣；碳化鉻；碳化鉿；碳化鉬；碳化鈮；碳化硅(優(yōu)選納米粉末)；碳化鉭； 碳化鈦；碳化鎢(優(yōu)選粉末)；碳化釩(優(yōu)選粉末)；碳化鋯(優(yōu)選粉末)； 石膏粉末和耐火膠泥；
氮化物，包括氮化硼(優(yōu)選粉末)；氮化鈣；氮化鉻；氮化鍺；氮化鎂; 氮化鋁(優(yōu)選納米粉末)；氮化鋯；
各種形式的碳酸鈣，包括低堿式、粉末、無定形結晶； 氧化物，包括各種形式的氧化鋁，包括煅燒過的、粉末、剛玉、熔融 過的、顆粒狀的、中孔的和片狀的；氧化鍺(IV);氧化銦(II或in);各種形 式的氧化鎂，包括納米粉末、熔融過的、片狀熔融的，條狀熔融的；各種 形式的二氧化硅，包括片狀熔融的和顆粒狀熔融的； 一氧化硅；氧化鉈(III); 氧化鈣鋇；氧化鴿；氧化鋇；氧化鴇鍶鋇；氧化鉍(111)(優(yōu)選粉末)；氧化銅 鈣鍶鉍(優(yōu)選粉末)；氧化鎘棕(優(yōu)選粉末)；各種形式的氧化鈰(IV)，包括 粉末，片狀熔融的；各種形式的氧化鉻(m)，包括粉末，片狀熔融的；優(yōu) 選結晶狀的氧化鉻(VI);氧化鈷(II);氧化亞銅(I)(優(yōu)選粉末)；氧化銅 (II)(優(yōu)選粉末)；氧化鏑；氧化銪(優(yōu)選99.9%， 28,922-1);氧化釓；氧化
金(m)水合物；氧化鉿(W)(優(yōu)選粉末)；氧化鈥(111)(優(yōu)選99.9%， 20,844-2);
氧化銥(IV)或氧化銥(IV)水合物；氧化鑭；氧化鉛(IV);氧化鉛(II)黃(優(yōu)
選粉末)；氧化镥(m);氧化錳(n，m或iv);氧化鉬(IV);氧化鎳；氧化鈮(II);
氧化鈮(IV);各種形式的氧化鈮(V)，包括團塊和孔22A， 99.5%;四氧化 鋨；氧化鈀(II)或它的水合物；氧化鈀(II)水合物；氧化鐠(III);氧化錸(W) 或它的水合物；氧化銠(III)或它的水合物；各種形式氧化釤，包括粉末和 熔融的；氧化銀(I或II);氧化鍶；氧化鉭(V)(優(yōu)選團塊)；氧化鋱；氧化 鋱(III);氧化釷(III);氧化錫(II或W)(優(yōu)選納米粉末)；氧化鎢(VI)(優(yōu)選粉 末，更優(yōu)選納米粉末)；氧化釩(in， W或V);氧化鐿；各種形式的氧化鋅 包括粉末，更優(yōu)選納米粉末，或水合物；各種形式的氧化鋯(IV)，包括粉 末，更優(yōu)選納米粉末，或硫酸鹽化的形式；氧化錫銻(優(yōu)選納米粉末)；氧
化鐵(m)(優(yōu)選納米粉末)；氧化釔(m)(優(yōu)選納米粉末)；氧化鈣(優(yōu)選無水粉
末)；
鈦酸鹽，包括鈦(RO酸鋇或鈦酸鍶(優(yōu)選納米粉末)；
硫化物，包括硫化鋁(優(yōu)選顆粒狀)；五硫化銻；硫化銻(III)(優(yōu)選粉末);
硫化砷(n，m或v);硫化鎵(m)、；硫化鍺(n);硫化銦(m)紅;五硫化磷；
三硫化磷；硫化硒；硫化鋇；硫化鉍(III);硫化鈣；硫化銅(I )(優(yōu)選粉末， 更優(yōu)選無水的)；硫化銅(II)(優(yōu)選粉末)；硫化金(I或III);硫化亞鐵(II); 硫化鉛(II);硫化鋰；硫化錳(II);硫化汞(II)紅;硫化鈀(II);硫化鉑(IV); 硫化錸(VH);硫化銀；硫化鈉；硫化鍶；硫化鉈(I );硫化亞錫(II);硫化 鈦(RO(優(yōu)選粉末或無水形式)；硫化鎢(W)(優(yōu)選粉末)；硫化鋅(優(yōu)選片狀)； 硫化鉬(IV)(優(yōu)選粉末)；
硒化鋅(優(yōu)選具有涂布性能和/或粉末)；
碲化鋅(優(yōu)選具有涂布性能)；以及
無機硅氧垸化合物，包括AlSi2高嶺土(Al2(Si205)(OH)4。
在所有的上述化合物中，特別優(yōu)選AlSi2高嶺土(Al2(Si20s)(OH)4)。業(yè) 已發(fā)現(xiàn)，用作為粘合劑組合物主要組分的A1S2高嶺土形成的絕熱復合材料 不易碎并更均勻，能經受更高的溫度。
除了上述粘合劑組合物的主要組分外，還可在粘合劑組合物中存在作 為次要組分的其它化合物，包括碳化物，其包括碳化鎢(WC)和碳化硅 (SiC);氧化物，包括氧化鋁(Al203)、氧化鈹(BeO)、氧化鎂(MgO)、氧化鋯 (ZrO)、莫來石(Al6Si20,3);金屬，包括鎢(W)、鉻(Cr)、鈹(Be)、鎳(Ni)、 鐵(Fe)、銅(Cu)、鈦(Ti)和鋁(Al);以及，合金，包括低合金鋼、不銹鋼、 鑄鐵、黃銅和青銅；以及它們的混合物。這些次要組分的存在可進一步提 高次要組分的功能，例如，可以提高所得的絕熱復合材料的工作溫度和工 作壓力。但是，應注意的是這些次要組分的存在可以是任選的。
玻璃顆粒和粘合劑組合物可以是任何所需的量。通常玻璃球的量可占 50至95重量％，更優(yōu)選80重量％并粘合劑組合物的量占50至5重量％， 更優(yōu)選20重量％。
業(yè)己意外地發(fā)現(xiàn)，當本發(fā)明絕熱復合材料加熱至高于某溫度時，通常 高于IO(TC，粘合劑組合物和玻璃顆粒"熔合"生成一種絕緣類似陶瓷的結 構。發(fā)現(xiàn)該反應是吸熱的，并更重要的是發(fā)現(xiàn)所得到的陶瓷組合物是高度 絕緣而不易碎。通常，本發(fā)明的組合物可在被保護物體的外面形成層的形 式，并且熱會首先攻擊外表面。發(fā)現(xiàn)隨著熱從外表面前進到內表面，形成 了多個層疊的類似陶瓷結構，其會進一步有助于絕熱。令人感興趣的是， 發(fā)現(xiàn)這些層疊的類似陶瓷結構像橡膠，因此不易碎。圖1示出當厚度為
22mm的絕熱復合材料的左側經受90(TC的溫度歷時60至80分鐘時，該 復合材料的溫度分布。樣品每隔4mm安插有熱傳感器并在樣品引入之前 將爐溫穩(wěn)定在800"C。詳細結果示出如下 30分鐘后
表面溫度=815"
2mm=500°C
6mm=250°C
10mm=122°C
14mm=66°C
18mm=30°C
22mm=22°C 60分鐘后
表面溫度=825°。
2mm=500°C
6mm=250°C
10mm=130。C
14mm=75°C
18mm=35°C
22mm=25。C
能夠看出本發(fā)明復合材料的大部分仍保持低于IO(TC的溫度。這顯示 出本發(fā)明復合材料的絕熱性的有效性。
甚至更有利地是發(fā)現(xiàn)，如果本發(fā)明的復合材料曾經暴露于高溫，則其 絕熱性甚至更好。在首次暴露于高溫期間生成的層疊的類似陶瓷結構首先 本身是絕熱的，這進一步有助于被保護物體的絕熱。
下表示出本發(fā)明組合物的溫度分布，同時與作為對照物的粘合劑或玻 璃球進行比較。
只有粘合 劑
厚度(mm)時間30分時間60
鐘rc)分鐘(。c)
0820820
2750750
6450550
10275350
14220300
18180260
22140200
組合物材
料
厚 度時間30時間60
分鐘rc)分鐘(。c)
0815825
2500500
6250250
10122.6130
1466.875
1830.335
2222.125
只有固體使用更大
玻璃球玻璃球的 組合物
厚 度時間30時間60厚 度時間30時間6
(mm)分鐘fc)分鐘rc)(mm)分鐘rc)分鐘("c)
08208200815820
27507652600625
64205506300350
1026034010150220
1419925014140190
1814020018100150
22120180225070
用于上述試驗的"更大玻璃球"是指平均直徑大于0.75mm的玻璃球。
本發(fā)明組合物可用于各種需要高度絕熱的場合，例如，建筑防火板或 甚至宇航飛船。
除了上面顯示的絕熱性質以外，技術人員可以意識到當本發(fā)明組合物 加熱時不施放毒氣。進一步，本發(fā)明組合物因涉及無毒物質，因而相對易 于制備。此外，所需材料相對便宜。
實施例
實施例1 復合材料
* 75g SiC(400目)
* 150g AlSi2高嶺土粉末(Al2(Si205)(OH)4)
參H20約lOOml。 (*漿狀物應當具有中等粘度)
* 675g玻璃球(75-100微米)
所得到的樣品能在室溫固化，但是更強的陶瓷鍵要高溫下形成，例如 經弧光-等離子體火焰表面處理。
將高嶺土(^2^205)(0印4)粉末與碳化硅=25%1120水解物混合制成用 作為樣品中粘合劑的甲硅烷基硅乳液觸變性的聚硅氧烷陶瓷漿。在鹽水中 絮凝結成小團塊(團塊)并快速沉降的固體玻璃珠顆粒上的甲基硅烷表面底 漆例如Me3SiOH(OH2)4，復合氧化物和非氧化物硅酸酯二氧化硅的相互作 用與低聚甲基硅氧烷表面的情況下，發(fā)生氫化硅垸化作用。
固體玻璃球表面與髙嶺土(Al2(Si205)(OH)4)粉末和碳化硅的表面交聯(lián)，
生成硅烷醇環(huán)，同時其它部分再分布給相鄰的表面同系物。在室溫生成的 甲基甲硅烷氧基表面基團能進一步與其他的甲基甲硅氧垸表面在高于 250。C反應或者可以進一步經受絕熱觸變性陶瓷組合物的等離子體火焰表 面處理，以形成低孔隙度、平滑表面、高微觀硬度和高斷裂韌度。
實施例2 復合材料
參75g SiC(400目)
* 150g AlSi2高嶺土粉末(Al2(Si205)(OH)4)
*固體玻璃球(直徑0.75mm)
所得的樣品可以通過感應或真空熱電爐被固化，在此，于高溫下，還 借助于電弧-等離子體火焰表面處理生成更強的陶瓷鍵。
盡管本發(fā)明優(yōu)選的實施方案用實施例進行了詳細的描述，然而顯而易 見的是對于本領域技術人員會發(fā)生本發(fā)明的改進和適應。此外，本發(fā)明實 施方案不應解釋為受僅有的這些實施例或圖的限制。但是，清楚地不用說 的是，這些改進和適應都在如下權利要求中陳述的本發(fā)明范圍之內。例如， 作為一個實施方案一部分所闡明或描述的特征能被用于另一個實施方案 以產生又一個的實施方案。因此，意圖是本發(fā)明涵蓋這些在權利要求和它 們的等同要求范圍之內出現(xiàn)的改進和變化。
權利要求
1.一種絕熱復合材料，其包含-多種玻璃顆粒；以及-粘合劑組合物，當絕熱復合材料暴露于高于100℃的溫度時，所述粘合劑組合物用于熔合玻璃顆粒。
2. 權利要求1的絕熱復合材料，其中所述玻璃顆粒由從Si02、 B203、 P205、 Ge02、 As205、 As203、 Sb203及其它們的混合物中選擇出的氧化物 形成。
3. 權利要求2的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆粒用Si02形成。
4. 權利要求2的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆粒是玻璃球。
5. 權利要求2至4任一項的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆?？蛇M 一步包含從&0、 Na20、 CaO、 BaO、 PbO、 ZnO、 V205、 Zr02、 Bi203、 A1203、 Ti的氧化物、Th的氧化物及其它們的混合物組成的組中選擇出的 改性劑。
6. 權利要求1的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆粒的平均直徑為 0.05,至1.5,。
7. 權利要求6的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆粒的平均直徑為 0.75|im。
8. 權利要求1的絕熱復合材料，其中，所述玻璃顆粒的量占50到95 重量％，而所述粘合劑組合物的量占5至50重量％。
9. 權利要求8的絕熱復合材料，其中，所述顆粒的量占80重量％，而 所述粘合劑組合物的量占20重量％。
10. 權利要求l的絕熱復合材料，其中，所述粘合劑組合物包含選自如 下的主要組分碳化物、石膏粉、耐火膠泥、氮化物、碳酸鈣、氧化物、 鈦酸鹽、硫化物、硒化鋅、碲化鋅、無機硅氧烷化合物及其它們的混合物。
11. 權利要求10的絕熱復合材料，其中，所述碳化物選自由碳化鋁、碳 化鈣、碳化鉻、碳化鉿、碳化鉬、碳化鈮、碳化硅、碳化鉅、碳化鈦、碳 化鉤、碳化釩、碳化鋯及其它們的混合物組成的組中。
12. 權利要求10的絕熱復合材料，其中，所述氮化物選自由氮化硼、氮化鈣、氮化鉻、氮化鍺、氮化鎂、氮化鋁、氮化鋯及其它們的混合物組成 的組中。
13. 權利要求10的絕熱復合材料，其中，所述氧化物選自由如下物質組成的組中氧化鋁、氧化鍺(iv)、氧化銦(II或III)、氧化鎂、二氧化硅、一 氧化硅、氧化鉈(m)、氧化鈣鋇、氧化鎢、氧化鋇、氧化鎢鍶鋇、氧化鉍(m)、 氧化銅鈣鍶鉍、氧化鎘棕、氧化鈰(iv)、氧化鉻(ni)、氧化鉻(vi)、氧化鈷 (n)、氧化亞銅(i)、氧化銅(n)、氧化鏑、氧化銪、氧化釓、氧化金(ni) 水合物、氧化鉿(iv)、氧化鈥(ni)、氧化銥(w)或氧化銥(iv)水合物、氧化 鑭、氧化鉛(iv)、氧化鉛(n)黃、氧化镥(in)、氧化錳(n、 m或rv)、氧化 鉬(w)、氧化鎳、氧化鈮(n)、氧化鈮(iv)、氧化鈮(v)、四氧化鋨、氧化 鈀(n)或其水合物、氧化鈀(n)水合物、氧化鐠(m)、氧化錸(iv)或其水合 物、氧化銠(m)或其水合物、氧化釤、氧化銀(i或n)、氧化鍶、氧化鉭(v)、 氧化鋱、氧化鋱(in)、氧化釷(in)、氧化錫(n或w)、氧化鎢(vi)、氧化釩(ni、 iv或v)、氧化鐿、氧化鋅、氧化鋯(iv)、氧化錫銻、氧化鐵(m)、氧化釔(ni)、 氧化鈣及其它們的混合物。
14. 權利要求io的絕熱復合材料，其中，所述鈦酸鹽從由鈦(iv)酸鋇、鈦酸鍶及其它們的混合物組成的組中選擇。
15. 權利要求io的絕熱復合材料，其中，所述硫化物從由如下物質組成 的組中選擇硫化鋁、五硫化銻、硫化銻(in)、硫化砷(n,ni或v)、硫化 鎵(ni)、硫化鍺(n)、硫化銦(ni)紅、五硫化磷、三硫化磷、硫化硒、硫化 鋇、硫化鉍(in)、硫化鈣、硫化亞銅(i)、硫化銅(n)、硫化金(i或in)、 硫化亞鐵(n )、硫化鉛(n )、硫化鋰、硫化錳(n )、硫化汞(n )紅、硫化鈀(n )、 硫化鉑(w)、硫化錸(vn)、硫化銀、硫化鈉、硫化鍶、硫化鉈(i)、硫化亞 錫(n)、硫化鈦(iv)、硫化鎢(w)、硫化鋅、硫化鉬(w)及其它們的混合物。
16. 權利要求10的絕熱復合材料，其中，所述無機硅氧垸化合物是AlSi2高嶺土(Al2(Si20s)(OH)4)。
17. 權利要求10的絕熱復合材料，其中，所述粘合劑組合物還包含從由碳化物、金屬、合金及其它們的混合物組成的組中選擇的次要組分。
18. 權利要求17的絕熱復合材料，其中，所述碳化物從由碳化鎢、碳化 硅及其它們的混合物組成的組中選擇。
19. 權利要求17的絕熱復合材料，其中，所述氧化物從由氧化鋁、氧化 鈹、氧化鎂、氧化鋯、莫來石(Al6Si20,3)及其它們的混合物組成的組中選擇。
20. 權利要求17的絕熱復合材料，其中，所述金屬從由鎢、鉻、鈹、鎳、 鐵、銅、鈦、鋁及其它們的混合物組成的組中選擇。
21. 權利要求17的絕熱復合材料，其中，所述合金從由低合金鋼、不銹 鋼、鑄鐵、黃銅、青銅及其它們的混合物組成的組中選擇。
22. 權利要求17的絕熱復合材料，其中，所述主要組分的量占粘合劑組 合物重量的70%到80%，而所述次要組分的量占粘合劑組合物重量的20% 至30%。
23. 權利要求1的絕熱復合材料，其中，所述粘合劑組合物被水解。
24. —種制備絕熱復合材料的方法，所述方法包括將所述玻璃顆粒與所 述粘合劑組合物混合的步驟，使得當絕熱復合材料暴露高于IO(TC的溫度 時所述玻璃顆粒被熔合。
25. 權利要求24的方法，其中，所述玻璃顆粒由選自Si02、 B203、 P205、 Ge02、 As205、 As203、 Sb203及其它們的混合物中的氧化物形成。
26. 權利要求25的方法，其中，所述玻璃顆粒由Si02形成。
27. 權利要求25的方法，其中，所述玻璃顆粒是玻璃球。
28. 權利要求25至27中任一項的方法，其中，所述玻璃顆粒還包含選 自K20、 Na20、 CaO、 BaO、 PbO、 ZnO、 V205、 Zr02、 Bi203、 A1203、 Ti 的氧化物、Th的氧化物及其它們的混合物中的改性劑。
29. 權利要求24的方法，其中，所述玻璃顆粒的平均直徑為0.05^n至 1.5拜。
30. 權利要求29的方法，其中，所述玻璃顆粒的平均直徑為0.75pm。
31. 權利要求24的方法，其中，所述玻璃顆粒的量占50到95重量％， 而所述粘合劑組合物的量占50至5重量％。
32. 權利要求31的方法，其中，所述顆粒的量占80重量％，而所述粘 合劑組合物的量占20重量％。
33. 權利要求24的方法，其中，所述粘合劑組合物包含選自由如下物質組成的組中的主要組分碳化物、石膏粉、耐火膠泥、氮化物、碳酸鈣、 氧化物、鈦酸鹽、硫化物、硒化鋅、碲化鋅、無機硅氧垸化合物及其它們 的混合物。
34. 權利要求33的方法，其中，所述碳化物從由碳化鋁、碳化鈣、碳化 鉻、碳化鉿、碳化鉬、碳化鈮、碳化硅、碳化鉭、碳化鈦、碳化鎢、碳化 釩、碳化鋯及其它們的混合物組成的組中選擇。
35. 權利要求33的方法，其中，所述氮化物從由氮化硼、氮化鈣、氮化 鉻、氮化鍺、氮化鎂、氮化鋁、氮化鋯及其它們的混合物組成的組中選擇。
36. 權利要求33的方法，其中，所述氧化物選自由如下物質組成的組中氧化鋁、氧化鍺(iv)、氧化銦(n或m)、氧化鎂、二氧化硅、 一氧化硅、氧化鉈(m)、氧化鈣鋇、氧化鴇、氧化鋇、氧化鴿鍶鋇、氧化鉍(m)、氧化銅 鈣鍶鉍、氧化鎘棕、氧化鈰(iv)、氧化鉻(in)、氧化鉻(vi)、氧化鈷(n)、 氧化亞銅(i)、氧化銅(n)、氧化鏑、氧化銪、氧化釓、氧化金(in)水合物、 氧化鉿(iv)、氧化鈥(m)、氧化銥(iv)或氧化銥(iv)水合物、氧化鑭、氧化 鉛(iv)、氧化鉛(n)黃、氧化镥(m)、氧化錳(n、 m或iv)、氧化鉬(iv)、 氧化鎳、氧化鈮(n)、氧化鈮(iv)、氧化鈮(v)、四氧化鋨、氧化鈀(n)或 其水合物、氧化鈀(n)水合物、氧化鐠(ni)、氧化錸(w)或其水合物、氧化 銠(in)或其水合物、氧化釤、氧化銀(i或n)、氧化鍶、氧化鉭(v)、氧化 鋱、氧化鋱(iii)、氧化釷(in)、氧化錫(n或iv)、氧化鴿(vi)、氧化釩(in、 iv或v)、氧化鐿、氧化鋅、氧化鋯(rv)、氧化錫銻、氧化鐵(m)、氧化釔(in)、 氧化鈣及其它們的混合物。
37. 權利要求33的方法，其中，所述鈦酸鹽從由鈦(IV)酸鋇、鈦酸鍶及其它們的混合物組成的組中選擇。
38. 權利要求33的方法，其中，所述硫化物選自由如下物質組成的組中硫化鋁、五硫化銻、硫化銻(m)、硫化砷(n、 ni或v)、硫化鎵(in)、硫化 鍺(n)、硫化銦(m)紅、五硫化磷、三硫化磷、硫化硒、硫化鋇、硫化鉍(ni)、 硫化鈣、硫化亞銅(i)、硫化銅(n)、硫化金(i或ni)、硫化亞鐵(n)、硫 化鉛(n)、硫化鋰、硫化錳(n)、硫化汞(n)紅、硫化鈀(n)、硫化鈾(iv)、 硫化錸(vn)、硫化銀、硫化鈉、硫化鍶、硫化鉈(i)、硫化亞錫(n)、硫化 鈦(iv)、硫化鎢(iv)、硫化鋅、硫化鉬(iv)及其它們的混合物。
39. 權利要求33的方法，其中，所述無機硅氧垸化合物是AlSi2高嶺土 (Al2(Si205)(OH)4)。
40. 權利要求33的方法，其中，所述粘合劑組合物還包含從由碳化物、 金屬、合金及其它們的混合物組成的組中選擇的次要組分。
41. 權利要求40的方法，其中，所述碳化物從由碳化鎢、碳化硅及其它 們的混合物組成的組中選擇。
42. 權利要求40的方法，其中，所述氧化物從由氧化鋁、氧化鈹、氧化鎂、氧化鋯、莫來石(Al6Si20,3)及其它們的混合物組成的組中選擇。
43. 權利要求40的方法，其中，所述金屬從由鎢、鉻、鈹、鎳、鐵、銅、 鈦、鋁及其它們的混合物組成的組中選擇。
44. 權利要求40的方法，其中，所述合金從由低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、 黃銅、青銅及其它們的混合物組成的組中選擇。
45. 權利要求40的方法，其中，所述主要組分的量占粘合劑組合物重量 的70%到80%，而所述次要組分的量占粘合劑組合物重量的20%至30%。
46. 權利要求24的方法，還包括水解所述粘合劑組合物的步驟。
全文摘要
絕熱板廣泛應用于各種領域，例如建筑工地或醫(yī)院。當這些板經受高溫時，它們需要可產生熱的粘合劑。在高溫絕緣領域中，陶瓷易碎并可能不適合某些應用。本發(fā)明公開了絕熱復合材料，其包含多種玻璃以及當絕熱復合材料暴露高于1000℃的溫度時用于熔合玻璃的粘合劑組合物。發(fā)現(xiàn)當熱從該復合材料的外表面前進到內表面時，生成多種層疊的類似陶瓷結構，其可進一步有助于絕熱。令人感興趣的是，發(fā)現(xiàn)這些層疊的類似陶瓷結構是類似橡膠的并且因此而不易碎。
文檔編號C04B33/13GK101193835SQ200680018893
公開日2008年6月4日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權日2005年5月31日
發(fā)明者羅爾斯頓·奧利維爾·弗勒斯曼-懷特 申請人:先進玻璃陶瓷公司