包括多组分纤维和中空陶瓷微球的制品及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种制品，所述制品包括中空陶瓷微球和多组分纤维。所述多组分纤维粘附在一起，并且所述中空陶瓷微球粘附至所述多组分纤维的外表面。本发明专利技术还公开了一种制备所述制品的方法和将所述制品用于绝缘的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多组分纤维和中空陶瓷微球的制品及其制备和使用方法相关申请的交叉引用本专利申请要求提交于2011年7月7日的美国临时专利申请No.61/505,142的优先权，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
技术介绍
已知有各种各样的多组分纤维。例子包括具有覆盖较高熔点芯（meltingcore）的低温熔融或软化外皮的纤维。多组分结构可用于（例如）纤维粘结，其中外皮（例如当熔融或软化时）起到芯粘结剂作用。已知包括纤维和颗粒的一些制品。在一些情况下，这类制品由多组分纤维制成，其中一种组分熔融并且聚结。在这些情况下，颗粒位于纤维彼此接触的接合点处。参见例如国际专利申请公布No.WO2010/045053（Coant等人）。对包括多组分纤维和磨料颗粒的一些磨料制品进行了描述。参见例如美国专利No.5,082,720(Hayes)、5,972,463（Martin等人）、和6,017,831（Beardsley等人）。在其它技术中，中空陶瓷微球在工业上广泛应用，例如作为聚合物化合物的添加剂。常见的中空陶瓷微球包括具有小于约500微米的平均直径的玻璃泡，其也常常称为“玻璃微泡”、“中空玻璃微球”或“中空玻璃微珠”。在许多工业中，中空陶瓷微球可用于（例如）降低聚合物化合物的重量以及改善聚合物化合物的加工、尺寸稳定性和流动性能。包含分散在聚合物树脂的连续基质中的中空陶瓷微球的复合泡沫可用作（例如）多种应用中的绝缘，这部分地是由于其低导热率。
技术实现思路
本专利技术提供了（例如）包括多组分纤维和中空陶瓷微球的制品。多组分纤维粘附在一起，并且中空陶瓷微球粘附至至少一些多组分纤维的外表面。制品可用作（例如）各种类型的绝缘。在制备本文所公开的制品的方法中，纤维和中空陶瓷微球的混合物被加热至如下温度，其中第一聚合物组合物在1赫兹下测量时具有小于3×105N/m2的弹性模量。在这样的温度下，第一聚合物组合物变得发粘并且将多组分纤维粘附在一起并且将中空陶瓷微球粘附至多组分纤维的外表面。在一个方面，本专利技术提供了一种包括中空陶瓷微球和多组分纤维的制品。多组分纤维具有外表面并且包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，其中多组分纤维的外表面的至少一部分包含第一聚合物组合物。将多组分纤维粘附在一起，并且将中空陶瓷微球至少粘附至在至少一些多组分纤维的外表面上的第一聚合物组合物。在另一方面，本专利技术提供了上述制品进行绝缘（如，热绝缘、声绝缘或电绝缘中的至少一者）的用途。在另一方面，本专利技术提供了一种制备（例如）用于绝缘的制品的方法，该方法包括：提供中空陶瓷微球和多组分纤维的混合物，多组分纤维包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物；以及将混合物加热至如下温度，在该温度下多组分纤维是不熔合的，并且在该温度下第一聚合物组合物具有在1赫兹的频率下测量的在至少80℃的温度下小于3×105N/m2的弹性模量。本文所述纤维的示例性实施例包括那些具有芯和外表面的纤维，该芯包含第二热塑性组合物。在一些实施例中，例如，纤维包括芯和外皮，其中芯包含第二热塑性组合物，外皮包含围绕芯的第一热塑性组合物。利用本文所述的粘合性多组分纤维将中空陶瓷微球固结可形成具有非常高的中空微球负载的成型制品，所述制品可用于多种应用。例如，本文所公开的制品可用作重量非常轻的热绝缘材料和声阻尼材料，其通常具有高度阻燃性。由于组合了通常与之相关的有益性能，本文所公开的制品可用于（例如）交通运输业，例如航空航天和汽车。在本专利申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并非仅指单一实体，而是包括一般类别，其具体实例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“至少一种（一个）”和“包括至少一种（一个）”指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。本专利技术的上述
技术实现思路
并非旨在描述本专利技术所公开的每个实施例或每种实施方式。以下描述更具体地例示了示例性实施例。因此，应当理解，附图和以下描述仅用于举例说明的目的，而不应被理解为是对本专利技术范围的不当限制。附图说明为了更全面地理解本专利技术的特征和优点，现在结合附图来参考本专利技术的具体实施方式，其中：图1为根据本专利技术的示例性制品的局部示意图；图2A-2D为本文所述的四种示例性纤维的示意性横截面图；并且图3A-3E为本文所述的各种纤维的示意性透视图。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的和/或根据本专利技术制备的示例性制品的一部分。制品包括多组分纤维4和中空陶瓷微球2。多组分纤维在接合点6处粘附至彼此（如，自生粘结），并且中空陶瓷微球2粘附在至少一些多组分纤维4的外表面上。在一些实施例中，包括图1中示出的实施例，中空陶瓷微球2沿着多组分纤维4的长度定位，这表示中空陶瓷微球不仅仅位于纤维的接合点6处。在一些实施例中，中空陶瓷微球基本上沿着多组分纤维的整个长度定位。中空陶瓷微球可沿着多组分纤维的整个长度随机分布。在这些实施例中，中空陶瓷微球无需覆盖多组分纤维的整个外表面。中空陶瓷微球可均匀分布或不均匀分布，具体取决于（例如）如下所述的多组分纤维和中空陶瓷微球的混合程度，以及中空陶瓷微球的粒度分布。在一些实施例中，包括图1中示出的实施例，中空陶瓷微球2直接附接到至少一些多组分纤维4的外表面。“直接附接”表示中空陶瓷微球和纤维的外表面之间不存在粘合剂或其它粘结剂。多组分纤维中的第一聚合物组合物通常用作粘合剂，该粘合剂将纤维固定在一起并且将中空陶瓷微球粘附至纤维。可用于本文所公开的制品并且可在制备本文所公开的制品的方法中的混合物中使用的纤维包括多种横截面形状。可用的纤维包括那些具有至少一种选自以下的横截面形状的纤维：圆形、棱柱形、圆柱形、圆形突出状、矩形、多边形或狗骨形。这些纤维可以是中空或非中空的，并且它们可以是直的或具有起伏形状。横截面形状的差异使得可以控制活性表面积、机械性能以及与中空陶瓷微球或其它组分的相互作用。在一些实施例中，可用于实施本专利技术的纤维具有圆形横截面或矩形横截面。具有大致矩形横截面形状的纤维还通常称为带状物。例如，纤维是有用的，因为其相对于其所占据的空间而言提供较大表面积。可用于实施本专利技术的多组分纤维的示例性实施例包括那些具有图2A-2D中所示的横截面的纤维。如图2B或2C所示的皮芯构型是有用的，例如因为外皮的较大表面积。在这些构型中，纤维的外表面通常由单一组合物制成。具有多外皮的皮芯构型在本专利技术的范围内。例如，如图2A和2D所示的其它构型提供可根据预期应用进行选择的选项。在分割饼型楔（参见例如图2A）和分层（参见例如图2D）构型中，通常外表面由不止一种组合物制成。参见图2A，饼型楔纤维10具有圆形横截面12、位于区域16a和16b中的第一聚合物组合物以及位于区域14a和14b中的第二聚合物组合物。纤维中的其它区域（18a和18b）可包含第三组分（如，第三不同聚合物组合物）或可独立地包含第一聚合物组合物或第二聚合物组合物。在图2B中，纤维20具有圆形横截面22、第一聚合物组合物的外皮24和第二聚合物组合物的芯26。图2C示出了纤维30，该纤维具有圆形横截面32和皮芯结构，该皮芯结构具有第一聚合物组合物的外皮34和第二聚合物组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，其包括：多组分纤维，所述多组分纤维具有外表面并且包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，其中所述多组分纤维的外表面的至少一部分包含所述第一聚合物组合物，并且其中所述多组分纤维粘附在一起；和中空陶瓷微球，所述中空陶瓷微球至少粘附至在至少一些所述多组分纤维的外表面上的所述第一聚合物组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.07 US 61/505,1421.一种用于绝缘的制品，其包括：多组分纤维，所述多组分纤维具有外表面并且包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，其中所述多组分纤维的外表面的至少一部分包含所述第一聚合物组合物，并且其中所述多组分纤维粘附在一起；和中空陶瓷微球，所述中空陶瓷微球至少粘附至在至少一些所述多组分纤维的外表面上的所述第一聚合物组合物，其中所述中空陶瓷微球基于所述制品的组分的总体积计以至少50体积％的量存在。2.根据权利要求1所述的制品，其中所述制品不包含连续聚合物基质。3.根据权利要求1所述的制品，其中所述中空陶瓷微球直接附接到所述第一聚合物组合物。4.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一聚合物组合物具有最高至150℃的软化温度，其中所述第二聚合物组合物具有至少130℃的熔点，并且其中所述第一聚合物组合物的软化温度与所述第二聚合物组合物的熔点之间的差值为至少10℃。5.根据权利要求1所述的制品，其中所述第一聚合物组合物具有在1赫兹的频率下测量的在至少80℃的温度下小于3×105N/m2的弹性模量。6.根据权利要求1所述的制品，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克·D·克兰德尔，伊格内修斯·A·卡多马，安德鲁·J·彼得森，吴永康，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：
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