ES2900802T3 - Materiales compuestos de gel segmentado y paneles rígidos fabricados a partir de los mismos - Google Patents

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Owen R Evans
Irene Melnikova
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Aspen Aerogels Inc
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Abstract

Un proceso de fabricación de un material compuesto de gel seco reforzado que comprende las etapas de: proporcionar una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta segmentada; combinar la lámina de refuerzo segmentada con un precursor de gel; gelificar el precursor de gel en la combinación para preparar una lámina de material compuesto de gel reforzada; enrollar la lámina de material compuesto; y secar la lámina de material compuesto de gel reforzado para preparar una lámina de material compuesto de gel seco reforzada, en el que la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende materiales de aerogel.

Description

DESCRIPCIÓN
Materiales compuestos de gel segmentado y paneles rígidos fabricados a partir de los mismos
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo de los materiales compuestos reforzados útiles en una diversidad de aplicaciones industriales y domésticas.
Sumario de la invención
La presente invención describe un proceso de fabricación de un material compuesto de gel seco y reforzado que comprende las etapas de, proporcionar una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta segmentada, combinar la lámina de refuerzo segmentada con un precursor de gel, gelificar el precursor de gel en la combinación para preparar una lámina de material compuesto de gel reforzada, enrollar la lámina de material compuesto; y secar la lámina de material compuesto de gel reforzada para preparar una lámina de material compuesto de gel seco reforzada, en el que la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende aerogel. Adicionalmente, se pueden llevar a cabo etapas adicionales de desenrollar la lámina de material compuesto seco, aplicar un adhesivo a al menos una cara de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada y unirla a otro material plano. Dicho material plano puede ser otro material compuesto preparado de manera similar.
Adicionalmente, se describe un proceso de fabricación de material compuesto de gel seco reforzada que comprende además las etapas de proporcionar la lámina de material compuesto de gel seco reforzada con al menos dos superficies principales y múltiples superficies de sección transversal segmentadas (que preferentemente incluyen superficies de sección transversal parcial donde los segmentos no están ranurados en todo el espesor), aplicar un adhesivo a al menos una superficie principal de dicha lámina de material compuesto de gel seco reforzada; y unir dicha lámina de material compuesto de gel seco reforzada a otra lámina de material compuesto de gel seco.
Adicionalmente, la lámina de refuerzo segmentada de cualquiera de los procesos anteriores puede tener una capa de revestimiento o lámina de revestimiento unida a ella. Dichas capas de revestimiento pueden comprender fibras. La capa de revestimiento de los procesos de la presente invención puede comprender fibras no continuas.
Adicionalmente, los procesos descritos anteriormente implican la etapa de incorporar aditivos en el material compuesto seleccionado entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-cinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), óxido de hierro (INI, dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo y una combinación de los mismos.
En realizaciones adicionales, los procesos anteriores implican la etapa de añadir al menos un aglutinante a la lámina de refuerzo de fibra segmentada o usar una lámina de refuerzo de fibra segmentada que comprende al menos un aglutinante. Los procesos de la presente invención implican el uso de una lámina de refuerzo de fibra segmentada con al menos un segmento rígido.
En realizaciones adicionales, los procesos de la presente invención usan como precursor de gel en el material compuesto de gel seco reforzado, uno o más materiales o derivados del mismo seleccionados entre el grupo que consiste en circonia, itria, hafnia, alúmina, titania, ceria, sílice, poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, poli(alcohol de furfural), alcohol fenol furfurílico, formaldehídos de melamina, formaldehídos de resorcinol, formaldehído de cresol, formaldehído de fenol, dialdehído de poli(alcohol vinílico), policianuratos, poliacrilamidas, diversas epoxis, agar y agarosa y combinaciones de los mismos. En realizaciones adicionales, la lámina de espuma de celda abierta utilizada en los procesos de la presente invención comprende uno o más materiales o derivados de los mismos seleccionados entre poliuretanos, materiales a base de isocianato, poliisocianuratos, poliimidas, poli(cloruro de vinilo), Stryrofoam, siliconas, poliolefinas, epoxis, urea-formaldehído, caucho posterior, fluoropolímeros y espumas sintácticas.
La lámina de refuerzo de fibra segmentada utilizada en los procesos de la presente invención comprende uno o más materiales de fibra seleccionados entre el grupo que consiste en lana mineral, lana de vidrio, fibra de vidrio, poliéster, poli(tereftalatos de olefina), poli(naftalato de etileno), policarbonatos, fibra de celulosa regenerada (como Rayón), poliamidas alifáticas o semiaromáticas (como Nailon), copolímero de poliéster-poliurea basado en algodón (como lycra (fabricado por DuPont)), fibras basadas en carbono, grafito, poliacrilonitrilo (PAN), PAN oxidado, PAN tratado térmicamente no carbonizado como el fabricado por SGL carbon, material a base de fibra de vidrio como vidrio S, vidrio 901, vidrio 902, vidrio 475, vidrio E, fibras basadas en sílice como cuarzo, cuarzel (fabricado por Saint-Gobain), fieltro-Q (fabricado por Johns Manville), Saffil (fabricado por Saffil), Durablanket (fabricado por Unifrax) y otras fibras de sílice, fibras de poliaramida como Kevalr, Nomex, Sontera (todas fabricadas por DuPont) Conex (fabricadas por Taijin), poliolefinas como Tyvek (fabricado por DuPont), Dyneema (fabricado por DSM), Spectra (fabricado por Honeywell), otras fibras de polipropileno como Typar, Xavan (ambas fabricadas por DuPont), fluoropolímeros como PTFE con nombres comerciales como Teflon (fabricado por DuPont), Goretex (fabricado por GORE), fibras de carburo de silicio como Nicalon (fabricado por COI Ceramics), fibras cerámicas como Nextel (fabricado por 3M), polímeros acrílicos, fibras de lana, seda, cáñamo, cuero, ante, PBO - fibras de Zylon (fabricadas por Tyobo), material de cristal líquido como Vectan (fabricado por Hoechst), fibra Cambrelle (fabricada por DuPont), poliuretanos, poliamaidas, fibras de madera, boro, aluminio, hierro, fibras de acero inoxidable y otros termoplásticos como PEEK, PES, PEI, PEK, PPS y combinaciones de los mismos.
Adicionalmente, los procesos para fabricar materiales compuestos de gel secos reforzados descritos en la presente invención hacen uso de uno o más de los adhesivos seleccionados entre el grupo que consiste en vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de sodio, cemento y aluminosilicatos activados por álcalis, polietileno, poli(4,4'-oxidifenilenpiromelitimida) (como kapton), poliuretano, poliéster, caucho natural, caucho sintético, caucho sintético de polietileno clorosulfonado (como hypalon), aleaciones de plástico, PTFE, poli(haluros de vinilo), poliéster, policloropreno (como neopreno), acrílicos, nitrilos, EPDM, vinilos, acetato de vinilo, acetato de etileno-vinilo, estireno, estireno-acrilatos estireno-butadienos, poli(alcohol vinílico), poli(cloruro de vinilo), acrilamidas, fenólicos y combinaciones de los mismos. La conductividad térmica de los materiales compuestos de gel reforzados preparados a partir de los procesos anteriores es menor de 25 mW/mK en condiciones ambientales y preferentemente menor de 16 mW/mK.
Adicionalmente, en los procesos de preparación de materiales compuestos de gel secos reforzados descritos en la presente invención, el enrollado de la lámina de material compuesto de gel reforzada produce un rollo que tiene un eje, y en el que el enrollado de la lámina de material compuesto de gel reforzada es tal que cualquier espacio formado entre los segmentos de la lámina de material compuesto de gel reforzada mira en dirección opuesta al eje del rollo.
Se describe una lámina de material compuesto de gel seco reforzada que comprende una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta segmentada y un gel seco, en el que el gel seco es continuo a través de la fibra o espuma en al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada, y existe al menos un espacio entre al menos dos segmentos contiguos. Un espacio como se describe aquí significa que hay una discontinuidad tanto en la fibra o espuma como en el gel seco de estos segmentos contiguos. No es necesario que este espacio esté presente en todo el espesor y puede estar presente parcialmente en el espesor de la lámina de refuerzo de fibra, la lámina de espuma de celda abierta o las láminas de material compuesto resultantes. El gel seco de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende materiales de aerogel.
Adicionalmente, se describe un panel rígido que comprende al menos dos capas de material compuesto de gel seco reforzado que comprenden láminas de refuerzo de fibra o láminas de refuerzo de espuma de celda abierta, en el que al menos una capa comprende la lámina de material compuesto de gel seco reforzada que comprende una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de celda abierta segmentada, y un gel seco en el que el gel seco es continuo a través de la fibra o espuma en al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada, y al menos un espacio en la fibra o espuma y el gel seco entre al menos dos segmentos contiguos con discontinuidad tanto en el gel seco como en la fibra o espuma, en el que el gel seco de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende materiales de aerogel.
En una realización, las láminas de material compuesto de gel seco reforzadas o los paneles rígidos de la presente invención comprenden además materiales de relleno seleccionados entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-cinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), óxido de hierro (III), dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo y una combinación de los mismos. En otra realización, los paneles rígidos o láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención comprenden además al menos un aglutinante en la lámina de refuerzo de fibra segmentada. En otra realización, las láminas de refuerzo segmentadas de los paneles rígidos o láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención tienen una capa de revestimiento o lámina de revestimiento unida a ellas. La capa de lámina de revestimiento puede comprender fibras. Las láminas de refuerzo segmentadas de los paneles rígidos o láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención pueden comprender láminas de refuerzo de fibra segmentada que comprenden fibras no continuas. En una realización, la lámina de revestimiento tiene una permeabilidad razonable a vapor de agua para aplicaciones prácticas al tiempo que no permite el paso de agua líquida a través de la misma. En otra realización, la lámina de revestimiento permite el paso tanto de agua como de vapor de agua. En otra realización adicional, la lámina de revestimiento no permite el paso sustancial de agua líquida ni vapor de agua.
En otra realización, al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada es rígido.
Adicionalmente, los paneles rígidos o las láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención pueden comprender además aditivos seleccionados entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-cinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), óxido de hierro (III), dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo o una combinación de los mismos.
Además, los paneles rígidos o las láminas de material compuesto de gel seco reforzado de la presente invención pueden comprender además al menos un aglutinante en las fibras o utilizar una fibra que comprenda al menos un aglutinante. El aglutinante puede ser de naturaleza orgánica o inorgánica o de un material híbrido. En una realización, al menos un segmento de la guata de fibra segmentada puede ser rígido en el panel o los materiales de material compuesto anteriores.
Adicionalmente, los paneles rígidos o las láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención tienen componentes que están preparados a partir de los precursores de gel de circonia, itria, hafnia, alúmina, titania, ceria, sílice, poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, poli(alcohol de furfural), alcohol fenol furfurílico, formaldehídos de melamina, formaldehído de resorcinol, formaldehído de cresol, formaldehído de fenol, dialdehído de poli(alcohol vinílico), policianuratos, poliacrilamidas, diversos epoxis, agar y agarosa y combinaciones de los mismos.
Adicionalmente, los paneles rígidos o las láminas de material compuesto de gel seco reforzadas de la presente invención comprenden materiales de fibra seleccionados entre el grupo que consiste en lana mineral, lana de vidrio, fibra de vidrio, poliéster, poli(tereftalatos de olefina), poli(naftalato de etileno), policarbonatos, fibra de celulosa regenerada (como rayón), poliamidas alifáticas o semiaromáticas (como Nailon), copolímero de poliéster-poliurea basado en algodón (como lycra (fabricado por DuPont)), fibras basadas en carbono, grafito, poliacrilonitrilo (PAN), PAN oxidado, PAN tratado térmicamente no carbonizado como el fabricado por SGL carbon, material basado en fibra de vidrio como vidrio S, vidrio 901, vidrio 902, vidrio 475, vidrio E, fibras basadas en sílice como cuarzo, cuarzel (fabricado por Saint-Gobain), fieltro Q (fabricado por Johns Manville), Saffil (fabricado por Saffil), Durablanket (fabricado por Unifrax) y otras fibras de sílice, fibras de poliaramida como Kevalr, Nomex, Sontera (todas fabricadas por DuPont) Conex (fabricadas por Taijin), poliolefinas como Tyvek (fabricado por DuPont), Dyneema (fabricado por DSM), Spectra (fabricado por Honeywell), otras fibras de polipropileno como Typar, Xavan (ambas fabricadas por DuPont), fluoropolímeros como PTFE con nombres comerciales como Teflon (fabricado por DuPont), Goretex (fabricado por GORE), fibras de carburo de silicio como Nicalon (fabricado por COI Ceramics), fibras cerámicas como Nextel (fabricado por 3M), polímeros acrílicos, fibras de lana, seda, cáñamo, cuero, ante, fibras de PBO - Zylon (fabricadas por Tyobo), material de cristal líquido como Vectan (fabricado por Hoechst), fibra Cambrelle (fabricada por DuPont), poliuretanos, poliamaidas, fibras de madera, boro, aluminio, hierro, fibras de acero inoxidable y otros termoplásticos como PEEK, PES, PEI, PEK, PPS y combinaciones de los mismos.
Adicionalmente, los paneles rígidos de la presente invención incluyen adhesivos seleccionados entre el grupo que consiste en vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de sodio, cemento y aluminosilicatos activados por álcalis, polietileno, poli(4,4'-oxidifenilen-piromelitimida) (tal como kapton), poliuretano, poliéster, caucho natural, caucho sintético, caucho sintético de polietileno clorosulfonado (como hypalon), aleaciones de plástico, PTFE, poli(haluros de vinilo), poliéster, policloropreno (como neopreno), acrílicos, nitrilos, EPDM, vinilos, acetato de vinilo, etileno-acetato de vinilo, estireno, estireno-acrilatos estireno-butadienos, poli(alcohol vinílico), poli(cloruro de vinilo), acrilamidas, fenólicos y combinaciones de los mismos. En una realización, los paneles rígidos o las láminas de material compuesto de gel seco reforzado de la presente invención tienen una conductividad térmica aparente menor de 25 mW/mK en condiciones ambientales.
Breve resumen de los dibujos
La Figura 1 ilustra el material compuesto de aerogel producido utilizando un material no tejido de vidrio rotatorio tal cual (sin segmentación).
La Figura 2 ilustra un esquema que muestra la fabricación de materiales compuestos de aerogel utilizando productos no tejidos ranurados con mayor rigidez.
La Figura 3 ilustra una comparación de los materiales compuestos de gel seco producidos con una lámina de lana de vidrio no segmentada (arriba) y con una lámina de lana de vidrio segmentada (abajo).
La Figura 4 ilustra el material compuesto de gel húmedo segmentado y el material compuesto de gel seco segmentado.
La Figura 5 ilustra la formación de paneles de material compuesto de aerogel/fibra segmentado para dar lugar a un material de plancha.
La Figura 6 ilustra la fabricación de paneles rígidos a partir de láminas de refuerzo de fibra segmentadas y precursores de gel.
La Figura 7 ilustra una realización alternativa del refuerzo de fibra donde hay un cambio gradual en los tamaños de los segmentos a lo largo de la longitud del refuerzo de fibra.
Descripción detallada de la invención
La presente divulgación implica la fabricación de productos aislantes enrollados basados en materiales de aerogel. Los aerogeles, que presentan una densidad extremadamente baja, una superficie específica elevada y buenas propiedades ópticas, térmicas y acústicas, se han estudiado para diversas aplicaciones. Sin embargo, los aerogeles presentan inconvenientes inherentes tales como debilidad y fragilidad. Se pueden usar diversos tipos de refuerzos para conferir resistencia, flexibilidad y otras propiedades importantes a los aerogeles. Los materiales compuestos de aerogel reforzados con fibra se pueden preparar mediante adición de fibras sueltas o láminas de fibras no tejida a los precursores del gel, gelificación de la combinación para formar una lámina de gel, curado de la lámina de gel y secado de la lámina de gel formada.
Los aerogeles, que exhiben una densidad extremadamente baja, una elevada superficie específica, buenas propiedades ópticas, térmicas y acústicas, se han venido utilizando para tratar de abordar esta y otras demandas con objeto de que sus propiedades pudieran resultar ventajosas. Sin embargo, los aerogeles presentan inconvenientes inherentes tales como debilidad y fragilidad. En particular, cuando se fabrican aerogeles altamente transparentes e hidrófobos, la fragilidad se vuelve mucho más aguda y, por tanto, la manipulación resulta más difícil y se requieren tiempos de ciclo prolongados para el secado de fluido con el fin de evitar la fisuración.
La debilidad y fragilidad de los aerogeles de baja densidad pueden tener un impacto negativo en el escalado de la producción y limitar la fabricación a gran escala. Además, los aerogeles con densidades más bajas pueden tener la mejor transparencia, pero también exhibir una conductividad térmica más alta y, con ello, un peor rendimiento de aislamiento.
La estructura frágil de un aerogel (baja densidad y elevada porosidad) también plantea diversas dificultades de conformación en superficies irregulares o para mantener la integridad en condiciones dinámicas, tales como cuando se intercala entre vidrio y diferentes coeficientes de expansión térmica entre vidrio y aerogel tienen como resultado fuerzas de compresión. Por tanto, la flexibilidad, aptitud de compresión, integridad, durabilidad, resistencia y resistencia a la sinterización, formación de polvo constituyen todas ellas áreas de mejora potencial en aerogeles y materiales compuestos de aerogel.
Se han llevado a cabo diversos intentos para mejorar los aerogeles y los materiales compuestos de aerogel con el fin de abordar estos problemas y aprovechar al máximo sus notables propiedades como materiales. Algunas patentes describen intentos de preparación de materiales compuestos con espumas y aerogeles en forma de partículas, por ejemplo, el documento EP0489319, y las patentes de Estados Unidos Nos. 6.136.216; 5.691.392; 6.040.375; y 6.068.882. Otros, por ejemplo, las patentes de Estados Unidos Nos. 4.966.919; 5.037.859; 5.972.254; 5.973.015; y 6.087.407; y la solicitud de patente de Estados Unidos N°. 2002/0094426 describen otros aerogeles o materiales compuestos de aerogel con o sin espumas. Algunos, como la solicitud de patente de Estados Unidos N°. 2005/0192367 y la solicitud de patente de Estados Unidos N°. de Serie 11/392.925 describen aerogeles transparentes o materiales compuestos de aerogel.
En el contexto de las realizaciones de la presente divulgación, "aerogeles" o "materiales de aerogel" junto con sus respectivas formas en singular, se refieren a geles que contienen aire como medio de dispersión en sentido amplio, que incluyen, entre otros, geles secados usando fluidos supercríticos, fluidos en condiciones subcríticas, secado a presiones ligeramente elevadas, a temperaturas elevadas, secado usando técnicas de liofilización y combinaciones de las mismas; y geles secados con fluidos supercríticos en sentido estricto. La composición química de los aerogeles puede ser inorgánica, orgánica (incluidos los polímeros) o híbrida orgánica-inorgánica. Los aerogeles inorgánicos pueden estar basados en sílice, titania, circonia, alúmina, hafnia, itria, ceria, carburos y nitruros. Los aerogeles orgánicos pueden estar basados en compuestos que incluyen, entre otros: uretanos, formaldehídos de resorcinol, poliimida, poliacrilatos, quitosano, polimetilmetacrilato, miembros de la familia de oligómeros de acrilato, polidimetilsiloxano con terminación de trialcoxisililo, polioxialquileno, poliuretano, polibutadolidano, melaminaformaldehído, fenol-furfural, un miembro de la familia de materiales de poliéter o combinaciones de los mismos. Los ejemplos de aerogeles híbridos orgánico-inorgánicos incluyen, entre otros: sílice-PMMA, sílice-quitosano, sílicepoliéter o posiblemente una combinación de los compuestos orgánicos e inorgánicos anteriormente mencionados. Las solicitudes de patente de Estados Unidos publicadas 2005/0192367 y 2005/0192366 muestran ampliamente dichos materiales híbridos orgánicos-inorgánicos.
Los aerogeles aplicables a la presente invención incluyen aerogeles tales que están reforzados por una estructura fibrosa. Dichos refuerzos proporcionan resistencia y flexibilidad a la estructura de aerogel. Las patentes de Estados Unidos 6068882, 6087407, 6770584, 5124101,5973015, 6479416, 5789075, 5866027, 5786059, 5972254, 4363738, 4447345, la solicitud de patente WO9627726, las solicitudes de patente de Estados Unidos 20020094426, 2003077438, la patente japonesa JP8034678, la patente de Reino Unido GB1205572 muestran algunos de los materiales de aerogel que se pueden poner en práctica con las realizaciones de la presente invención. Estos documentos muestran los métodos de fabricación de dichos materiales de aerogel flexible, al menos en parte. Los materiales de aerogel flexible también pueden tener factores de forma que son mantas o tiras delgadas. Aunque muchas de las realizaciones de la presente invención se centran en el revestimiento de materiales compuestos de aerogel, también se pueden utilizar para revestir otras formas de aerogel.
El refuerzo de fibra cuando se aplica de manera apropiada se traduce en materiales de aerogel flexible. Dicha flexibilidad en los materiales de aerogel resulta deseable en una diversidad de aplicaciones en las que dichos materiales de aerogel pueden ser reemplazados por desprendimiento de los materiales existentes. No obstante, la flexibilidad en ocasiones también se puede traducir en cierto daño a la estructura de aerogel. Aunque puede no afectar a otras propiedades críticas de los materiales de aerogel, puede suponer una molestia para la manipulación física. La presente invención, en muchas de sus realizaciones, proporciona métodos para minimizar los efectos de dicho daño y evitar además que dicho material dañado se desprenda de la matriz del material. Además, se evita cualquier cuestión de manipulación mecánica resultante relacionada con los materiales de aerogel en forma de partículas en la superficie de dicho material de aerogel y se reduce sustancialmente gracias a los métodos de la presente invención. En algunas realizaciones, la presente divulgación proporciona la fabricación de paneles y materiales compuestos rígidos.
Se ha demostrado que el acondicionamiento de viviendas, edificios y estructuras existentes con aislamiento de alta resistencia térmica puede reducir significativamente el consumo energético y las correspondientes emisiones de CO2. De este modo, ha existido una fuerte tendencia al desarrollo de materiales aislantes basados en aerogel para el mercado de edificación y construcción. Para aplicaciones que no incluyen paredes huecas y/o aislamiento de áticos abuhardillados, un producto preferido para este mercado son los paneles rígidos. Por ejemplo, muchos acondicionamientos interiores o exteriores de edificios implican la instalación de una plancha no flexible, tal como lana mineral o espuma de PES. Durante la última década, ha habido un interés renovado en producir paneles rígidos con materiales de aislamiento térmico con valores R mayores que los que se encuentran actualmente en el mercado. El aislamiento basado en aerogel de alto rendimiento ha resultado de particular interés. El aislamiento de aerogel reforzado con fibra se encuentra actualmente disponible a nivel comercial en grandes volúmenes, tal como una manta de material compuesto duradera y flexible, en espesores que no exceden 10 mm. Típicamente, se laminan múltiples capas de estos materiales con adhesivos para producir una placa rígida de mayor espesor. Debido a que el aislamiento basado en aerogel flexible se produce necesariamente en forma de producto enrollado, puede presentar un cierto grado de defectos de bobinado en forma de dobleces, ondulaciones y/o variaciones de espesor y, como tal, se debe emplear un proceso exhaustivo y un control de calidad para la manipulación. La presencia de estos defectos hace que el laminado de materiales de aerogel flexible en plancha rígida suponga un desafío. Las capas individuales de aislamiento de aerogel con defectos superficiales tienen como resultado una unión superficial incompleta debido a la incapacidad de lograr un ajuste total de la superficie de cada capa individual durante el proceso de laminado. Los paneles producidos de esa manera pueden contener una gran cantidad de huecos y defectos que no solo afectan a la resistencia mecánica, sino también al rendimiento térmico global. Por tanto, existe una gran necesidad de eliminar los defectos superficiales de estos materiales que se deben principalmente a las tensiones impuestas por el bobinado y desbobinado, tensiones típicamente asociadas a la fabricación de artículos enrollados. El proceso de bobinado y desbobinado asociado a la producción de aislamiento de aerogel de material compuesto flexible también presenta desafíos para el uso de materiales rígidos basados en fibra como refuerzo para estos materiales compuestos. Los materiales fibrosos de alto contenido de aglutinante y/o materiales que son rígidos no pueden soportar el proceso de bobinado/desbobinado de la fabricación de productos enrollados sin incorporar grandes cantidades de defectos en forma de deslaminados, dobleces y/o desgarros. Debido a la rentabilidad sustancialmente mejorada, existe una fuerte tendencia a permitir el uso de refuerzos fibrosos de bajo coste con alto contenido de aglutinante, para la producción de aislamiento de aerogel flexible. Hasta la fecha, estos tipos de materiales de refuerzo son demasiado rígidos para enrollarlos alrededor de un mandril con un radio pequeño sin generar la incorporación de no conformidades en presencia de pliegues, desgarros y deslaminados. Como tal, se necesita desarrollar un proceso que pueda permitir el bobinado y posterior procesado de aerogel de dicho material sin incorporar daño alguno asociado a la operación de bobinado. A los efectos de la presente solicitud de patente, un panel rígido significa un panel de superficie práctica instalable (de 0,1 a 10 m2) con la capacidad para sostener su propio, peso sin doblarse en la medida en que interfiera en la manipulación e instalación del panel a nivel práctico. Aunque se pueden preparar paneles rígidos uniendo material plano no rígido a otro material rígido, el panel rígido como se ha definido anteriormente excluye dichas combinaciones unidas y los paneles rígidos de la presente divulgación se centran en una o más capas de material compuesto-gel unidas a través de adhesivos o que de otro modo son rígidas como se ha descrito con anterioridad.
La presente divulgación también describe un método eficiente para fabricar placas basadas en aerogel de panel plano utilizando sustratos fibrosos de bajo coste o sustratos de espuma de celda abierta con mayor rigidez. Dichos sustratos normalmente no son susceptibles de procesado convencional en un recipiente cilíndrico para los diversos procesos involucrados en la fabricación de materiales compuestos de gel con buena forma enrollada. La utilización eficiente de los recipientes requiere la fabricación de materiales de aerogel reforzados con fibra con buena forma enrollada para maximizar el volumen de un recipiente cilíndrico y reducir los costes fijos asociados a la producción. Como tales, los refuerzos de fibra utilizados para reforzar los aerogeles deben tener suficiente flexibilidad para soportar el bobinado y desbobinado. Los materiales con exceso de rigidez y/o los materiales con alto contenido de aglutinante normalmente no se procesan bien y, con frecuencia, dan como resultado la fabricación de materiales compuestos de aerogel con defectos excesivos en forma de pliegues, dobleces, deslaminados y desgarros (Figura 1). Por tanto, el producto final formado utilizando dichos refuerzos rígidos no es apto para la producción de placas para paneles planos, una forma de producto preferida para aplicaciones de construcción. La cantidad excesiva de defectos en dichos productos disminuye el rendimiento térmico, la integridad del material y complica en gran medida cualquier proceso de fabricación.
Hemos descubierto que la segmentación longitudinal (a lo ancho de la manta) del refuerzo de fibra no tejida rígida o del refuerzo de espuma de celda abierta permite una flexibilidad suficiente para que el producto se pueda enrollar/desenrollar con un deslaminado o pandeo mínimos. En otra realización, se integra una lámina de revestimiento en un lado de la manta para proporcionar una resistencia a la tracción adicional. Las mantas no tejidas segmentadas se pueden preparar mediante diversos métodos que incluyen ranurar el material no tejido parcialmente a lo largo de su espesor, unir segmentos separados a una lámina de revestimiento, creando de este modo una lámina segmentada unida entre sí por la lámina de revestimiento, ranurar toda la lámina no tejida y unir una lámina de revestimiento o cualesquiera otras formas conocidas en la técnica. Los términos segmentación y ranurado se utilizan indistintamente en el presente documento para hacer referencia al proceso de elaboración de láminas segmentadas en las que los segmentos se mantienen unidos por medio de una lámina de revestimiento. Alternativamente, el ranurado (corte) se lleva a cabo para un espesor menor que el de las láminas, de modo que la lámina segmentada todavía sea de una pieza y se mantenga unida por las partes que se disponen a través del espesor no cortado en el proceso de ranurado. En el mercado se encuentran disponibles determinadas láminas no tejidas ranuradas. Un ejemplo es un material no tejido de lana mineral, Isoroll MW de Isolparma S.r.l. La lámina no tejida segmentada es transportada por una lámina de revestimiento/velo a través del proceso de producción de material compuesto de aerogel reforzado con fibra y la posterior fabricación de panel rígido - véase el esquema en las Figuras 2 y 6. El refuerzo de fibra no tejida se puede enrollar de manera eficiente en una forma cilíndrica y cualquier lámina con infusión de gel fabricada a partir de la misma se puede desenrollar para dar lugar a una forma similar a una placa plana con escaso o nulo daño. Esto permite el moldeo eficiente de un material compuesto de gel húmedo/fibra utilizando una cinta transportadora plana y el bobinado del material compuesto final de gel húmedo para permitir una utilización eficiente en procesos que implican el uso de recipientes cilíndricos. Alternativamente, la lámina no tejida segmentada se puede enrollar previamente con otra capa no permeable que une su superficie principal y se puede someter a infusión un precursor de gel en el interior de la matriz de fibra a lo largo del eje de bobinado, posteriormente se puede desenrollar después de la formación del gel y se puede procesar a continuación para producir materiales compuestos de gel segmentados y secos. De manera más importante, la mayoría de los espacios de aire visibles del material compuesto de gel producido con forma cilíndrica, entre los segmentos de unión, desaparecen de manera eficaz durante el desbobinado sobre un material plano, garantizando que se mantiene el rendimiento térmico del material compuesto típico de fibra-aerogel. El material final se puede desenrollar en un panel plano casi perfecto, lo que permite la producción eficiente de paneles rígidos o placas basadas en aerogel, adecuados para aplicaciones de construcción. Lo sorprendente e inesperado es que cuando se enrollan (ya sea como gel húmedo o seco), los espacios, es decir, los espacios entre dos segmentos contiguos, se separan en una línea limpia sin romper el gel húmedo o seco. Los aerogeles y otros geles secos elaborados a partir de los precursores de gel descritos en la presente invención son materiales frágiles que, cuando se someten a cualquier tensión, son susceptibles de fisuración y rotura. No obstante, lo que los inventores han descubierto en este caso es un proceso en el que los geles secos se pueden romper en líneas limpias en los espacios de manera tal que, cuando se desenrollan a continuación, producen una superficie sustancialmente plana. Esto permite una fabricación eficiente de paneles planos. Además, los segmentos individuales siguen siendo rígidos, incluso si se pueden enrollar y desenrollar. Esta rigidez de segmento permite la fabricación de paneles rígidos con dos o más de dichas láminas de material compuesto de gel reforzadas con fibra, fabricadas utilizando adhesivos de diversos tipos, utilizando dispositivos de sujeción mecánica no adhesiva, punzonado de los materiales compuestos producidos o cosido utilizando fibras extrañas.
Los inventores han reducido la presente invención a la práctica mediante la producción de rollos a pequeña escala de materiales compuestos de aerogel que miden 36" (91,4 cm) de largo y 8" (20,3 cm) de ancho. Específicamente, los inventores han empleado una lámina de lana de vidrio segmentada basada en vidrio rotatorio y otras láminas de lana mineral disponibles en el mercado, para producir materiales de material compuesto de gel en un proceso de bienes enrollados. Los materiales no tejidos y de gel se enrollaron alrededor de un mandril de 6" (15,2 cm) de diámetro. Usando precursores de aerogel de sílice convencionales (tetraetoxisilano y sus derivados), se produjeron materiales compuestos de gel húmedo utilizando esta lámina de lana de vidrio (ranurada o segmentada a intervalos de 1 o 2" (2,5 o 5,1 cm) a lo largo de su longitud) y se enrollaron a continuación alrededor de un diámetro de 6” (15,2 cm) después de un período de sinéresis de 12 minutos. T ras el bobinado, el gel húmedo se fractura de forma limpia en las ranuras (o segmentaciones) para permitir la flexibilidad y mantener la integridad de los segmentos de aerogel/fibra (Figura 4). Alternativamente, las guatas fibrosas segmentadas o las láminas de espuma de celda abierta segmentadas se pueden enrollar en una forma cilíndrica y colocar en un recipiente cilíndrico y los precursores de gel se pueden someter a infusión o impregnación en la fibra o la matriz de espuma de celda abierta y posteriormente se pueden gelificar en dicha combinación. Se puede usar vacío o aplicación de presión para facilitar la infusión o impregnación de la guata fibrosa o la espuma de celda abierta con los precursores de gel.
El material compuesto de fibra/gel húmedo enrollado a continuación se puede procesar en un recipiente cilíndrico para el curado, aclarado y extracción con CO2 supercrítico y tiene una forma ideal para maximizar el volumen de un recipiente cilíndrico. Después de la eliminación del disolvente por medio de extracción con CO2 supercrítico, u otras técnicas de secado comentadas en cualquier otro punto de la presente solicitud, el material mantiene la flexibilidad suficiente para que se pueda desenrollar para dar lugar a un material plano. A diferencia de los materiales compuestos de aerogel producidos con una lámina de lana de vidrio no segmentada del mismo tipo, el uso de una lámina de lana de vidrio segmentada ha reducido/eliminado significativamente cualesquiera defectos de material asociados a las etapas de bobinado y desbobinado. El material compuesto de gel segmentado mantiene la flexibilidad de modo que se puede desenrollar y someter a formación de paneles para producir un material de placa (Figuras 4, 5 y 6).
Los inventores también han demostrado con éxito que el uso del material compuesto de aerogel/fibra segmentado se puede utilizar para producir material de placa plano utilizando adhesivos orgánicos o inorgánicos. Específicamente, los inventores han producido prototipos utilizando adhesivos de silicato de potasio y dos capas de material compuesto de aerogel/fibra segmentadas. El propósito original de la lámina de revestimiento en el refuerzo de fibra bruta era proporcionar una resistencia a la tracción mejorada y un portador para los segmentos de fibra, pero los inventores también han descubierto que dicha lámina de revestimiento frontal ahora se puede orientar hacia afuera, para proporcionar cierto nivel de retención de polvo al material final de placa de aerogel.
Los procesos de producción de aerogel que implican el uso de altas presiones implican necesariamente recipientes a presión cilíndricos. Incluso las etapas de baja presión, como el curado o aclarado, se llevan a cabo de manera eficiente utilizando recipientes cilíndricos. La manipulación de fluidos resulta más sencilla en recipientes cilíndricos que en recipientes de cualquier otra forma. Para maximizar por completo el uso de un recipiente cilíndrico, se debe procesar un material compuesto de gel flexible de manera que adopte una forma de tipo cilíndrica y, de este modo, llene cualquier recipiente hasta casi un 100 % del volumen disponible. Para lograr esto, debe resultar posible que el refuerzo de fibra del material compuesto de aerogel mantenga el bobinado y desbobinado y se debe adaptar sin fallo alguno a un radio pequeño del orden de 3 a 18 pulgadas (de 7,6 a 45,7 cm). La presente invención permite utilizar refuerzos de fibra no tejida que sean suficientemente rígidos, o refuerzos de fibra no tejida que contengan típicamente cantidades apreciables de aglutinante como refuerzos para la fabricación de materiales compuestos de aerogel/fibra. Debido a que estos materiales no tejidos son típicamente de menor coste que los otros tipos de materiales no tejidos (es decir, perforados con aguja), la presente invención tiene la capacidad de reducir sustancialmente el coste del aislamiento de material compuesto de gel reforzado con fibra.
En otra realización, se proporciona un proceso integrado para fabricar un panel rígido a partir de materiales de refuerzo no tejidos segmentados (Figura 6). Se desenrolla una lámina (1) no tejida segmentada sobre una cinta transportadora móvil y se aplica precursor de gel en forma líquida sobre la parte superior del material no tejido desenrollado y se permite la infusión en el interior del material no tejido para dar lugar a una lámina de gel durante el desplazamiento a través de la cinta transportadora. Al final de la cinta transportadora, el material no tejido sometido a infusión de gel (una lámina de material compuesto de gel húmedo) se enrolla sobre un mandril (2). Este enrollamiento puede mostrar visiblemente los espacios entre los segmentos. El material compuesto de gel húmedo enrollado se transfiere a un recipiente para permitir que tenga lugar el curado, que da como resultado un material compuesto de gel con diversas propiedades deseadas de resistencia y otras propiedades. Opcionalmente, los rollos se pueden aclarar con un disolvente y, en otra realización adicional, se pueden tratar con agentes hidrófobos para conferir naturaleza hidrófoba a la superficie. El rollo se seca posteriormente utilizando diversos métodos, que incluyen secado con dióxido de carbono supercrítico, subcrítico y a presión ambiental. El gel seco se puede llevar opcionalmente a través de un horno para eliminar cualquier disolvente o agua residual restantes. Los dos rollos de material material compuesto de gel secados de este modo se desenrollan como se ilustra en la Figura 5 (parte inferior) con el lado segmentado de las láminas con el adhesivo (5) incorporado de forma simultánea. El adhesivo puede ser un adhesivo orgánico o inorgánico. Después de la aplicación del adhesivo, los rollos se unen y se hacen pasar entre un par de rodillos de presión giratorios donde las dos capas de material compuesto-gel se comprimen de manera conjunta. Se pueden añadir rodillos de presión (4) adicionales a esta configuración, dependiendo del adhesivo utilizado y la compresión necesaria para convertir las láminas en paneles rígidos (6). Los paneles rígidos formados de este modo se pueden cortar con tamaño deseado y se pueden empaquetar para el transporte o inspección adicional y procesado o secado adicional según sea necesario.
En otra realización, la lámina de refuerzo de fibra segmentada se puede preparar de manera que el tamaño de los segmentos a lo largo de la longitud no sea uniforme. Específicamente, los tamaños de segmento se pueden aumentar de forma gradual. Esto contribuye al bobinado de las láminas-gel preparadas a partir de dichas láminas de refuerzo, donde el bobinado crea un radio de curvatura que aumenta de forma gradual. En la Figura 7 se muestra una lámina de refuerzo de fibra segmentada que ilustra la presente realización.
En otra realización, que no está de acuerdo con la invención, en lugar de usar una lámina de refuerzo de fibra segmentada, se puede usar una lámina de refuerzo no segmentada o parcialmente segmentada para preparar una lámina de gel que se puede segmentar después de preparar la lámina de gel. En este caso, se puede combinar una lámina de refuerzo de fibra rígida o moderadamente rígida con precursores de gel y se deja gelificar en forma de lámina de gel. Dicha lámina de gel se puede ranurar (o cortar) de manera que se cree un área de segmentación en la lámina de gel. Al someter a bobinado, esta lámina de gel segmentada se comporta de manera similar a las láminas de gel segmentadas preparadas a partir del refuerzo de fibra segmentada. Alternativamente, incluso cuando se usa un refuerzo de fibra segmentada, se puede emplear una etapa de ranurado o corte después de la preparación de la lámina de gel para obtener bordes limpios de los espacios de segmento.
El refuerzo segmentado en forma de lámina útil en la presente invención puede ser de varios tipos. Se pueden utilizar materiales no tejidos de varios tipos preparados con fibras continuas o fibras cortadas. Cuando se utilizan fibras cortadas, en algunas realizaciones, el material no tejido puede contener aglutinantes. En otra realización, las hojas no tejidas útiles en la presente invención se pueden perforar con agujas para formar materiales similares al fieltro. Los materiales descritos anteriormente se pueden segmentar mediante ranurado a lo largo de su espesor usando una cuchilla, cuchilla caliente, hoja de sierra o cualquier otra técnica de ranurado conocida en la técnica. Las fibras útiles para preparar los refuerzos de fibra de la presente invención incluyen, lana mineral, lana de vidrio, fibra de vidrio, poliéster, poli(tereftalatos de olefina), poli(naftalato de etileno), policarbonatos, fibra de celulosa regenerada (como Rayón), poliamidas alifáticas o semi-aromáticas (como Nailon), copolímero de poliéster-poliurea basado en algodón (como lycra (fabricado por DuPont)), fibras basadas en carbono, grafito, poliacrilonitrilo (PAN), PAN oxidado, PAN tratado térmicamente no carbonizado como el fabricado por Carbono SGL, material basado en fibra de vidrio como vidrio S, vidrio 901, vidrio 902, vidrio 475, vidrio E, fibras basadas en sílice como cuarzo, cuarzel (fabricado por Saint-Gobain), fieltro Q (fabricado por Johns Manville), Saffil (fabricado por Saffil), Durablanket (fabricado por Unifrax) y otras fibras de sílice, fibras de poliaramida como Kevalr, Nomex, Sontera (todas fabricadas por DuPont) Conex (fabricado por Taijin), poliolefinas como Tyvek (fabricadas por DuPont), Dyneema (fabricado por DSM), Spectra (fabricado por Honeywell), otras fibras de polipropileno como Typar, Xavan (ambas fabricadas por DuPont), fluoropolímeros como PTFE con nombres comerciales como Teflon (fabricado por DuPont), Goretex (fabricado por GORE), fibras de carburo de silicio como Nicalon (fabricadas por COI Ceramics), fibras cerámicas como Nextel (fabricado por 3M), polímeros acrílicos, fibras de lana, seda, cáñamo, cuero, ante, PBO - fibras de Zylon (fabricadas por Tyobo), material de cristal líquido como Vectan (fabricado por Hoechst), fibra Cambrelle (fabricada por DuPont), poliuretanos, poliamaidas, fibras de madera, boro, aluminio, hierro, fibras de acero inoxidable y otros termoplásticos como PEEK, PES, PEI, PEK, PPS y combinaciones de los mismos.
Además de los materiales de fibra descritos en la presente invención, los materiales de espuma y en realizaciones específicas, las placas de espuma rígida se pueden convertir en láminas segmentadas usando una lámina de revestimiento y se pueden procesar usando las técnicas descritas en la presente solicitud, pudiéndose preparar de forma adicional las láminas de material compuesto rígido de espuma-gel producidas de este modo para dar lugar a paneles rígidos como se ha descrito con anterioridad. Los materiales de espuma son espumas de celda abierta.
En general, los precursores de gel útiles en la presente invención comprenden óxidos metálicos que son compatibles con el proceso sol-gel en el que tras la polimerización se forma(n) una(s) red(es) de gel. Los precursores de sílice utilizados se pueden escoger, sin limitación, entre: alcoxisilanos, alcoxisilanos parcialmente hidrolizados, tetraetoxilsilano (TEOS), TEOS parcialmente hidrolizado, polímeros condensados de TEOS, tetrametoxilsilano (TMOS), TMOS parcialmente hidrolizado, polímeros condensados de TMOS, tetra-n-propoxisilano, polímeros parcialmente hidrolizados y/o condensados de tetra-n-propoxisilano, o combinaciones de los mismos. TEOS, polietisilicatos parcialmente hidrolizados y polietilsilicatos son algunos de los precursores de sílice más comunes disponibles a nivel comercial. Los materiales de relleno se pueden dispensar en la disolución de precursor de gel en cualquier momento antes de la formación de gel. La formación de gel se puede considerar como el punto en el que la disolución (o mezcla) exhibe resistencia al flujo y/o forma una red polimérica continua en todo su volumen. Preferentemente, la mezcla que comprende los materiales de relleno y precursores es una disolución homogénea, propicia para la formación de gel. Además de los precursores basados en sílice, son útiles precursores de circonia, itria, hafnia, alúmina, titania, ceria. En realizaciones adicionales, se pueden usar precursores orgánicos tales como poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, poli(alcohol de furfural), alcohol fenol furfurílico, formaldehídos de melamina, formaldehídos de resorcinol, formaldehído de cresol, formaldehído de fenol, dialdehído de pol(alcohol vinílicos), poliacriianuratos, poliacrilamidas, diversos epoxis, agar y agarosa y combinaciones de los anteriores, como precursores de gel en la presente invención. Adicionalmente, se pueden usar precursores de gel híbridos orgánicos-inorgánicos con diversas combinaciones de las especies descritas con anterioridad.
Los disolventes apropiados para su uso en la presente memoria incluyen: alcoholes inferiores de 1 a 6 átomos de carbono, preferentemente 2 a 4, aunque se pueden usar otros disolventes como se conoce en la técnica. Etanol, es típicamente un disolvente preferido usado. Los ejemplos de otros disolventes útiles incluyen, sin limitación: acetato de etilo, acetoacetato de etilo, acetona, diclorometano, tetrahidrofurano, metanol, alcohol isopropílico y similares. Por supuesto, para lograr un nivel deseado de dispersión o disolución, se pueden requerir determinados sistemas de precursor/material de relleno de gel, o un enfoque de múltiples disolventes.
Generalmente, los geles se pueden formar manteniendo la mezcla en un estado inactivo durante un período de tiempo suficiente, modificando el pH de la disolución, dirigiendo una forma de energía sobre la mezcla o una combinación de los mismos. Formas de energía a modo de ejemplo incluyen: un flujo controlado de radiación electromagnética (ultravioleta, visible, infrarroja, microondas), acústica (ultrasonido) o partículas. En la presente invención, el gel se forma después de que el precursor de gel se combine con los refuerzos segmentados de la presente invención.
Los geles se pueden someter a curado de forma adicional antes del secado para fortalecer aún más la estructura de gel aumentando el número de reticulaciones. Este procedimiento resulta útil para evitar una posible pérdida de volumen durante el secado, o simplemente un gel final más fuerte. El curado puede implicar: mantener el gel (antes del secado) en estado inactivo durante un período prolongado, mantener el gel a temperaturas elevadas, añadir compuestos promotores de reticulación o cualquier combinación de los mismos. El período de curado generalmente requiere entre aproximadamente 1 hora y varios días. Las temperaturas preferidas están normalmente entre aproximadamente 10 °C y aproximadamente 100 °C. Adicionalmente, se pueden usar agentes que confieren naturaleza hidrófoba superficial tales como hexametildisilazano, hexametildisiloxano, trimetiletoxisilano, metiletoxisilano, metilmetoxi silano, propiltrietoxisilano, propiltrimetoxisilano, trimetilclorosilano, trimetilmetoxisilano, trietiletoxisilano, tri-etilmetoxisilano, dimetildiclorosilano, dimetildietoxisilano, metiltriclorosilano, etiltriclorosilano, para hacer que los materiales compuestos de fibra/gel se vuelvan hidrófobos. Dichos agentes se pueden mezclar con un disolvente tal como el disolvente utilizado en las etapas anteriores y se pueden hacer fluir a través de las láminas de gel enrolladas durante la etapa de curado como se ha descrito con anterioridad.
El secado juega un papel importante en el diseño de las propiedades de aerogel, tal como la porosidad y la densidad, que influyen en la conductividad térmica del material. Hasta la fecha, se han explorado numerosos métodos de secado. La patente de Estados Unidos 6.670.402 muestra el secado a través de intercambio rápido de disolvente(s) dentro de los geles húmedos usando CO2 supercrítico mediante inyección de CO2 supercrítico, en lugar de líquido, en el interior de un extractor precalentado y presurizado en condiciones sustancialmente supercríticas o superiores, para producir los aerogeles. La patente de Estados Unidos 5.962.539 describe un proceso para obtener un aerogel a partir de un material polimérico que se encuentra en forma de sol-gel en un disolvente orgánico, intercambiando el disolvente orgánico por un fluido que tiene una temperatura crítica por debajo de la temperatura de descomposición del polímero, y secando el fluido/sol-gel de forma supercrítica. La patente de Estados Unidos 6.315.971 divulga procesos para producir composiciones de gel que comprenden: secar un gel húmedo que comprende sólidos de gel y un agente de secado para eliminar el agente de secado en condiciones de secado suficientes para minimizar la contracción del gel durante el secado. También, la patente de Estados Unidos 5.420.168 describe un proceso mediante el cual se pueden fabricar aerogeles de resorcinol/formaldehído usando un procedimiento sencillo de secado al aire. Finalmente, la patente de Estados Unidos 5.565.142 describe técnicas de secado subcrítico. Las realizaciones de la presente invención se pueden poner en práctica con secado usando cualquiera de las técnicas anteriores. En algunas realizaciones, es preferible que el secado se lleve a cabo a vacío por debajo de presiones supercríticas (presiones por debajo de la presión crítica del fluido presente en el gel en algún instante) y opcionalmente usando agentes de modificación de superficie. En otra realización, el secado se realiza usando CO2 supercrítico. De este modo, los materiales compuestos de fibra-gel secos se pueden secar adicionalmente haciéndolos pasar a través de un horno a temperaturas elevadas.
Se pueden añadir diversos aditivos mejoradores de rendimiento al precursor-gel antes de que se forme el gel en las diversas realizaciones de la presente invención. Incluyen dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-cinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), óxido de hierro (III), dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo y una combinación de los mismos.
Cabe señalar que, aunque diversas realizaciones de la presente invención describen los métodos y técnicas para preparar materiales compuestos basados en aerogel reforzado, se pueden usar los mismos métodos para preparar materiales compuestos reforzados basados en otros materiales que están formados por un material de partida líquido o semilíquido. Por ejemplo, los materiales plásticos reforzados o poliméricos se pueden preparar partiendo de polímeros o monómeros u oligómeros fundidos y combinados con los refuerzos de la presente invención para preparar un material compuesto reforzado. Los materiales de relleno y otros materiales divulgados en la presente invención se pueden añadir de forma similar a dichos compuestos. Dichos materiales compuestos sin aerogel pueden ser incluso más fáciles de fabricar o manipular, ya que puede que no sean intrínsecamente tan frágiles como los aerogeles por sí mismos. Otro ejemplo es que los materiales de sílice en forma de partículas o los materiales de sílice pirógena se pueden incorporar a una guata fibrosa o matriz de espuma de celda abierta a través de un medio líquido, tal como polímeros u otros materiales sol-gel, y los materiales compuestos resultantes muestran las ventajas de los materiales compuestos de aerogel descritos en la presente memoria y más.
Se aprecia que una lámina de espuma de celda abierta puede reemplazar a la lámina de guata reforzada con fibra en todas las diversas realizaciones de la presente invención, tanto si dicha realización basada en espuma de celda abierta se expresa en la presente memoria como si, de otro modo, la totalidad de dichas realizaciones se entiende de manera que dicha lámina de espuma de celda abierta puede sustituir o funcionar junto con las esteras o guatas de fibras. Además, la referencia a guata puede incluir cualquiera de las formas de fibra en una forma plana o sustancialmente de lámina, incluyendo, sin limitación, guatas, redes, esteras, placas y similares.
Ejemplos
Ejemplo 1: El siguiente ejemplo ilustra la preparación y rendimiento de materiales compuestos de fibra-gel segmentados y un panel rígido basado en aerogel de acuerdo con la invención anterior. La segmentación longitudinal precisa de una lámina no tejida de lana de vidrio disponible comercialmente con una lámina de revestimiento integrada y se logró mediante la utilización una cuchilla o herramienta giratoria automatizada en combinación con una plantilla de corte fabricada a medida destinada a lograr una profundidad de corte de no menos de un 90 % del espesor original. Usando este método, se produjeron láminas de lana de vidrio segmentadas que medían 36" x 8" (91,4 x 20,3 cm) con segmentos de 1" (2,5 cm) y 2" (5,1 cm). Se combinó una cantidad necesaria de una fuente de sílice soluble (es decir, un sol que comprende tetraetoxisilano hidrolizado y sus derivados) y un catalizador de condensación, hidróxido de amonio acuoso, y se dejó penetrar en la lámina no tejida de lana de vidrio en una configuración horizontal/plana. Después de un período de sinéresis de 15 minutos, el material compuesto de fibra/gel se enrolló alrededor de un mandril que tenía un diámetro de 6" (15,2 cm). El enrollado de dicho material compuesto se logró garantizando que los espacios de segmento miraran hacia afuera del mandril durante el bobinado. De tal manera, se aliviaron las tensiones de bobinado, a medida que se formaban huecos a lo largo de cada segmentación. El material compuesto de fibra/gel en forma cilíndrica se sometió a continuación a un período de curado en el que el material compuesto enrollado se expuso a una disolución de hidróxido de amonio en etanol caliente y un agente hidrófobo que contenía grupos alquilo y sililo (hexametildisilazano). Después del curado, el material compuesto enrollado se transfirió a un recipiente a presión cilíndrico y a continuación se secó usando extracción con CO2 supercrítico para eliminar el disolvente.
A continuación, el material compuesto se trató con calor para eliminar cualquier humedad residual y/o volátiles. A continuación, el material se desbobinó horizontalmente para adoptar una configuración plana. El tratamiento térmico también se puede aplicar después de desenrollar el material compuesto. Después de desbobinar el material compuesto, se aplicó por medio de pulverización un adhesivo de base orgánica (Spray 78 o FastBond) (en el lado de aerogel) con un peso nominal de revestimiento de 20-40 g/m2. A continuación, se unió una segunda pieza de material compuesto de fibra/gel segmentado, procesada de la misma manera, a la primera pieza, de modo que las segmentaciones estuvieran escalonadas y las láminas de revestimiento orientadas lejos de la cara de unión. A continuación, el material se sometió a un breve período de tensión de compresión (<0,25 PSI) para asegurar un acoplamiento y curado completos del adhesivo. A continuación, se alivió la tensión de compresión y el panel rígido resultante se caracterizó en cuanto a su conductividad térmica. La siguiente tabla proporciona la conductividad térmica medida de los paneles rígidos formados de este modo a dos temperaturas diferentes y bajo una ligera presión de 2 psi (13,8 kPa).
Figure imgf000011_0001
Ejemplo 2: También se pueden fabricar los refuerzos de fibra segmentada descritos anteriormente usando cualquier combinación de refuerzo de fibra que contenga aglutinante y láminas de revestimiento ligeras. Por ejemplo, se produjo una serie de refuerzos de fibra segmentada adecuados para la producción de aerogel utilizando Knauf Batt Insulation (0,5" (1,3 cm), 2 lb/ft3 (33,6 kg/m3) y una lámina de revestimiento de velo de vidrio con una densidad de 10 g/m2. Estos refuerzos de fibra se fabricaron mediante un proceso de dos etapas que implica el laminado inicial de la lámina de revestimiento frontal en un lado de la guata de fibra de vidrio utilizando un adhesivo de base acrílica (Fastbond) a lo largo de toda la longitud de la guata de aislamiento, seguido de una segmentación longitudinal precisa para no menos de un 90 % del espesor original, utilizando una cuchilla y/o una herramienta giratoria automática. La segmentación longitudinal se llevó a cabo de tal manera que dejara intacta la lámina de revestimiento laminada. La longitud de la segmentación se varió entre 1 pulgada (2,5 cm) y 6 pulgadas (15,2 cm).
Usando dichos materiales segmentados prefabricados, se preparó una serie de materiales compuestos de aerogel que medían 12 pulgadas x 24 pulgadas (30,5 cm x 61 cm) en una configuración horizontal. Se permitió la infiltración de una cantidad requerida de fuente de sílice soluble (es decir, sol que comprende tetraetoxisilano hidrolizado y sus derivados) y un catalizador de condensación adecuado, con el fin de que penetraran en el refuerzo de fibra prefabricado en un intervalo de segmentación de 2 pulgadas (5,1 cm). Después de un período de sinéresis de 15 minutos, el material compuesto de fibra/gel se enrolló alrededor de un mandril que tenía un diámetro de 6" (15,2 cm). El enrollado de dicho material compuesto se logró asegurando que los espacios de segmento estuvieran mirando hacia afuera del mandril durante el bobinado. De tal manera, las tensiones de bobinado se aliviaron a medida que se formaban huecos a lo largo de cada segmentación. El material compuesto de fibra/gel en forma cilíndrica se sometió a continuación a un período de curado en el que el material compuesto enrollado se expuso a una disolución de hidróxido de amonio en etanol caliente y un agente hidrófobo que contenía grupos alquilo y sililo (hexametildisilazano). Después del curado, el material compuesto enrollado se transfirió a un recipiente a presión cilíndrico y luego se secó usando extracción con CO2 supercrítico para eliminar el disolvente. A continuación, el material compuesto se trató con calor para eliminar cualquier humedad y/o volátiles restantes. A continuación, el material de aerogel seco se sometió a desbobinado horizontalmente para adoptar una configuración plana. Después el desbobinado del material compuesto, se aplicó por pulverización un adhesivo de base orgánica (Spray 78 o FastBond que se puede obtener de 3M, Minneapolis, MN) (en el lado del aerogel) con un peso nominal de revestimiento de 20-40 g/m2. A continuación, se unió a la primera pieza a una segunda pieza de material compuesto segmentado de fibra/gel, procesada de la misma manera, de modo que las segmentaciones estuvieran escalonadas y las láminas de revestimiento estuvieran orientadas lejos de la cara de unión. A continuación, el material se sometió a un breve período de tensión de compresión (<0,25 PSI) para garantizar un acoplamiento y curado completos del adhesivo. A continuación, se alivió la tensión de compresión y el panel rígido resultante se caracterizó en cuanto a su conductividad térmica. La siguiente tabla proporciona la conductividad térmica medida de los paneles rígidos producidos por cuadriplicado a dos temperaturas medias de ensayo diferentes. Las medidas de conductividad térmica se realizaron sometiendo el material a una ligera presión de 2 psi (13,8 kPa).
Figure imgf000011_0002
Ejemplo 3: Los refuerzos segmentados prefabricados se producen por medio de laminado de piezas discontinuas de refuerzo de fibra en una lámina de revestimiento ligera adecuada. Se corta longitudinalmente una amplia gama de materiales tales como planchas de lana mineral, bloques de fibra de vidrio o espumas rígidas de celda abierta en piezas discontinuas en los intervalos de segmentación preferidos de 1" (2,5 cm) a 6" (15,2 cm) y a continuación se laminan en una lámina de revestimiento adecuada para generar un producto segmentado adecuado para la producción de aerogel como se ha descrito anteriormente en el Ejemplo 1. Los productos y paneles de aerogel se producen con dichos refuerzos usando las técnicas descritas en los Ejemplos 1-2.
Ejemplo 4: Las láminas de revestimiento fibrosas ligeras utilizadas en los ejemplos 1-3 se sustituyen alternativamente por cualquier película/laminado polimérico químicamente compatible. Los laminados con capas de unión termoplásticas se fijan mediante calor en un solo lado de los bloques continuos de aislamiento fibroso seguido de una segmentación longitudinal precisa a una profundidad de no menos de un 90 % del espesor original. Las películas poliméricas se aplican mediante la aplicación de un revestimiento acuoso o no acuoso, seguido de métodos de curado apropiados para formar una película polimérica sustancialmente continua con un espesor adecuado. La segmentación longitudinal se lleva a cabo después de la formación de la película para producir un refuerzo de fibra segmentado adecuado para la producción de aerogel usando las técnicas experimentales descritas en los Ejemplos 1-2.
Ejemplo 5: Se selecciona como material de refuerzo una lámina de espuma de poliuretano semirrígida disponible comercialmente de aproximadamente un poco menos de 10 mm de espesor y aproximadamente un tamaño de 48 pulgadas x 144 pulgadas (121,9 cm x 365,8 cm). La lámina se ranura parcialmente a lo largo de su espesor en la dirección de la anchura con un paso de ranurado de 1 pulgada (2,5 cm) usando una cuchilla. Este material de refuerzo se usa de la misma manera que en el ejemplo 2 anterior. El material compuesto resultante se desenrolla y a continuación se une a otro material compuesto preparado de manera similar usando Fast Bond. Esto da como resultado una placa rígida o panel de material compuesto de aerogel reforzado.

Claims (26)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso de fabricación de un material compuesto de gel seco reforzado que comprende las etapas de: proporcionar una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta segmentada;
combinar la lámina de refuerzo segmentada con un precursor de gel;
gelificar el precursor de gel en la combinación para preparar una lámina de material compuesto de gel reforzada; enrollar la lámina de material compuesto; y
secar la lámina de material compuesto de gel reforzado para preparar una lámina de material compuesto de gel seco reforzada, en el que la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende materiales de aerogel.
2. - El proceso de la reivindicación 1 que comprende además las etapas de desenrollar la lámina de material compuesto seca, aplicar un adhesivo a al menos una cara de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada de la reivindicación 1, y unirla a otro material plano.
3. - El proceso de la reivindicación 1, que además comprende las etapas de:
proporcionar la lámina de material compuesto de gel seco reforzada de la reivindicación 1 con al menos dos superficies principales y múltiples superficies de sección transversal segmentadas;
aplicar un adhesivo a al menos una superficie principal de dicha lámina de material compuesto de gel seco reforzada; y
unir dicha lámina de material compuesto de gel seco reforzada a otra lámina de material compuesto de gel seco.
4. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la lámina de refuerzo segmentada tiene una capa de revestimiento o lámina de revestimiento unida a ella.
5. - El proceso de la reivindicación 4, en el que la capa de revestimiento comprende fibras.
6. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la lámina de refuerzo de fibra segmentada comprende fibras no continuas.
7. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además la etapa de incorporar aditivos seleccionados entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-zinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), hierro (III) óxido, dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo y una combinación de los mismos.
8. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la lámina de refuerzo de fibra segmentada comprende al menos un aglutinante.
9. - El proceso de la reivindicación 1,2 o 3, en el que al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada es rígido.
10. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el precursor de gel comprende un material seleccionado del grupo que consiste en circonia, itria, hafnia, alúmina, titania, ceria, sílice, poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, poli(alcohol de furfural), alcohol fenol furfurílico, formaldehídos de melamina, formaldehídos de resorcinol, formaldehído de cresol, formaldehído de fenol, dialdehído de poli(alcohol vinílico), policianuratos, poliacrilamidas, diversos epoxis, agar y agarosa y combinaciones de los mismos.
11. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la lámina de refuerzo de fibra segmentada comprende materiales de fibra seleccionados entre el grupo que consiste en lana mineral, lana de vidrio, fibra de vidrio, poliéster, poli(tereftalatos de olefina), poli(naftalato etileno), policarbonatos, fibra de celulosa regenerada, poliamidas alifáticas o semi-aromáticas, copolímero de poliéster-poliurea basado en algodón, fibras basadas en carbono, grafito, poliacrilonitrilo (PAN), PAN oxidado, PAN tratado térmicamente no carbonizado, material basado en fibra de vidrio, vidrio E, fibras basadas en sílice, cuarzo, fibras de poliaramida, poliolefinas, fibras de polipropileno, fluoropolímeros, politetrafluoroetileno (PTFE), fibras de carburo de silicio, cerámica, polímeros acrílicos, fibras de lana, seda, cáñamo, cuero, ante, poli(p-fenilen-2,6-benzobisoxazol) (PBO), material de cristal líquido, poliuretanos, poliamidas, fibras de madera, boro, aluminio, hierro, fibras de acero inoxidable, poliéter éter cetona (PEEK), poliéter sulfona (PES), polieterimida (PEI), poliéter cetona (PEK), poli(sulfuro de p-fenileno) (PPS) y combinaciones de los mismos.
12. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, en el que el adhesivo está seleccionado entre el grupo que consiste en vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de sodio, cemento y aluminosilicatos activados por álcalis, polietileno, poli(4,4'-oxidifenilen-piromelitimida), poliuretano, poliéster, caucho natural, caucho sintético, caucho sintético de polietileno clorosulfonado, aleaciones de plástico, politetrafluoroetileno (PTFE), poli(haluros de vinilo), poliéster, policloropreno, acrílicos, nitrilos, monómero de etileno propileno dieno (EPDM), vinilos, acetato de vinilo, acetato de etilenvinilo, estireno, estireno-acrilatos estireno-butadienos, poli(alcohol vinílico), poli(cloruro de vinilo), acrilamidas, fenólicos y combinaciones de los mismos.
13. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la conductividad térmica de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada es inferior a 25 mW/mK en condiciones ambientales.
14. - El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el que el enrollado de la lámina de material compuesto de gel reforzada produce un rollo que tiene un eje, y en el que el enrollado de la lámina de material compuesto de gel reforzada es tal que cualquier espacio formado entre los segmentos de la lámina de material compuesto de gel reforzada mira hacia afuera del eje del rollo.
15. - Una lámina de material compuesto de gel seco reforzada que comprende una lámina de refuerzo de fibra segmentada o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta segmentada y un gel seco; en la que el gel seco es continuo a través de la fibra o espuma en al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada, y existe al menos un espacio entre al menos dos segmentos contiguos con discontinuidad tanto en el gel seco como en la fibra o espuma, en la que el gel de la lámina de material compuesto de gel seco reforzada comprende materiales de aerogel.
16. - Un panel rígido que comprende al menos dos capas de material compuesto de gel seco reforzadas que comprenden una lámina de refuerzo de fibra o una lámina de refuerzo de espuma de celda abierta, en el que al menos una capa comprende la lámina de material compuesto de gel seco reforzada de la reivindicación 15.
17. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada de la reivindicación 15 o el panel rígido de la reivindicación 16 que comprende además materiales de relleno seleccionados entre el grupo que consiste en dióxido de titanio, óxidos de hierro, negro de humo, grafito, hidróxido de aluminio, fosfatos, boratos, silicatos metálicos, metalocenos, molibdatos, estannatos, hidróxidos, carbonatos, óxidos de cinc, óxidos de aluminio, óxidos de antimonio, mezclas de magnesio-cinc, mezclas de magnesio-cinc-antimonio, carburo de silicio, siliciuro de molibdeno, óxidos de manganeso, óxido de hierro y titanio, silicato de circonio, óxido de circonio, óxido de hierro (II), óxido de hierro (III), dióxido de manganeso, óxido de hierro y titanio (ilmenita), óxido de cromo y una combinación de los mismos.
18. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido según una cualquiera de las reivindicaciones 15-17, en la que la lámina de refuerzo de fibra segmentada comprende al menos un aglutinante.
19. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido según una cualquiera de las reivindicaciones 15-18, en la que la lámina de refuerzo segmentada tiene una capa de revestimiento o una lámina de revestimiento unida a ella.
20. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido según la reivindicación 19, en la que la capa de revestimiento comprende fibras.
21. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido de una cualquiera de las reivindicaciones 15-20, en la que la lámina de refuerzo segmentada comprende una lámina de refuerzo de fibra segmentada que comprende fibras no continuas.
22. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o el panel rígido de una cualquiera de las reivindicaciones 15-21, en la que al menos un segmento de la lámina de refuerzo segmentada es rígido.
23. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido según una cualquiera de las reivindicaciones 15-22, en la que el gel seco comprende un material seleccionado entre el grupo que consiste en circonia, itria, hafnia, alúmina, titania, ceria, sílice, poliacrilatos, poliestirenos, poliacrilonitrilos, poliuretanos, poliimidas, poli(alcohol de furfural), alcohol fenol furfurílico, formaldehídos de melamina, formaldehídos de resorcinol, formaldehído de cresol, formaldehído de fenol, dialdehído de poli(alcohol vinílico), policianuratos, poliacrilamidas, varios epoxis, agar y agarosa y combinaciones de los mismos.
24. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido de una cualquiera de las reivindicaciones 15-23, en la que la lámina de refuerzo de fibra segmentada comprende materiales de fibra seleccionados entre el grupo que consiste en lana mineral, lana de vidrio, fibra de vidrio, poliéster, poli(tereftalatos de olefina), poli(naftalato de etileno), policarbonatos, fibra de celulosa regenerada, poliamidas alifáticas o semiaromáticas, copolímero de poliéster y poliurea basado en algodón, fibras basadas en carbono, grafito, poliacrilonitrilo (PAN), PAN oxidado, PAN tratado térmicamente no carbonizado, material basado en fibra de vidrio, vidrio E, fibras basadas en sílice, cuarzo, fibras de poliaramida, poliolefinas, fibras de polipropileno, fluoropolímeros, politetrafluoroetileno (PTFE), fibras de carburo de silicio, cerámica, polímeros acrílicos, fibras de lana, seda, cáñamo, cuero, ante, poli (p-fenilen-2,6-benzobisoxazol) (PBO), material de cristal líquido, poliuretanos, poliamaidas, fibras de madera, boro, aluminio, hierro, fibras de acero inoxidable, poliéter éter cetona (PEEK), poliéter sulfona (PES) ), polieterimida (PEI), poliéter cetona (PEK), poli (sulfuro de p-fenileno) (PPS) y combinaciones de los mismos.
25. - El panel de la reivindicación 16 que comprende además un adhesivo seleccionado entre el grupo que consiste en vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de sodio, cemento y aluminosilicatos activados con álcalis, polietileno, poli (4,4'-oxidifenilenpiromelitimida), poliuretano, poliéster, caucho natural, caucho sintético, caucho sintético de polietileno clorosulfonado, aleaciones de plástico, politetrafluoroetileno (PTFE), poli(haluros de vinilo), poliéster, policloropreno, acrílicos, nitrilos, monómero de etileno propileno dieno (EPDM), vinilos, acetato de vinilo, acetato de vinilo-etileno, estireno, acrilatos de estireno estireno-butadienos, poli(alcohol vinílico), poli(cloruro de vinilo), acrilamidas, fenólicos y combinaciones de los mismos.
26. - La lámina de material compuesto de gel seco reforzada o panel rígido de una cualquiera de las reivindicaciones 15-25, en la que la conductividad térmica del material compuesto de gel seco reforzado es inferior a 25 mW/mK en condiciones ambientales.
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