JPH10504792A

Aerogel-containing composite materials, process for producing the same and their use

Abstract

(57) [Summary] The present invention has a porosity greater than 60% and 0.6 g / cm.3A matte composite material containing airgel and fibers dispersed therein having a density of less than, said airgel having crevices and an average capacity of 0.001 mm.3From 1 cm3With respect to the composite material, wherein the airgel fragments surrounded by the fissures are held together by the fibers. The present invention further relates to methods for producing composite materials of the present invention and their use.

JPH10504792A, drawing sheet 1
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    【特許請求の範囲】 1. 60%より大きい多孔度と0.6g/cm 3 未満の密度とを有するエー ロゲルとその中に分散した繊維とを含むマット形の複合材料であって、上記エー ロゲルが割れ目を有しており、そして平均容量0.001mm 3 から1cm 3 であ る、当該割れ目に囲まれたエーロゲル断片が上記繊維によって一緒に保持されて いる、上記の複合材料。 2. エーロゲルがSiO 2 基を含む、請求項1記載の複合材料。 3. 繊維の容量割合が0.1~30%である、請求項1または2記載の複合 材料。 4. 繊維の直径が a)金属化していない繊維の場合は0.1~30μm、および/または b)金属化した繊維の場合は0.1~20μm である、請求項1~3のいずれか1項記載の複合材料。 5. 繊維がウェブまたはマットの形で存在する、請求項1~4のいずれか1 項記載の複合材料。 6. 接着的にもしくは機械的に一緒に密に接合された、またはスリーブによ り一緒に保持された、少なくとも2つのマットを含む、請求項5に記載の複合材 料。 7. 少なくとも1つのマットを少なくとも1面の上に積層した、請求項5ま たは6記載の複合材料。 8. 繊維が個々に、ランダムな、または配向した形で存在し、それらの長さ が1cmより長い、請求項1~4のいずれか1項記載の複合材料。 9. さらにIR不透明剤を含む、請求項1~8のいずれか1項記載の複合材 料。 10. 疎水性である、請求項1~9のいずれか1項記載の複合材料。 11. 請求項1記載の複合材料の製造方法であって、 a)ゾルを調製し、 b)該ゾルに繊維を添加し、 c)b)で得たゾルをゲルに変換し、 d)該ゲルに特定の様式で割れ目を生じさせるのに適した変形処理をゲルに施し て、平均容量0.001mm 3 から1cm 3 を有する繊維結合された断片を形成さ せ、ゲル中に存在する液体をこの変形の前、途中および/または後に交換し、ま たは交換せず、そして e)d)で得た変形ゲルを、エーロゲルが得られるように乾燥させる ことを含む方法。 12. 工程c)またはd)で得たゲルを、20°Cからゲル中に存在する液体 の沸点までの温度でエージングする、請求項11記載の方法。 13. エーロゲル複合材料を製造するための請求項11または12記載の方 法であって、 e1)工程d)で得たゲルを、種々の細孔表面の表面基間でさらに縮合が起こる のを実質的に抑制するのに十分なほど、および/または細孔表面と乾燥が行われ る液体との間の接触角を変化させることにより毛管力を低下させるのに十分なほ ど大きな割合のゲル表面基が表面改質物質の基で置換されるように、1種または それ以上の表面改質物質と反応させ、 e2)ゲル中に存在する液体を所望により交換し、そして e3)得られたゲルを、ゲル中に存在する液体の臨界温度未満の温度、および0 .001バールからこの温度におけるこの液体の蒸気圧までの圧力で乾燥させる ことを含む方法。 14. 請求項13記載の方法であって、工程e1)でゲルを少なくとも1種 の一般式R′ n MX m の表面改質物質[式中、R′は水素、または非反応性、有機 の直鎖、分枝鎖、環式、芳香族またはヘテロ芳香族の基であり、R′はそれぞれ 独立して他と等しいか、もしくは異なり、MはAlまたはSiであり、Xはハロ ゲンまたは基-OR′′、-SR′′もしくは-NR′′ 2 であり、これらにおいてR ′′は直鎖もしくは分枝鎖の、等しくもしくは異なって、モノ-もしくはポリ-置 換された脂肪族基C 1 ~C 18 (ここで1もしくはそれ以上のCH 2 基は-C≡C- 、-CH=CH-、-COO-、-O(C=O)-、SiR′′′ 2 -、-CO- 、フェ ニレンジイルで交換されていてもよく、および/または最高2つ目毎のCH 2 単 位はOもしくはNR′′′で交換されていてもよく、これらにおいてR′′′はフェ ニル、C 1 ~C 18 -アルキルまたはベンジルである)であるか、またはR′′はベ ンジル基もしくはフェニル基(これらは1~5個の置換基R′、OH、OR′、 COOR′、OCOR′、SO 3 H、SO 2 Cl、F、Cl、Br、NO 2 または CNで置換されていてもよい)であり;そしてNの場合はR′′はそれぞれ独立し て他と等しいか、または異なり、nおよびmはゼロより大きな整数であり、それ らの和はMの原子価に対応し、m≧2についてはXはそれぞれ他と等しいか、ま たは異なる]と反応させる方法。 15. 60容量%より大きい多孔度と0.6g/cm 3 未満の密度とを有す るSiO 2 エーロゲルマットの製造方法であって、 a)水ガラス水溶液をpH≦3に調整し、そして得られたケイ酸に塩基を添加し 、 b)繊維を添加し、 c)ケイ酸を重縮合させ、 d)このゲルに特定の様式で割れ目を生じさせるのに適した変形処理をゲルに施 して、平均容量0.001mm 3 から1cm 3 を有する繊維結合された断片を形成 させ、該ゲルをこの変形の前、途中および/または後に、ゲルの水含有量が≦5 重量%になるまで有機溶剤で洗浄し、 e1)工程d)で得たゲルをシリル化剤と反応させ、 e2)シリル化されたゲルを所望により、未変換のシリル化剤の残留水準が≦1 重量%になるまで有機溶剤で洗浄し、そして e3)工程e1)またはe2)で得たシリル化ゲルを-30~200°Cおよび0 .001~20バールで乾燥させる ことを含む方法。 16. 工程e3)のゲルの乾燥を誘電法により行う、請求項11~15のい ずれか1項記載の方法。 17. ゲルをマイクロ波により乾燥させる、請求項16記載の方法。 18. エーロゲル複合材料を製造するための請求項11または12記載の方 法であって、工程d)で得たゲルを e1)ゲル中に存在する液体を超臨界状態に変換し、次いで e2)該液体を超臨界温度でフラッシュ気化することにより除去する ことにより乾燥させる方法。 19. 断熱材および/または吸音材としての請求項1~10のいずれか1項 記載の複合材料の使用。