调热建筑材料和含有聚合物相变材料的其他建筑组件的利记博彩app

文档序号:1714709阅读:302来源:国知局

专利名称::调热建筑材料和含有聚合物相变材料的其他建筑组件的利记博彩app
技术领域
:一般地,本发明涉及含有相变材料的结构和建筑材料组件,所述相变材料可以是官能反应性的或者可以不是。特别地,但绝不限制,本发明涉及含有聚合物相变材料的制品,和尤其建筑材料和其他结构组件。
背景技术
:通过推广(generalized)使用相变材料(PCMs)改性纺织品,提供调温性能是已知的。使用微胶囊化PCM(mPCM),及其制造方法和应用也被广泛地公开。例如,下述參考文献在它们的申请中全部使用微胶囊1.US5366801-FabricwithReversibleEnhancedThermalProperties(具有可逆增强的热性能的织物)2.WO0212607-ThermalControlNonwoven(控热非织造织物)3.US6517648-ProcessforPreparingaNon-ffovenFibrousWeb(制造非织造纤维网的方法)4.JP05-156570-FibrousStructurehavingHeatStorageAbilityanditsProduction(具有储热能力的纤维结构及其生产方法)5.US20040029472-Methodandcompoundfabricwithlatentheateffect(具有潜热效应的配混织物及其制造方法)6.US20040026659-CompositionforFabricatingPhase-ChangeMaterialMicrocapsulesandaMethodforFabricatingtheMicrocapsules(制备相变材料微胶囊的组合物和制造微胶囊的方法)7.US20040044128-MethodandMicrocapsuleCompoundffaterbornePolyurethane(方法和微胶囊配混水性聚氨酯)8.US2004011989-FabricCoatingCompositionwithLatentHeatEffectandMethodforFabricatingtheSame(具有潜热效应的织物涂料组合物及其制造方法)9.US20020009473-Microcapsule,MethodforitsProduction,Useofsame,andCoatingLiquidwithSuch(微胶囊,其生产方法,其用途,和具有它的涂料液体)`10.JPl1350240-P`roductionofFiberhavingAdheredMicrocapsuleonSurface(在表面上具有粘附的微胶囊的纤维的生产方法)11.JP2003-268679-YarnhavingHeatStoragePropertyandffovenFabricusingthesame(具有储热性能的纱线和使用它的织造织物)。然而,微胶囊昂贵,可能断裂,需要额外的树脂粘合剂以供粘合,且可引起差的织物挠性和性能。许多其他公开内容概述了通过首先制造含有PCM或mPCM的纤维,开发调温纺织品。例如,下述全部公开了组合物,制造方法,エ艺和由合成法制造的纤维生成的织物。尽管在一些情况下,这可能是可接受的,但以下公开的申请省去了所有天然纤维素和蛋白质纤维与织物,例如棉,亚麻,皮革,羊毛,蚕丝和毛皮。它们也不便于后处理合成纤维,织物或其他材料。12.US20030035951-Mult1-ComponentFibershavingEnhancedReversibleThermalPropertiesandMethodsofManufacturingThereof(具有加强的可逆热性能的多组分纤维及其制造方法)13.US4756958-FiberwithReversibleEnhanceThermalStoragePropertiesandFabricsmadetherefrom(具有可逆加强的储热性能的纤维和由其制造的织物)14.JP5331754_HeatAbsorbingandReleasingNonwovenFabricofConjugateFiber(共轭纤维的吸热和放热非织造织物)15.JP6041818-EndothermicandExothermicConjugateFiber(吸热和放热的共轭纤维)16.JP5239716-ThermallyInsulatingConjugateFiber(绝热共辄纤维)17.JP8311716-EndothermicandExothermicConjugateFiber(吸热和放热的共轭纤维)18.JP5005215-EndothermicandExothermicConjugateFiber(吸热和放热的共轭纤维)19.JP2003027337-ConjugateFiberHavingHeat-StoringandHeat-RetainingProperty(具有储热和保热性能的共轭纤维)20.JP07-053917-Heat-AccumulatingandHeat-1nsulatingFiber(热累积和绝热纤维)21.JP2003-293223-EndothermicConjugateFiber(吸热共辄纤维)22.JP02289916-ThermalStorageFiber(储热纤维)23.JP03326189_FiberwithHeatStorageAbility(具有储热能力的纤维)24.JPQ4-219349-HeatStorageComposition(储热组合物)25.JP06-234840-HeatStorageMaterial(储热材料)26.JPAppl.#2001-126109-HeatStorageFiber,MethodofProducingthesame,andHeatStorageClothMaterial(储热纤维,其生产方法,和储热布料)27.JP03352078-HeatStorageMaterial(储热材料)28.JP04-048005-FabricProductwithHeatStoringAbility(具有储热能力的织物产品)29.W00125511-ThermalEnergyStorageMaterials(热能储存材料)30.JP02317329-HeatStorageFiber-MethodforProducingthesameandHeatStorageClothMaterial(储热纤维_其生产方法,和储热布料)31.W02004007631-Heat-StorageMaterial,CompositionThereforejandusesofthese(储热材料,其組合物和它们的用途)32.JP2003-268358-Heat-StorageMaterialusearoundBody(在主体周围使用储热材料)33.JP2004-011032-Temperature-ControllableFiberandFabric(可控温的纤维与织物)34.JP2004-003087-HeatStorableCompositeFiberandClothMaterialhavingHeat-StoringProperties(可储热的复合纤维和具有储热性能的布料)35.JP06200417-ConjugateFiberContainingHeat-AccumulationMaterialanditsProduction(含有热累积材料的共轭纤维及其生产方法)36.CN1317602_AutomaticTemp-RegulatingFibreanditsProducts(自动调温纤维及其生产方法)37.US5885475-PhaseChangeMaterialsIncorporatedthroughouttheStructureofPolymerFibers(在聚合物纤维结构当中加入的相变材料)另外,美国专利Nos.4851291,4871615,4908238和5897952公开了添加聚乙ニ醇(PEG),多元醇晶体,或PCM的水合盐到中空和非中空的纤维中。纤维可以是天然或合成的纤维素,蛋白质基,或合成烃基。非中空的纤维具有在表面上沉积或反应的PEG材料,以充当类如PCM。这些是具有问题的,因为它们非常亲水,从而引起过大的湿气吸收问题,和洗涤耐久性问题。对于这些申请来说,不存在使用丙烯酸类,甲基丙烯酸类聚合物或其他疏水聚合物PCM的已知公开内容。美国专利Nos.6004662提及使用具有C16-C18烷基侧链的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物作为PCM,但没有未包封(unencapsulated)或官能化或反应到纤维纺织品的表面上。美国专利Nos.4259198和4181643公开了使用含有长链ニ羧酸或ニ醇链段作为结晶形成嵌段的选自环氧化物树脂,聚氨酯树脂,聚酯树脂及其混合物中的结晶的交联合成树脂作为PCM,但没有与纤维或纺织品相结合。公开了特定化合物在其内的基底上反应,以提供一定的热变化(通常基于湿气)的具体的纤维和纺织品处理或整理剂。这些体系没有基于经历热相变的长侧链烷基,或者长链ニ醇丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯来提供改进的潜热效应。实例包括38.JP2003-020568-EndothermicTreatingAgentforFiberMaterial(用于纤维材料的吸热处理剂)39.JP2002-348780-HygroscopicandExothermicCelIulose-BasedFiber(吸湿和放热的纤维素-基纤维)40.JP2001-172866-HygroscopicandExothermicCeIIuIose-BasedFiberProducthavingExcellentHeatRetainingProperty(具有优良保热性能的吸湿和放热的纤维素-基纤维产品)41.JPll-247069-ffarmRetainableExothermicCloth(可保温的放热布料)各种公开内容描述了使用含有长链烷基部分的丙烯酸类或甲基丙烯酸类共聚物用于纺织品整理,但仅仅针对诸如油脂排斥性,抗污性,永久挤压性能,和快干之类的性能。它们没有公开或提及使用高纯聚合物作为PCM,潜热储存处理或纺织品整理,这些操作可赋予调温和改进的舒适度。更具体地,它们没有公开有利的聚合物结构,例如分子量,分子量分布,或具体的共聚物结构。实例包括42.US6679924-Dyefixatives(染料定色剂)43.US6617268-Methodforprotectingcottonfromenzymaticattackbycellulaseenzymes(保护棉避免被纤维素酶酶进攻的方法)44.US6617267-Modifiedtextileandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)45.US6607994-Nanoparticle-basedpermanenttreatmentsfortextiles(用于纺织品的纳米颗粒-基永久处理剂)46.US6607564-Modifiedtextilesandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)47.US6599327-Modifiedtextilesandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)48.US6544594-ffater-repellentandsoil-resistantfinishfortextiles(用于纺织品的拒水和抗污的整理剂)49.50.US6497733-Dyefixatives(染料定色剂)51.US6497732-Fiber_reactivepolymericdyes(织物-反应性聚合物染料)52.US6485530-Modifiedtextileandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)53.US6472476-0il-andwater-repellentfinishesfortextiles(用于纺织品的拒油和拒水的整理剂)54.US6387492-Hollowpolymericfibers(中空聚合物纤维)55.US6380336-Copolymersandoil-andwater-repeilentcompositionscontainingthem(共聚物和包含它们的拒油和拒水的组合物)56.US6379753-Modifiedtextileandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)57.US20040058006-Highaffinitynanoparticles(高亲和性的纳米颗粒)58.US20040055093-Compositefibroussubstrateshavingproteinsheaths(具有蛋白质鞘的复合纤维基底)59.US20040048541-Compositefibroussubstrateshavingcarbohydratesheaths(具有碳水化合物鞘的复合纤维基底)60.US20030145397-Dyefixatives(染料定色剂)61.US20030104134-Water-repellentandsoi1-resistantfinishfortextiles(用于纺织品的拒水和抗污的整理剂)62.US20030101522-Water-repellentandsoi1-resistantfinishfortextiles(用于纺织品的拒水和抗污的整理剂)63.US20030101518-Hydrophilicfinishforfibroussubstrates(用于纤维基底的亲水整理剂)64.US20030079302-Fiber-reactivepolymericdyes(纤维-反应性聚合物染料)65.US20030051295-Modifiedtextilesandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)66.US20030013369-Nanoparticle-basedpermanenttreatmentsfortextiles(用于纺织品的纳米颗粒-基永久处理剂)67.US20030008078-0il-andwater-repellentfinishesfortextiles(用于纺织品的拒水和拒油的整理剂)68.US20020190408-Morphologytrappingandmaterialssuitableforusetherewith(形态捕集和适合于与之一起使用的材料)69.US20020189024-Modifiedtextilesandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)70.US20020160675-Durablefinishesfortextiles(用于纺织品的耐久整理剂)71.US20020155771-Modifiedtextileandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)72.US20020152560-Modifiedtextilesandothermaterialsandmethodsfortheirpreparation(改性纺织品和其他材料及其制备方法)73.US20020122890-Water-repellentandsoi1-resistantfinishfortextiles(用于纺织品的拒水和抗污整理剂)74.US20020120988-Abrasion-andwrinkle-resistantfinishfortextiles(用于纺织品的耐磨和抗皱整理剂)在基本上任何实施方案中,现有技术没有考虑在建筑材料和其他结构组件中使用相变材料,其中包括聚合物相变材料。在现有技术中也没有针对使用功能反应性聚合物相变材料,当弓I入到基础材料和其他建筑材料基底,例如隔绝材料、屋顶面板、板壁、玻璃和各种其他玻璃细エ(glazing)应用内吋。
发明内容以下概述了例举的实施方案。在详细说明部分中更加充分地描述了这些和其他实施方案。然而,要理解,不打算限制本发明到这ー
发明内容中或详细说明中所述的形式上。本领域的技术人员可意识到存在落在权利要求书表达的本发明精神和范围内的许多改性,等价和替代结构上。根据ー个方面,调热的结构材料包括基础材料和粘结到基础材料上的聚合物相变材料,其中基础材料提供给该建筑结构材料以可逆的调温性能。根据另一方面,在建筑结构中使用的隔绝材料包括基础材料和粘结到基础材料上的聚合物相变材料,其中基础材料提供给该隔绝材料以可逆的调温性能。根据额外的方面,基础材料选自泡沫隔绝材料,疏松填充隔绝材料,和棉胎(batted)隔绝材料。此处描述了本领域技术人员将意识到的许多额外的方面和实施方案。当结合附图时,通过參考下述详细说明和所附权利要求书,更加充分地理解本发明的各种目的和优点是显而易见的且更加容易理解,其中图1和2示出了基于分别具有以长链烷基或长链醚基为基础的可结晶侧链的(甲基)丙烯酸酯主链的官能聚合物相变材料(FP-PCM)的代表性实例,其中R=反应性官能团;图1A和2A示出了基于分别具有以长链烷基或长链醚基为基础的可结晶侧链的こ烯基酯主链的FP-PCM的代表性实例,其中R=反应性官能团;图1b和2b示出了基于分别具有以长链烷基或长链醚基为基础的可结晶侧链的こ烯基醚主链的FP-PCM的代表性实例,其中R=反应性官能团;图1C示出了基于具有以长链烷基为基础的可结晶侧链的聚烯烃主链的FP-PCM的代表性实例,其中R=反应性官能团;图3示出了基于可结晶主链聚合物,例如聚酯,聚醚,聚氨酷,聚酰胺,聚酰亚胺,聚缩醛,聚硫醚,聚砜等的FP-PCM的代表性实例,其中R=在聚合物链的一端上的反应性官能团;图4是描绘人造纤维的一般分组的图表,所述人造纤维可将FP-PCM引入或者可将所述人造纤维制成可用FP-PCM处理的织造织物,针织物,非织造织物或其他基底;图5A-5F是与基底,例如结构材料相互作用的官能聚合物PCM的各种实施方案;图6A-6D是与基底,例如结构材料相互作用的官能聚合物PCM的进ー步的实施方案;图7是表明可引入利用聚合物相变材料的组件的典型建筑或其他结构的各方面的图解;图8A-8E示出了引入聚合物相变材料的泡沫隔绝材料的各种实施方案;图9A-9E示出了引入聚合物相变材料的疏松填充隔绝材料的各种实施方案;图10A-10E示出了引入聚合物相变材料的棉胎隔绝材料的各种实施方案;图11示出了根据本发明的各方面的制造エ艺;图12示出了在根据本发明的各方面构造的制品内形成的此处所述的材料的层次化(layering);图13A,13B和14示出了根据本发明的各方面的纤维结构的数个实例;图15示出了根据本发明各方面一起粘结的各种纤维;·图16示出了根据本发明各方面的替代制造エ艺;图17示出了根据本发明各方面的另ー替代制造エ艺;图18示出了根据本发明各方面的另ー替代制造エ艺。具体实施例方式在整个说明书当中,提到使用各种材料,结合物,化学配制剂和可在各种组合中使用的其他方面,形成根据本发明方面的ー种或更多种材料,终产品,纤维,织物或组合物。应当理解,对于本领域的技术人员以及美国专利局和全世界的专利局的审查部门来说,此处包括材料,实例和其他实施方案的各自的列挙,以便教导本领域的技术人员,在没有要求这些单独特征的具体权利要求改变(claimpermutations)的情况下,它们可结合到各种替代实施方案内。此处列出的权利要求以及对这些权利要求的任何潜在的将来的修正可包括在没有脱离此处所述的本发明的精神和范围的情况下,这些材料,范围和其他替代方案的一种或更多种组合。特别地,认为本领域的技术人员会意识到且发现对于此处公开的特征的任何组合来说的书面说明的充分支持,不管是在单ー实施例或实施方案中描述,还是在书面说明的不同部分中描述。具体地草拟(draft)这些各种实施例和选择方案的描述,以符合美国专利法的35U.S.C.§112,欧洲专利法的A123(2)以及涉及书面说明充分公开的其他类似国家的国家法。定义-下述定义应用到相对于本发明各方面描述的各要素上。这些定义同样可基于本文做出扩展。此处所使用的术语“单分散”是指相对于ー组性能,基本上均匀。因此,例如,单分散的一组微胶囊可以是指在尺寸分布模型,例如尺寸分布平均值周围具有窄的尺寸分布的这样的微胶囊。进ー步的实例是具有类似分子量的一组聚合物分子。此处所使用的术语“潜热”是指当材料经历两个状态之间的转变时,被材料吸收或释放的热量量。因此,例如潜热可以是指当材料经历液态和结晶固态,液态和气态,结晶固态和气态,两种结晶固态或结晶态和无定形态之间的转变时吸收或释放的热量量。此处所使用的术语“转变温度”是指材料在两种状态之间经历转变时的大致温度。因此,例如转变温度可以是指材料在液态和结晶固态,液态和气态,结晶固态和气态,两种结晶固态或结晶态和无定形态,…之间经历转变时的温度,无定形材料经历玻璃态和橡胶态之间转变时的温度也可称为该材料的“玻璃化转变温度”。此处所使用的术语“相变材料”是指具有吸收或释放热量的能力,以便在温度稳定范围处或以内调节传热的材料。温度稳定范围可包括具体的转变温度或转变温度范围。在一些情况下,在当相变材料吸收或释放热量时的时间段期间,典型地当相变材料经历两种状态之间的转变时,相变材料可以能抑制传热。这一行为典型地是暂时的,且将一直发生,直到在加热或冷却エ艺过程中相变材料的潜热被吸收或释放。可储存该热量或者从相变材料中除去,和典型地可通过发射或吸收它的源头(source),有效地再加入该相变材料。对于一些实施方式来说,相变材料可以是两种或更多种材料的混合物。通过选择两种或更多种不同材料并形成混合物,可针对任何所需的应用,调节温度稳定范围。所得混合物当引入到此处所述的制品内时,可显示出两个或更多个不同的转变温度或单ー改性的转变温度。此处所使用的术语“聚合物”是指包括ー组大分子的材料。在聚合物内包括的大分子可以相同或者可以在某些方式上彼此不同。大分子可具有任何各种骨架结构,且可包括一类或更多类单体単元。特别地,大分子可具有线性或非线性的骨架结构。非线性的骨架结构的实例包括支链骨架结构,使得它们是星形支化,梳形支化,或枝状支化,和网络骨架结构。在均聚物内包括的大分子典型地包括ー类单体单元,而包括在共聚物内的大分子典型地包括两类或更多类单体单元。共聚物的实例包括统计共聚物,无规共聚物,交替共聚物,周期共聚物,嵌段共聚物,径向共聚物,和接枝共聚物。在一些情况下,可通过添加一组官能团,例如酸酐基,氨基及其盐,N-取代的氨基,酰胺基,羰基,羧基及其盐,环己基环氧基,环氧基,缩水甘油基,轻基,异氰1酸酷基,服基,酸基,酷基,酿基,链稀基,块基,硫醇基,_■硫酿基,甲娃烧基或娃烧基,基于乙_■fe的基团,基于Rf丙淀的基团,基于活性亚甲基化合物或其他b-ニ羰基化合物(例如,2,4-戊ニ酮,丙ニ酸,こ酰丙酮,こ基丙酮こ酸酷,丙ニ酸酰胺,こ酰こ酰胺,及其甲基同系物,こ基こ酰こ酸酷,和异丙基こ酰こ酸酷)的基团,卤素基团,氢化物,或其他极性或H键合基团及其结合,改变聚合物的反应性和官能度。可沿着聚合物,在各种位置处添加这种官能团,例如沿着聚合物无规或规则地分散,在聚合物的末端,在侧链上,在可结晶侧链上的末端或任何位置,以聚合物的単独悬挂侧基形式连接,或者直接连接到聚合物的主链上。聚合物也可以能交联,缠结,或氢键键合,以便在环境或加工条件下増加其机械强度或其抗降解性。可以理解,可提供具有不同分子量的各种形式的聚合物,因为聚合物的分子量可依赖于形成聚合物所使用的加工条件。因此,聚合物可称为具有特定的分子量或分子量范围。此处提到聚合物所使用的术语“分子量”可以指数均分子量,重均分子量或聚合物的熔体指数。聚合物(包括交联剂和粘合剂所使用的那些聚合物)的实例包括聚羟基烷酸酯(alkonate),聚酰胺,聚胺,聚酰亚胺,聚丙烯酸类(例如,聚丙烯酰胺,聚丙烯腈,和甲基丙烯酸及丙烯酸的酯类),聚碳酸酯(例如,聚双酚A碳酸酯和聚亚丙基碳酸酯),聚ニ烯烃(例如,聚丁ニ烯,聚异戊ニ烯,和聚降冰片烯),聚环氧化物,聚酯(例如,聚己内酷,聚己ニ酸こニ酷,聚己ニ酸丁ニ酷,聚琥珀酸丙ニ酷,基于对苯ニ甲酸的聚酷,和基于邻苯ニ甲酸的聚酯),聚醚(例如,聚こニ醇或聚环氧こ烷,聚丁ニ醇,聚环氧丙烷,聚甲醛或对甲醛,聚四亚甲基醚或聚四氢呋喃,和聚表氯醇),聚氟烃,甲醛聚合物(例如脲醛,三聚氰胺-甲醛,和苯酚甲醛),天然聚合物(例如,多糖,例如纤维素,甲壳素,壳聚糖,和淀粉;木质素;蛋白质;和蜡);聚烯烃(例如,聚こ烯,聚丙烯,聚亚丁基,聚丁烯和聚辛烯),聚亚苯基,含硅聚合物(例如,聚ニ甲基硅氧烷和聚羧甲基硅烷),聚氨酷,聚こ烯基类树脂(例如,聚こ烯缩丁醛,聚こ烯醇,聚こ烯醇的酯和醚,聚こ酸こ烯酯,聚苯こ烯,聚甲基苯こ烯,聚氯こ烯,聚こ烯基吡咯烷酮,聚甲基こ烯基醚,聚こ基こ烯基醚,和聚こ烯基甲基酮),聚缩醛类,聚丙烯酸酯类,醇酸-基聚合物(例如,基于甘油酯油的聚合物),共聚物(例如,聚こ烯-共-こ酸こ烯酯,和聚こ烯-共-丙烯酸),及其混合物。术语聚合物是指解释为包括在提交本申请之后成为可获得且显示出以上所述的通用聚合物性能的任何物质。此处所使用的术语“化学键”及其语法变体是指基于吸引相互作用,两个或更多个原子的偶联,以便这些原子可形成稳定的结构。化学键的实例包括共价键和离子键。化学键的其他实例包括氢键和在羧基和胺基之间的吸引相互作用。此处所使用的术语“分子基团”及其明显变体是指形成一部分分子的ー组原子。在一些情况下,一个基团可包括化学键合到彼此上形成分子的一部分的两个或更多个原子。一方面,基团可以是中性的,另ー方面,基团可荷电,例如单价或多价(例如ニ价),以允许化学键合到分子的ー组额外基团上。例如,单价基团可被视为ー组氢化物基团被除去的分子,以允许化学键合到分子的另一基团上。一个基团可以是中性的,荷正电,或者荷负电。例如,荷正电的基团可以被视为添加了一个或更多个质子(即,H+)的中性基团,和荷负电的基团可被视为除去了一个或更多个质子的中性基团。显示出特征反应性或其他组性能的一个基团可称为官能团,反应性官能基或反应性官能团。反应性官能团的实例包括例如酸酐基,氨基,N-取代的氨基及其盐,酰胺基,羰基,羧基及其盐,环己基环氧基,环氧基,缩水甘油基,轻基,异氰1酸酷基,服基,fe基,酷基,酿基,链稀基,块基,硫醇基,_■硫酿基,甲娃烧基或硅烷基,基于こニ醛的基团,基于吖丙啶的基团,基于活性亚甲基化合物或其他b-ニ羰基化合物(例如,2,4-戊ニ酮,丙ニ酸,こ酰丙酮,こ基丙酮こ酸酷,丙ニ酸酰胺,こ酰こ酰胺,及其甲基同系物,こ基こ酰こ酸酷,和异丙基こ酰こ酸酷)的基团,卤素基团,氢化物,或其他极性或H键合基团及其结合。此处所使用的术语“共价键”是指特征在于在原子之间,或者在原子和其他共价键之间共享电子对的化学键形式。在原子共享电子时在它们之间形成的吸引-与-排斥(Attraction-to-repulsion)稳定性称为共价键合。共价键合包括许多种的相互作用,其中包括O-键合,-键合,金属-金属键合,抓氢相互作用(agosticinteractions)和三中心两电子键。反应性官能团可以具有各种化学性质。例如,反应性官能团能与各种基底,例如棉,羊毛,皮毛,皮革,聚酯和由这些材料制造的纺织品,以及其他基础材料中的反应性官能团反应并形成离子键或共价键。例如,由天然,再生或合成聚合物/纤维/材料制造的材料可形成离子键。这种基底进ー步的实例包括各类天然产物,其中包括动物产品,例如羊驼毛,安哥拉山羊,骆驼毛,开司米,肠线,chiengora,骆骑,马海毛,丝绸,肌腱,蜘蛛丝,羊毛,和蛋白质基材料,各类植物基产品,例如竹子,椰子壳,棉,亚麻,大麻,黄麻,洋麻,马尼拉(manila),风梨麻,酒椰,苎麻,剑麻,和纤维素基材料;各类矿物基产品,例如石棉,玄武岩,云母或其他天然无机纤維。一般地,人造纤维分类为三类,由天然聚合物制造的那些,由合成聚合物制造的那些和由无机材料制造的那些。图4描绘了采用人造纤维代码的国际标准局的人造纤维(BISFA)的通用分类。总的说明如下。来自天然聚合物的纤维-最常见的天然聚合物纤维是粘胶丝,它由大多数从农场树木获得的聚合物纤维素制造。其他纤维素-基纤维是铜铵纤维(cupro),こ酸纤维素,和三こ酸纤维素,Iyocell(天丝)和modal(莫代尔)。这些纤维的生产方法在本发明公开内容中给出。不那么常见的天然聚合物纤维由橡胶,褐藻酸和再生蛋白质制造。来自合成聚合物的纤維-存在非常多的合成纤维,即基于石化产品的有机纤维。最常见的是聚酷,聚酰胺(常常称为尼龙),丙烯酸类和甲基丙烯酸类纤维,聚丙烯,链段聚氨酯(它是称为elastanes(或者在美国称为斯潘德克斯弾性纤维(spandex))的弹性纤维),和特别地诸如高性能芳族聚酰胺之类的纤維。来自无机材料的纤维-无机人造纤维是由诸如玻璃,金属,碳或陶瓷之类的材料制造的纤维。这些纤维经常用于增强塑料,形成复合材料。合适的反应性官能团的实例包括诸如酸酐基,氨基,N-取代的氨基及其盐,酰胺基,羰基,羧基及其盐,环己基环氧基,环氧基,缩水甘油基,羟基,异氰酸酯基,脲基,醛基,酷基,酿基,链稀基,块基,硫醇基,_■硫酿基,甲娃烧基或娃烧基,基于乙_■fe的基团,基于吖丙啶的基团,基于活性亚甲基化合物或其他b-ニ羰基化合物(例如,2,4-戊ニ酮,丙ニ酸,こ酰丙酮,こ基丙酮こ酸酷,丙ニ酸酰胺,こ酰こ酰胺,及其甲基同系物,こ基こ酰こ酸酷,和异丙基こ酰こ酸酷)的基团,卤素基团,氢化物,或其他极性或H键合基团及其结合之类的官能团。可在共同拥有且悬而未决的专利申请Nos.12/174,607和12/174,609中找到根据本发明的ー个或更多个方面可使用的反应性官能基和官能团的各种实例的进ー步的细节,其细节在此通过參考引入到本发明的公开内容中。通过在本说明书的随后部分中提供具体组合物和方法的实施例,应当清楚地对此有所理解,但申请人不打算限制权利要求的范围到任何这些具体的组合物上。相反,认为,可使用此处所述的官能团,聚合物相变材料和制品的任何组合,实现本发明的新方面。权利要求不打算限制到本发明公开内容或者本发明引入的任何公开内容中所述的任何具体化合物(compound)上。此处提到的数个公布专利涉及聚合物PCM(P-PCM),在某种程度上,它呈现介于固-液PCM和固-固PCM之间的中间情况。P-PCM在相变之前和之后均为固体。差别是它们的结构程度。在较低温度下,这ー程度大于高温下的程度,结果,在相变温度下,P-PCM从更加结构化的形式转化成较小结构化的形式。典型地,在更加结构化的形式中,聚合物的一些部分较好地校准且更加紧密地压缩。较好地校准的部分类似于微晶。因此,加热P-PCM时的相变也称为从更加结晶化的形式变化为较小结晶化的形式。从不同的角度提出来说,在高温(高于转变温度)下,P-PCM基本上无定形。在较低温度(低于转变温度)下,它们具有结晶度。类似地,吸热时和放热时的变化可分别称为去晶化(decrystallization)和重结晶化(recrystallization)。有关的热j含也可称为去晶j含。典型地,P-PCM具有能较好地校准且更加紧密地压缩的部分。这些部分可称为可结晶部分。在一些实施方案中,此处根据本发明的各方面描述的官能聚合物PCM包括至少一个这样的可结晶部分。根据本发明的实施方案,聚合物包括主链和侧链。优选地,侧链形成可结晶部分。此处所使用的术语“反应性官能基”是指能与另ー化学基团反应形成共价键或离子键的化学基团(或部分),其实例如上文所给出。优选地,这一反应在相对低温下,例如低于200°C,更优选低于100°C,和在适合于处理精密的基底,例如纺织品的条件下可进行。此处所使用的术语“携帯官能团”和这ー术语的明显的变体是指具有键合,例如共价或离子键合到其上的官能团。可将反应性官能团放置(携帯或者共价键合或者离子键合)在FP-PCM分子的任何部分上,例如侧链上,沿着主链或者在主链或侧链的至少ー个末端上。根据本发明各种实施方案,FP-PCM包括多个反应性官能团,和这些官能团以基本上规则的间隔,有规立构(不规则,全同立构或间同立构)或无规地沿着分子,例如沿着主链铺展开。这些的任何组合也是可能的。本发明FP-PCM的分子量优选为至少500道尔顿,更优选至少2000道尔顿。优选地,可结晶部分的重量占FP-PCM的总重量的至少20%,更优选至少50%,和最优选至少70%。由于单独的聚合物链很少具有确切相同的聚合度和摩尔质量,因此,在平均值周围存在分布。聚合物的摩尔质量分布(或分子量分布)描述了每一聚合物物种的摩尔数(Ni)和该物种的摩尔质量(Mi)之间关系。可通过聚合物分级,改性聚合物的摩尔质量分布。当本发明使用时,提到FP-PCM的分子量要考虑这些概念。可取决于采用的统计方法,定义不同的平均值。可利用下式所示的重量分数,摩尔分数或者体积分数取加权平均,其中Mni数均摩尔质量,Mw是重均摩尔质量,Mv是粘均摩尔质量,和Mz是平均摩尔质量。权利要求1.在提供可逆调温性能中使用的调热结构材料,它包括基础材料;和键合到该基础材料上的聚合物相变材料,该聚合物相变材料具有吸收或释放热量的能力,且范围为-10°C至100°C的至少一个相变温度和至少5J/g的相变焓,该聚合物相变材料包括主链,多个侧链,和至少一个可结晶部分,其中所述多个侧链形成所述至少一个可结晶部分,和其中聚合物相变材料在多个侧链或者主链中的至少一个上携带至少一个反应性官能团,其中反应性官能团能与基础材料形成化学键。2.权利要求1的调热结构材料,其中聚合物相变材料化学键合到基础材料上。3.权利要求2的调热结构材料,其中化学键合是共价键合或离子键合中的至少一种。4.权利要求2的调热结构材料,其中通过直接键合实现键合。5.权利要求2的调热结构材料,其中通过连接化合物实现键合。6.权利要求1的调热结构材料,进一步包括选自官能聚合物相变材料,额外的相变材料,包封的相变材料,粘合剂,配制剂,添加剂,交联剂,共混聚合物,增容剂,润湿剂,和前述物质的组合中的至少一种成分。7.权利要求1的调热结构材料,其中基础材料选自隔绝材料,木材,金属片材,玻璃,壁板,刨花板,防水板,或前述物质的组合。8.权利要求1的调热结构材料,其中聚合物相变材料是官能反应性聚合物相变材料,其选自酸酐基,链烯基,炔基,烷基,醛基,酰胺基,氨基及其盐,N-取代的氨基,η丫丙啶,芳基,羰基,羧基及其盐,环氧基,酯基,醚基,缩水甘油基,齒素基团,氢化物基团,羟基,异氰酸酷基,硫醇基,_■硫酿基,甲娃烧基或娃烧基,服基,和氣基甲酸酷基,和其中基底包括纤维素,金属,木材,塑料和玻璃中的至少一种。9.权利要求2的调热结构材料,其中聚合物相变材料包括酸酐官能团。10.权利要求2的调热结构材料,其中聚合物相变材料包括异氰酸酯官能团。11.权利要求2的调热结构材料,其中聚合物相变材料包括选自胺官能团和酰胺官能团中的反应性官能团。12.权利要求2的调热结构材料,其中聚合物相变材料包括硅烷官能团。13.权利要求2的调热结构材料,其中聚合物相变材料包括双键。14.权利要求1的调热结构材料,其特征在于具有1.OJ/g至150J/g的相变焓。15.权利要求1的调热结构材料,其中相变材料包括亲水可结晶部分。16.权利要求1的调热结构材料,其中相变材料包括疏水可结晶部分。17.用于在建筑结构中使用的隔绝材料,它包括基础材料,键合到该基础材料上的聚合物相变材料,其中该基础材料提供给隔绝材料以可逆的调温性能。18.权利要求17的用于在建筑结构中使用的隔绝材料,其中基础材料选自泡沫隔绝材料,疏松填充的隔绝材料,和棉胎(batted)隔绝材料。19.权利要求21的用于在建筑结构中使用的隔绝材料,其中聚合物相变材料是潜热为至少20J/g的官能聚合物相变材料,且它包括主链,多个侧链,和至少一个可结晶部分,其中所述多个侧链形成所述至少一个可结晶部分,和其中官能聚合物相变材料在至少一个侧链上携带至少一个反应性官能团。20.权利要求19的用于在建筑结构中使用的隔绝材料,其中反应性官能团能形成至少一个第一共价键或离子键。全文摘要根据一个方面,调热结构材料包括基础材料,和键合到该基础材料上的聚合物相变材料,其中基础材料提供给建筑结构材料以可逆的调温性能。根据另一方面,在建筑结构中使用的隔绝材料包括基础材料和键合到该基础材料上的聚合物相变材料,其中基础材料提供给隔绝材料以可逆的调温性能。基础材料可选自泡沫隔绝材料,疏松填充的隔绝材料,和棉胎化的隔绝材料。文档编号D06M15/53GK103038260SQ201080066869公开日2013年4月10日申请日期2010年11月30日优先权日2010年4月16日发明者M·哈特曼,G·罗大,A·艾亚尔申请人:奥特拉斯技术有限责任公司
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