DE19533565A1

DE19533565A1 - Composite useful as insulation in electronics and thermal insulation

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Publication number: DE19533565A1
Application number: DE1995133565
Authority: DE
Inventors: Fritz Schwertfeger; Andreas Zimmerman; Johann Wonner; Frank Scholl; Marc Schmidt
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1997-03-13

Abstract

In a composite material contg. 10-97 vol.% aerogel particles and adhesive(s). The dia. of the aerogel particles is less than 0.5 mm. Also claimed is a method of making the composite. Pref. the adhesive is a phenol-, resorcinol-, urea- and/or melamine-HCHO resin. The aerogel is used in a fraction of 40-95 vol.% and has a particle dia. of less than 0.2 mm, esp. with bimodal distribution. It esp. is a SiO2 aerogel, more esp. with permanently hydrophobic gps. on the surface. Its porosity is more than 60% and density less than 0.6 g/cm<3>. The composite may also contain fillers. The composite material has a density of less than 0.6 g/cm<3> and thermal conductivity of less than 100 mW/m.K. It esp. has hydrophobic surface(s).

Description

Aerogel- und klebstoffhaltiges Verbundmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung.Composite material containing airgel and adhesive, process for its production as well as its use.

Die Erfindung betrifft neuartige Verbundmaterialien beliebiger Formgebung mit hohem Wärmedämmvermögen, die von 10 bis 97 Vol.-% Aerogel-Partikel und mindestens einen Klebstoff enthalten, wobei der Teilchendurchmesser der Aerogel-Partikel kleiner als 0,5 mm ist.The invention relates to novel composite materials of any shape high thermal insulation capacity, from 10 to 97 vol .-% airgel particles and contain at least one adhesive, the particle diameter of the Airgel particles is less than 0.5 mm.

Konventionelle Dämmstoffe auf Basis von Polystyrol, Polyolefinen und Polyurethanen werden in der Regel unter Verwendung von organischen Treibmitteln, wie z. B. Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) hergestellt. Das in den Zellen des Schaumstoffs eingeschlossene Treibmittel ist für das hohe Wärmedämmvermögen verantwortlich. Derartige Treibmittel belasten die Umwelt, da sie langsam in die Atmosphäre entweichen.Conventional insulation materials based on polystyrene, polyolefins and Polyurethanes are usually made using organic Propellants, such as. B. Chlorofluorocarbons (CFCs) are produced. This in foaming agent trapped in the cells of the foam is for the high Thermal insulation capacity responsible. Such propellants burden the Environment as they slowly escape into the atmosphere.

Ferner bekannt sind Formkörper, die duroplastische Harze, wie z. B. Harnstoff-, Melamin- und Phenolformaldehydharze bzw. Mischungen aus diesen Harzen enthalten. Die Harze werden dabei mit Füllstoffen, wie z. B. Holzmehl, Asbest und bevorzugt Cellulose, gegebenenfalls zusätzlich mit Gleitmitteln, wie z. B. Zinkstearat, Pigmenten, wie z. B. Titandioxid, Weichmachern, wie z. B. Glycerin oder o,p-Toluolsulfonamid und/oder sauren bzw. säureabspaltenden Härtungsbeschleunigern zu sogenannten Preßmassen vermischt, die in Pressen unter Anwendung von Drücken von 100 bis 2500 bar und Temperaturen von 100 bis 200°C zu Formkörpern ausgehärtet werden (Kunststoffhandbuch 10 "Duroplaste", Herausgeber Prof. Dr. Woebcken, 2. Auflage 1988, Hanser Verlag, S. 266-274). Die Harze können dabei als Pulverharze im sog. Schmelzflußverfahren oder als Flüssigharze im sog. Flüssigharzverfahren eingesetzt werden. Die Zusammensetzung einer typischen Preßmasse nach DIN 7708 Typ 152 sieht folgendermaßen aus:
50 Gew.-% Melamin-Formaldehyd-Harz,
35 Gew.-% gebleichte Sulfitcellulose,
1 Gew.-% Gleitmittel, z. B. Zinkstearat,
10 Gew.-% Weißpigment, z. B. Lithopone,
1 Gew.-% Härtungsbeschleuniger und
3 Gew.-% Weichmacher.Shapes are also known, the thermosetting resins such. B. urea, melamine and phenol formaldehyde resins or mixtures of these resins. The resins are filled with fillers such. As wood flour, asbestos and preferably cellulose, optionally with additional lubricants, such as. B. zinc stearate, pigments such as. B. titanium dioxide, plasticizers, such as. B. glycerol or o, p-toluenesulfonamide and / or acidic or acid-releasing hardening accelerators are mixed into so-called molding compounds which are cured into molds in presses using pressures from 100 to 2500 bar and temperatures from 100 to 200 ° C (plastic manual 10 " Duroplast ", editor Prof. Dr. Woebcken, 2nd edition 1988, Hanser Verlag, pp. 266-274). The resins can be used as powder resins in the so-called melt flow process or as liquid resins in the so-called liquid resin process. The composition of a typical molding compound according to DIN 7708 type 152 looks as follows:
50% by weight melamine-formaldehyde resin,
35% by weight bleached sulfite cellulose,
1% by weight of lubricant, e.g. B. zinc stearate,
10% by weight white pigment, e.g. B. Lithopone,
1% by weight hardening accelerator and
3% by weight plasticizer.

Solche nach DIN 7708 erhaltenen Normprobekörper weisen Dichten zwischen 1,5 und 2,0 kg/m³ und Wärmeleitfähigkeiten zwischen 300 und 600 mW/m·K auf (Kunststoffhandbuch 10 "Duroplaste", Herausgeber Prof. Dr. Woebcken, 2. Auflage 1988, Hanser Verlag, S. 269-270). Sie sind deshalb für den Einsatz zur Wärmeisolation ungeeignet.Such standard test specimens obtained according to DIN 7708 have densities between 1.5 and 2.0 kg / m³ and thermal conductivities between 300 and 600 mW / m · K on (Plastic Handbook 10 "Thermosets", publisher Prof. Dr. Woebcken, 2nd Edition 1988, Hanser Verlag, pp. 269-270). They are therefore designed for use Heat insulation unsuitable.

Aerogele, insbesondere solche mit Porositäten über 60% und Dichten unter 0,6 g/cm³, weisen aufgrund ihrer sehr geringen Dichte und hohen Porosität eine äußerst geringe thermische Leitfähigkeit auf und finden deshalb Anwendung als Wärmeisolationsmaterialien, wie z. B. in der EP-B-0 171 722 beschrieben.Aerogels, especially those with porosities over 60% and densities below 0.6 g / cm³, because of their very low density and high porosity extremely low thermal conductivity and are therefore used as Thermal insulation materials, such as. B. is described in EP-B-0 171 722.

Die hohe Porosität führt aber auch zu geringer mechanischer Stabilität sowohl des Gels, aus dem das Aerogel getrocknet wird, als auch des getrockneten Aerogels selbst.The high porosity also leads to low mechanical stability of the gel from which the airgel is dried, as well as the dried one Aerogels itself.

Es ist ebenfalls bekannt, daß Aerogele außerordentlich geringe Dielektrizitätskonstanten mit Werten zwischen 1 und 2 aufweisen, je nach Dichte des Aerogels. Aerogele sind daher auch für elektronische Anwendungen, etwa für Hochfrequenzanwendungen prädestiniert (S. C. W. Hrubesh et al., J. Mater. Res. Vol. 8, No. 7, 1736-1741).It is also known that aerogels are extremely low Have dielectric constants with values between 1 and 2, depending on Density of airgel. Aerogels are therefore also for electronic applications, predestined for high-frequency applications (S. C. W. Hrubesh et al., J. Mater. Res. Vol. 8, No. 7, 1736-1741).

Aerogele im weiteren Sinn, d. h. im Sinne von "Gel mit Luft als Dispersionsmittel", werden durch Trocknung eines geeigneten Gels hergestellt. Unter den Begriff "Aerogel" in diesem Sinne fallen Aerogele im engeren Sinne, Xerogele und Kryogele. Dabei wird ein getrocknetes Gel als Aerogel im engeren Sinn bezeichnet, wenn die Flüssigkeit des Gels bei Temperaturen oberhalb der kritischen Temperatur und ausgehend von Drücken oberhalb des kritischen Drucks entfernt wird. Wird die Flüssigkeit des Gels dagegen unterkritisch, beispielsweise unter Bildung einer Flüssig-Dampf-Grenzphase entfernt, dann bezeichnet man das entstehende Gel vielfach auch als Xerogel. Es ist anzumerken, daß es sich bei den erfindungsgemäßen Gelen um Aerogele im Sinne von Gel mit Luft als Dispersionsmittel handelt.Aerogels in the broad sense, i.e. H. in the sense of "gel with air as Dispersants "are prepared by drying a suitable gel. The term "airgel" in this sense includes aerogels in the narrower sense, Xerogels and cryogels. A dried gel is used as an airgel in the narrower range Meaning meaning when the liquid of the gel is at temperatures above the critical temperature and starting from pressures above the critical Pressure is removed. However, if the liquid of the gel becomes subcritical, removed, for example, to form a liquid-vapor boundary phase, then the resulting gel is often referred to as xerogel. It is It should be noted that the gels according to the invention are aerogels in Meaning of gel with air as a dispersant.

Der Formgebungsprozeß des Aerogels wird während des Sol-Gel-Übergangs abgeschlossen. Nach Ausbildung der festen Gelstruktur kann die äußere Form nur noch durch Zerkleinerung, beispielsweise Mahlen, verändert werden.The molding process of the airgel takes place during the sol-gel transition completed. After formation of the solid gel structure, the outer shape can can only be changed by comminution, for example grinding.

Für viele Anwendungen ist es jedoch notwendig, die Aerogele in bestimmten Formen einzusetzen. Hierzu ist es notwendig, im Anschluß an die Aerogel- Herstellung, also nach der Trocknung, einen Formgebungsschritt durchzuführen, ohne daß eine wesentliche Änderung der inneren Struktur des Aerogels im Hinblick auf die Anwendung stattfindet.However, for many applications it is necessary to use the aerogels in certain Use shapes. For this it is necessary, after the airgel Manufacturing, i.e. after drying, to carry out a shaping step, without a significant change in the internal structure of the airgel in the With regard to the application taking place.

In der EP-B-0 340 707 wird ein Dämmstoff der Dichte 0,1 bis 0,4 g/cm³ offenbart, der aus mindestens 50 Vol.-% Silica-Aerogel-Partikeln mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 5 mm besteht, die mittels mindestens einem organischen und/oder anorganischen Bindemittel miteinander verbunden sind.In EP-B-0 340 707 an insulating material with a density of 0.1 to 0.4 g / cm³ discloses that from at least 50 vol .-% silica airgel particles with a Diameter between 0.5 and 5 mm, which means at least one organic and / or inorganic binders are interconnected.

Dabei werden als organische Bindemittel Reaktionsklebstoffe, Siliconharzklebstoffe, Schmelzklebstoffe und wäßrige Dispersionsklebstoffe offenbart.Reaction adhesives, Silicone resin adhesives, hot melt adhesives and aqueous dispersion adhesives disclosed.

Die relativ grobe Körnung bewirkt jedoch, daß die hergestellten Dämmstoffe kein einheitliches Erscheinungsbild haben, was für viele Anwendungen nachteilig ist. Weiterhin bewirkt die relativ grobe Körnung, daß aus dem Dämmstoff hergestellte Formkörper eine inhomogene Verteilung des Aerogelmaterials aufweisen. Dies gilt insbesondere, wenn die kleinsten typischen Dimensionen der Formkörper, bei Folien oder Platten die Dicke, nicht sehr viel größer als der typische Aerogel-Partikel-Durchmesser ist. Vor allem in den Randbereichen würde ein erhöhter Bindemittelanteil benötigt, der sich dann negativ auf die thermische Leitfähigkeit und die dielektrischen Eigenschaften des Formkörpers besonders an der Oberfläche auswirken würde.The relatively coarse grain, however, causes the insulation materials produced do not have a uniform appearance, which is disadvantageous for many applications is. Furthermore, the relatively coarse grain causes that from the insulation Molded body produced an inhomogeneous distribution of the airgel material exhibit. This is especially true when the smallest typical dimensions the shaped body, in the case of foils or plates, the thickness, not very much larger than that typical airgel particle diameter. Especially in the peripheral areas would require an increased proportion of binder, which would then have a negative impact on the thermal conductivity and the dielectric properties of the molded body would particularly affect the surface.

Insbesondere für elektronische Anwendungen werden besonders dünne Schichten (0,01 bis 2,0 mm) benötigt, die mittels den oben beschriebenen Aerogel-Partikeln nicht hergestellt werden können.Particularly thin ones become particularly thin for electronic applications Layers (0.01 to 2.0 mm) needed using the ones described above Airgel particles cannot be produced.

Darüber hinaus würden in einem Formkörper aus diesem Dämmstoff an der Oberfläche mechanisch wenig stabile Bereiche aus Aerogelmaterial mit Durchmessern zwischen 0,5 und 5 mm entstehen, die unter mechanischen Belastungen durch Zerstörung der Aerogele an der Oberfläche schließlich zu Oberflächenunebenheiten mit Durchmessern beziehungsweise Tiefen bis zu 5 mm führen könnten.In addition, would be in a molded body made of this insulation Areas with little mechanical stability made of airgel material Diameters between 0.5 and 5 mm arise under mechanical Finally, pollution caused by the destruction of surface aerogels Surface irregularities with diameters or depths up to 5 mm could lead.

Weiterhin ist es aufgrund der groben Körnung des Aerogels nicht möglich, folienartige Wärmeisolationskörper mit einer Dicke unter 0,5 mm herzustellen. Aber auch dickere Folienschichten leiden unter den im Verhältnis zur Foliendicke, relativ großen Aerogel-Partikeln, da vor allem in den Randbereichen ein erhöhter Bindemittel-Anteil benötigt wird, der sich negativ auf die thermische Leitfähigkeit und elektronischen Eigenschaften der getrockneten Folie oder des getrockneten Formkörpers auswirkt.Furthermore, due to the coarse grain of the airgel, it is not possible to produce foil-like heat insulation bodies with a thickness of less than 0.5 mm. Thicker layers of film also suffer in relation to the Film thickness, relatively large airgel particles, especially in the marginal areas an increased proportion of binder is required, which has a negative effect on the thermal Conductivity and electronic properties of the dried film or the dried molded body affects.

In der EP-B-0 340 707 wird ferner ein Verfahren beschrieben, wonach die Aerogel-Partikel mit einem Bindemittel beschichtet und/oder vermischt werden, und die erhaltene Masse anschließend in einer Form ausgehärtet wird. Aufgrund des großen Dichteunterschiedes zwischen dem Aerogel und dem anorganischen und/oder organischen Bindemittel und der Größe der Aerogel-Partikel neigt die vermischte Masse zur Entmischung, d. h. sie ist über einen für die Anwendung und Lagerung notwendigen, längeren Zeitraum instabil. Infolgedessen kann die Formgebung nur durch relativ schnelles Aushärten der vermischten Masse in einer umschließenden Form vonstatten gehen.EP-B-0 340 707 also describes a method according to which the Airgel particles are coated with a binder and / or mixed, and the mass obtained is then cured in a mold. Because of the large density difference between the airgel and the inorganic and / or organic binders and the size of the airgel particles tends to mixed mass for segregation, d. H. it is about one for use and storage necessary, longer period of time unstable. As a result, the Shaping only through relatively quick hardening of the mixed mass in in an enclosing form.

Weiterhin ist es nicht einfach, solche Dämmstoffe mit nur einem geringen Flüssigkeitsanteil herzustellen, da mit den in der EP-B-0 340 707 angegebenen Verfahren beim Mischen die Aerogel-Partikel aufgrund ihrer geringen mechanischen Festigkeit durch Schervorgänge leicht zerstört werden können.Furthermore, it is not easy to use such insulation materials with only a small amount Produce liquid content, as with those specified in EP-B-0 340 707 Process when mixing the airgel particles due to their low mechanical strength can easily be destroyed by shearing.

Aufgabe ist es daher, ein Verbundmaterial auf der Basis von Aerogelen bereitzustellen, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit aufweist sowie frei von organischen Treibmitteln ist.The task is therefore to create a composite material based on aerogels To provide the low thermal conductivity and high mechanical Has strength and is free from organic blowing agents.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundmaterial, das 10 bis 97 Vol.-% Aerogel-Partikel und mindestens einen Klebstoff enthält, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Teilchendurchmesser der Aerogel-Partikel kleiner als 0,5 mm ist.This object is achieved by a composite material that contains 10 to 97% by volume Contains airgel particles and at least one adhesive, and thereby is characterized in that the particle diameter of the airgel particles is smaller than Is 0.5 mm.

Der oder die Klebstoffe bilden eine Matrix, die die Aerogel-Partikel verbindet und sich als durchgehende Phase durch das gesamte Verbundmaterial zieht.The adhesive or adhesives form a matrix that connects the airgel particles and runs through the entire composite material as a continuous phase.

Bei einem Gehalt an Aerogel-Partikel, der signifikant unter 10 Vol.-% in der Zusammensetzung liegt, würde aufgrund des niedrigen Anteils der Aerogel- Partikel in der Zusammensetzung deren positive Eigenschaften in hohem Maße verloren gehen. Eine solche Zusammensetzung würde nicht mehr niedrige Dichten und Wärmeleitfähigkeiten aufweisen.With a content of airgel particles that are significantly below 10 vol .-% in the Composition, would be due to the low proportion of airgel Particles in the composition their positive properties to a high degree get lost. Such a composition would no longer be low Have densities and thermal conductivities.

Ein Gehalt an Aerogel-Partikel, der signifikant über 97 Vol.-% liegt, würde zu einem Gehalt an Klebstoff von unter 3 Vol.-% führen. In diesem Fall wäre dessen Anteil zu niedrig, um eine ausreichende Verbindung der Aerogel-Partikel untereinander sowie mechanische Druck- und Biegefestigkeit zu gewährleisten. A content of airgel particles that is significantly above 97% by volume would increase lead to an adhesive content of less than 3% by volume. In this case the proportion of which is too low to ensure an adequate connection of the airgel particles to ensure each other as well as mechanical pressure and bending strength.

Vorzugsweise liegt der Anteil der Aerogel-Partikel im Bereich von 20 bis 95 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 95 Vol.-%.The proportion of airgel particles is preferably in the range from 20 to 95% by volume, particularly preferably in the range from 40 to 95% by volume.

Erfindungsgemäß ist der Teilchendurchmesser der Aerogel-Partikel kleiner als 0,5 mm, vorzugsweise kleiner als 0,2 mm. Für elektronische Anwendungen kann der Durchmesser noch wesentlich kleiner, jedoch vorzugsweise größer 1 µm, sein. Der Teilchendurchmesser bezieht sich auf den mittleren Durchmesser des einzelnen Aerogel-Teilchens, da die Aerogel-Teilchen herstellungsbedingt, beispielsweise durch Mahlen, nicht notwendigerweise eine sphärische Form aufweisen müssen.According to the invention, the particle diameter of the airgel particles is smaller than 0.5 mm, preferably less than 0.2 mm. For electronic applications the diameter can be much smaller, but preferably larger 1 µm. The particle diameter refers to the mean Diameter of the individual airgel particle because the airgel particle production-related, for example by grinding, not necessarily one must have a spherical shape.

Die Verwendung kleiner Aerogel-Partikel führt zu einer homogeneren Verteilung in der Zusammensetzung, was dazu führt, daß das Verbundmaterial an allen Stellen, insbesondere auch an den Oberflächen, eine nahezu einheitliche, niedrige Wärmeleitfähigkeit und Dielektrizitätskonstante aufweist.The use of small airgel particles leads to a more homogeneous distribution in composition, which results in the composite material at all Places, especially on the surfaces, an almost uniform, has low thermal conductivity and dielectric constant.

Ferner führen kleine Aerogel-Partikel bei gleichem Aerogelanteil zu verbesserter mechanischer Stabilität gegenüber Bruch- und Rißbildung, da sich unter Belastung lokal keine so großen Spannungen aufbauen können.Furthermore, small airgel particles with the same airgel content lead to improved mechanical stability against breakage and cracking, since under Local stress cannot build up such high voltages.

Ein besonders hoher Anteil an Aerogel-Partikeln in dem Verbundmaterial läßt sich durch Verwendung einer bimodalen Verteilung der Korngrößen erreichen.A particularly high proportion of airgel particles in the composite material leaves can be achieved by using a bimodal distribution of grain sizes.

Geeignete Aerogele für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind solche auf Basis von Metalloxiden, die für die Sol-Gel-Technik geeignet sind (C.J. Brinker, G.W. Scherer, Sol-Gel-Science, 1990, Kap. 2 und 3), wie beispielsweise Si- oder Al-Verbindungen oder solche auf der Basis organischer Stoffe, die für die Sol-Gel-Technik geeignet sind, wie Melaminformaldehyd kondensate (US-A-5 086 085) oder Resorcinformaldehydkondensate (US-A-4 873 218). Sie können auch auf Mischungen der obengenannten Materialien basieren. Bevorzugt verwendet werden Aerogele, enthaltend Si-Verbindungen, insbesondere SiO₂-Aerogele und ganz besonders bevorzugt SiO₂-Xerogele. Zur Reduktion des Strahlungsbeitrags der Wärmeleitfähigkeit kann das Aerogel IR-Trübungsmittel, wie z. B. Ruß, Titandioxid, Eisenoxide oder Zirkondioxid sowie Mischungen derselben enthalten.Suitable aerogels for the compositions according to the invention are those based on metal oxides that are suitable for sol-gel technology (C.J. Brinker, G.W. Scherer, Sol-Gel-Science, 1990, Chapters 2 and 3), as for example Si or Al compounds or those based on organic Substances that are suitable for the sol-gel technique, such as melamine formaldehyde condensates (US-A-5 086 085) or resorcinol formaldehyde condensates (U.S.-A-4,873,218). You can also use mixtures of the above Materials based. Aerogels containing are preferably used Si compounds, especially SiO₂ aerogels and very particularly preferred SiO₂ xerogels. To reduce the radiation contribution of thermal conductivity can the airgel IR opacifier, such as. As soot, titanium dioxide, iron oxides or Contain zirconium dioxide and mixtures thereof.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Aerogel-Partikel dauerhaft hydrophobe Oberflächengruppen auf. Geeignete Gruppen zur dauerhaften Hydrophobisierung sind beispielsweise Silylgruppen der allgemeinen Formel -Si(R)_n, wobei n = 1, 2 oder 3 ist, vorzugsweise trisubstituierte Silylgruppen, wobei die Reste R im allgemeinen unabhängig voneinander gleich oder verschieden je ein Wasserstoffatom oder ein nicht reaktiver, organischer linearer, verzweigter, cyclischer, aromatischer oder heteroaromatischer Rest, vorzugsweise C₁-C₁₈-Alkyl oder C₆-C₁₄-Aryl, besonders bevorzugt C₁-C₆-Alkyl, Cyclohexyl oder Phenyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, sind. Besonders vorteilhaft zur dauerhaften Hydrophobisierung des Aerogels ist die Verwendung von Trimethylsilylgruppen. Die Einbringung dieser Gruppen kann, wie in der WO 94/25149 beschrieben, erfolgen, oder durch Gasphasenreaktion zwischen dem Aerogel und beispielsweise einem aktivierten Trialkylsilanderivat, wie z. B. einem Chlortrialkylsilan oder einem Hexaalkyldisilazan (vergleiche R. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley & Sons, 1979), geschehen. Verglichen mit OH-Gruppen, vermindern die so hergestellten hydrophoben Oberflächengruppen weiterhin den dielektrischen Verlustfaktor und die Dielektrizitätskonstante. Aerogel-Partikel mit hydrophilen Oberflächengruppen können je nach Luftfeuchtigkeit Wasser adsorbieren, was dazu führt, daß Dielektrizitätskonstante und dielektrischer Verlustfaktor mit der Luftfeuchtigkeit variieren können. Dies ist für elektronische Anwendungen oft nicht erwünscht. Die Verwendung von Aerogel-Partikeln mit hydrophoben Oberflächengruppen verhindert diese Variation, da kein Wasser adsorbiert wird. Die Auswahl der Reste richtet sich außerdem nach der typischen Anwendungstemperatur. In a preferred embodiment, the airgel particles have permanently hydrophobic surface groups. Suitable groups for permanent hydrophobization are, for example, silyl groups of the general formula -Si (R) _n , where n = 1, 2 or 3, preferably trisubstituted silyl groups, the radicals R generally being the same or different, independently of one another, a hydrogen atom or a non-reactive one , organic linear, branched, cyclic, aromatic or heteroaromatic radical, preferably C₁-C₁₈ alkyl or C₆-C₁₄ aryl, particularly preferably C₁-C₆ alkyl, cyclohexyl or phenyl, in particular methyl or ethyl. The use of trimethylsilyl groups is particularly advantageous for permanent hydrophobization of the airgel. These groups can be introduced as described in WO 94/25149, or by gas phase reaction between the airgel and, for example, an activated trialkylsilane derivative, such as. B. a chlorotrialkylsilane or a hexaalkyldisilazane (see R. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley & Sons, 1979). Compared with OH groups, the hydrophobic surface groups produced in this way further reduce the dielectric loss factor and the dielectric constant. Airgel particles with hydrophilic surface groups can adsorb water depending on the air humidity, which means that the dielectric constant and dielectric loss factor can vary with the air humidity. This is often not desirable for electronic applications. The use of airgel particles with hydrophobic surface groups prevents this variation since no water is adsorbed. The selection of the residues also depends on the typical application temperature.

Werden Aerogel-Partikel mit hydrophoben Oberflächengruppen verwendet, erhält man bei Verwendung sehr kleiner Teilchendurchmesser ein hydrophobes Verbundmaterial, da das hydrophobe Aerogel homogen und sehr fein verteilt vorliegt. Grundsätzlich eignen sich jedoch alle Aerogele.Airgel particles with hydrophobic surface groups are used a hydrophobic is used when using very small particle diameters Composite material because the hydrophobic airgel is homogeneous and very finely distributed is present. In principle, however, all aerogels are suitable.

Darüber hinaus gilt, daß die thermische Leitfähigkeit der Aerogele mit zunehmender Porosität und abnehmender Dichte abnimmt. Bevorzugt sind deshalb Aerogele mit Porositäten über 60% und Dichten unter 0,6 g/cm³. Besonders bevorzugt sind Aerogele mit Dichten unter 0,4 g/cm³.In addition, the thermal conductivity of the aerogels with increasing porosity and decreasing density decreases. Are preferred therefore aerogels with porosities above 60% and densities below 0.6 g / cm³. Aerogels with densities below 0.4 g / cm³ are particularly preferred.

Grundsätzlich sind alle bekannten Klebstoffe zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien geeignet, wobei unter einem Klebstoff in der vorliegenden Anmeldung ein nicht-wäßriges Bindemittel zu verstehen ist. Der Klebstoff wird entweder in flüssiger Form, d. h. als Flüssigkeit, Schmelze, Lösung, Dispersion oder Suspension verwendet oder aber als festes Pulver eingesetzt.Basically, all known adhesives for the production of Composite materials according to the invention suitable, being under an adhesive a non-aqueous binder is to be understood in the present application. The adhesive is either in liquid form, i.e. H. as liquid, melt, Solution, dispersion or suspension used or as a solid powder used.

Es können sowohl physikalisch abbindende als auch chemisch härtende Einkomponenten-Klebstoffe sowie chemisch härtende Zweikomponenten- Klebstoffe verwendet werden.It can be both physically setting and chemically curing One-component adhesives and chemically curing two-component Adhesives are used.

Geeignete physikalisch abbindende Einkomponenten-Klebstoffe sind z. B. Schmelzklebstoffe, Dispersionsklebstoffe, Lösemittelklebstoffe und Plastisole.Suitable physically setting one-component adhesives are e.g. B. Hot melt adhesives, dispersion adhesives, solvent-based adhesives and plastisols.

Geeignete chemisch härtende Einkomponenten-Klebstoffe sind z. B. wärmehärtende Epoxidharze, reaktive Schmelzklebstoffe wie Ethylenvinylacetat- Copolymere und Polyamide, Formaldehydkondensate, Polyimide, Polybenzimidazole, Cyanacrylate, anaerobe Klebstoffe, feuchtigkeitshärtende Silikone, licht- und UV-härtende Systeme.Suitable chemically curing one-component adhesives are e.g. B. thermosetting epoxy resins, reactive hot melt adhesives such as ethylene vinyl acetate Copolymers and polyamides, formaldehyde condensates, polyimides, Polybenzimidazoles, cyanoacrylates, anaerobic adhesives, moisture-curing Silicones, light and UV curing systems.

Geeignete chemisch härtende Zweikomponenten-Klebstoffe sind z. B. Methacrylate, Zweikomponenten-Silikone, kalthärtende Epoxidharze und kalthärtende Polyurethane.Suitable chemically curing two-component adhesives are e.g. B. Methacrylates, two-component silicones, cold-curing epoxy resins and cold curing polyurethanes.

Bevorzugt sind Phenol-, Resorcin-, Harnstoff- und Melaminformaldehydharze sowie Mischungen derselben.Phenol, resorcinol, urea and melamine formaldehyde resins are preferred as well as mixtures thereof.

Die Herstellung und Anwendung von Phenol-, Resorcin-, Harnstoff- und Melaminformaldehyd harzen ist bekannt und beispielsweise im Kunststoffhandbuch 10 "Duroplaste", Herausgeber Prof. Dr. Woebcken, 2. Auflage, 1988, Hanser Verlag, beschrieben.The manufacture and use of phenol, resorcinol, urea and Melamine formaldehyde resins is known and for example in Plastics Handbook 10 "Thermosets", publisher Prof. Dr. Woebcken, 2nd edition, 1988, Hanser Verlag.

Der Klebstoff wird im allgemeinen in einer Menge von 3 bis 90 Vol.-% des Verbundmaterials verwendet, vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 80 Vol.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von 5 bis 60 Vol.-%. Die Auswahl des Bindemittels erfolgt je nach den gewünschten mechanischen und thermischen Eigenschaften des Verbundmaterials.The adhesive is generally used in an amount of 3 to 90% by volume of the Composite material used, preferably in an amount of 5 to 80 vol .-% and particularly preferably in an amount of 5 to 60% by volume. The selection of the Binder is made depending on the desired mechanical and thermal Properties of the composite material.

Bei der Auswahl der Klebstoffe wählt man darüber hinaus vorzugsweise solche Produkte, die im wesentlichen nicht in das Innere der porösen Aerogel-Partikel eindringen.When selecting the adhesives, it is also preferable to choose them Products that are essentially not inside the porous airgel particles penetration.

Zur Reduktion des Strahlungsbeitrags der Wärmeleitfähigkeit kann das Verbundmaterial IR-Trübungsmittel, wie z. B. Ruß, Titandioxid, Eisenoxide oder Zirkondioxid sowie Mischungen derselben enthalten, was besonders für Anwendungen bei hohen Temperaturen vorteilhaft ist.This can help reduce the radiation contribution of thermal conductivity Composite material IR opacifiers, such as. As soot, titanium dioxide, iron oxides or Zirconium dioxide and mixtures thereof contain what is especially for High temperature applications is beneficial.

Desweiteren kann das Verbundmaterial auch noch bis zu 85 Vol.-% Füllstoffe, wie z. B. Holzmehl, Asbest und bevorzugt Cellulose, beispielsweise zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, enthalten. Vorzugsweise liegt der Anteil der Füllstoffe, bezogen auf das Verbundmaterial, unter 70% und besonders bevorzugt im Bereich von 0 bis 50 Vol.-%. Furthermore, the composite material can also contain up to 85% by volume of fillers, such as B. wood flour, asbestos and preferably cellulose, for example Improvement in mechanical properties included. Preferably lies the proportion of fillers, based on the composite material, below 70% and particularly preferably in the range from 0 to 50% by volume.

Darüber hinaus können im Verbundmaterial in geringen Mengen noch Gleitmittel, wie z. B. Zinkstearat, Pigmente, wie z. B. Titandioxid, Weichmacher, wie z. B. Glycerin und o,p-Toluolsulfonamid und/oder saure bzw. säureabspaltende Härtungsbeschleuniger enthalten sein.In addition, small quantities of lubricants, such as B. zinc stearate, pigments such. B. titanium dioxide, plasticizers such. B. Glycerin and o, p-toluenesulfonamide and / or acid or acid releasing Hardening accelerator may be included.

Sollte das Verbundmaterial aufgrund des verwendeten Klebstoffs und/oder aufgrund von hydrophilen Aerogel-Partikeln hydrophil sein, kann gegebenenfalls eine nachträgliche Behandlung erfolgen, die dem Verbundmaterial hydrophobe Eigenschaften verleiht. Dazu eignen sich alle dem Fachmann für diesen Zweck bekannten Stoffe, die dem Verbundmaterial eine hydrophobe Oberfläche verleihen, wie z. B. Lacke, Folien, Silylierungsmittel, Silikonharze, anorganische und/oder organische Bindemittel.Should the composite material be due to the adhesive used and / or may be hydrophilic due to hydrophilic airgel particles a subsequent treatment is carried out, which makes the composite material hydrophobic Gives properties. All of them are suitable for this purpose to the person skilled in the art known substances that give the composite material a hydrophobic surface lend such. B. paints, films, silylating agents, silicone resins, inorganic and / or organic binders.

Weiterhin können auch beim Verkleben sogenannte "coupling agents" eingesetzt werden. Sie bewirken einen besseren Kontakt des Klebstoffes mit der Oberfläche der Aerogel-Partikel und können darüber hinaus eine feste Bindung sowohl mit den Aerogel-Partikeln als auch mit dem Klebstoff eingehen.Furthermore, so-called "coupling agents" can also be used for bonding will. They bring about better contact of the adhesive with the Surface of the airgel particles and can also have a strong bond deal with both the airgel particles and the adhesive.

Die erfindungsgemäß aus Aerogelgranulat hergestellten Formkörper weisen eine Dichte von weniger als 0,6 kg/m³ und eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 100 mW/m·K auf. Vorzugsweise liegt die Wärmeleitfähigkeit unter 50 mW/m·K und besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 40 mW/m·K.The molded articles produced from airgel granules according to the invention have a Density of less than 0.6 kg / m³ and a thermal conductivity of less than 100 mW / mK. The thermal conductivity is preferably below 50 mW / m · K and particularly preferably in the range from 20 to 40 mW / m · K.

Die Brandklasse des nach der Trocknung erhaltenen Verbundmaterials wird durch die Brandklasse des Aerogels und des organischen Klebematerials bestimmt. Um eine möglichst günstige Brandklasse des Verbundmaterials zu erhalten (schwer entflammbar oder unbrennbar), verwendet man Klebstoffe, die schwer entflammbar sind, wie z. B. Harnstoff- und Melaminformaldehydharze, Silikonharzklebstoffe, Polyimid- und Polybenzimidazolharze. The fire class of the composite material obtained after drying is due to the fire class of the airgel and the organic adhesive material certainly. To ensure the most favorable fire class of the composite material (flame retardant or non-flammable), adhesives are used that are flame retardant, such as B. urea and melamine formaldehyde resins, Silicone resin adhesives, polyimide and polybenzimidazole resins.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien werden die Aerogel- Partikel mittels mindestens einem Klebstoff miteinander verbunden. Die Verbindung der einzelnen Partikel miteinander kann dabei quasi punktförmig erfolgen. Eine solche oberflächliche Beschichtung kann beispielsweise durch Besprühen der Aerogel-Partikel mit dem Klebstoff erreicht werden. Die beschichteten Partikel werden dann beispielsweise in eine Form eingefüllt und in der Form ausgehärtet.To produce the composite materials according to the invention, the airgel Particles bonded together using at least one adhesive. The Connection of the individual particles to one another can be quasi punctiform respectively. Such a surface coating can, for example, by Spraying the airgel particles can be achieved with the adhesive. The coated particles are then, for example, filled into a mold and into the shape hardened.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird zusätzlich auch das Zwickelvolumen zwischen den einzelnen Partikeln ganz oder teilweise vom Klebstoff angefüllt. Eine solche Zusammensetzung läßt sich beispielsweise herstellen, indem man die Aerogel-Partikel mit dem Klebstoff mischt.In a preferred embodiment, the gusset volume is also added completely or partially filled with adhesive between the individual particles. Such a composition can be produced, for example, by mixes the airgel particles with the adhesive.

Das Mischen kann dabei in jeder nur denkbaren Weise durchgeführt werden. So ist es einerseits möglich, die mindestens zwei Komponenten gleichzeitig in die Mischvorrichtung einzubringen, andererseits kann aber auch eine der Komponenten vorgelegt und die andere(n) dann zugesetzt werden.The mixing can be carried out in any conceivable way. So on the one hand, it is possible to simultaneously insert the at least two components into the Introduce mixing device, but on the other hand, one of the Components submitted and the other (s) are then added.

Auch die für das Mischen notwendige Mischvorrichtung ist in keinster Weise beschränkt. Es kann jede dem Fachmann für diesen Zweck bekannte Mischvorrichtung verwendet werden.The mixing device necessary for the mixing is also in no way limited. Any can be known to those skilled in the art for this purpose Mixing device can be used.

Der Mischvorgang wird solange durchgeführt, bis eine annähernd gleichmäßige Verteilung der Aerogel-Partikel in der Zusammensetzung vorliegt. Dabei kann der Mischvorgang sowohl über die Zeitdauer, als auch beispielsweise über die Geschwindigkeit der Mischvorrichtung geregelt werden.The mixing process is carried out until it is approximately uniform Distribution of the airgel particles in the composition is present. The Mixing process both over the period of time, and for example over the Speed of the mixing device can be regulated.

Danach erfolgt die Formgebung und das Aushärten des Gemisches in der Form, was je nach Art des Klebstoffs durch Erwärmen und/oder Verdampfen des verwendeten Lösungs- und/oder Dispersionsmittels, oder aber bei Verwendung von Schmelzklebern durch Abkühlen unter die Schmelztemperatur des Klebers erfolgt. This is followed by the shaping and curing of the mixture in the mold, which depending on the type of adhesive by heating and / or evaporating the used solvent and / or dispersant, or when used of hot melt adhesives by cooling below the melting temperature of the adhesive he follows.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gemisch verpreßt. Dabei ist es dem Fachmann möglich, für den jeweiligen Anwendungszweck die geeignete Presse und das geeignete Preßwerkzeug auszuwählen. Aufgrund des hohen Luftanteils der aerogelhaltigen Preßmassen ist der Einsatz von Vakuum-Pressen vorteilhaft. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die aerogelhaltigen Preßmassen zu Platten verpreßt. Um ein Anbacken der Preßmasse an die Preßstempel zu vermeiden, kann das zu verpressende, aerogelhaltige Gemisch mit Trennpapier gegen die Preßstempel abgetrennt werden. Die mechanische Festigkeit der aerogelhaltigen Platten kann durch Auflaminieren von Siebgeweben, Vliesen oder Papieren auf die Plattenoberfläche verbessert werden. Die Siebgewebe, Vliese bzw. Papiere können sowohl nachträglich auf die aerogelhaltigen Platten aufgebracht werden, wobei die Siebgewebe, Vliese bzw. Papiere zuvor beispielsweise mit Melaminharzen imprägniert werden können und dann in einer beheizbaren Presse unter Druck mit den Plattenoberflächen verbunden werden, als auch, in einer bevorzugten Ausführungsform, in einem Arbeitsschritt durch Einlegen der Siebgewebe, Vliese bzw. Papiere, die gegebenenfalls zuvor mit Melaminharz imprägniert werden können, in die Preßform und Auflegen auf die zu verpressende aerogelhaltige Preßmasse und anschließend unter Druck und Temperatur zu einer aerogelhaltigen Verbundplatte verpreßt werden.In a preferred embodiment, the mixture is pressed. It is possible for the specialist, the suitable one for the respective application Press and select the appropriate press tool. Because of the high The use of vacuum presses is part of the air content of the airgel-containing molding compounds advantageous. In a preferred embodiment, the airgel-containing Compression compounds pressed into plates. To prevent the molding compound from baking on the The airgel-containing mixture to be compressed can be avoided by pressing dies be separated with release paper against the ram. The mechanical The strength of the airgel-containing plates can be increased by lamination Screen fabrics, nonwovens or papers on the plate surface improved will. The screen fabrics, nonwovens or papers can both be added subsequently the airgel-containing plates are applied, the sieve cloth, fleeces or papers are previously impregnated with melamine resins, for example can and then in a heated press under pressure with the Plate surfaces are joined, as well, in a preferred Embodiment, in one step by inserting the screen fabric, nonwovens or papers that may have been previously impregnated with melamine resin can, in the mold and laying on the airgel-containing to be pressed Molding compound and then under pressure and temperature to one Airgel-containing composite plate are pressed.

Das Verpressen findet in Abhängigkeit vom verwendeten Klebstoff im allgemeinen bei Drücken von 1 bis 1000 bar und Temperaturen von 0 bis 300°C in beliebigen Formen statt.The pressing takes place depending on the adhesive used generally at pressures from 1 to 1000 bar and temperatures from 0 to 300 ° C in any shape.

Im Fall der bevorzugten Phenol-, Resorcin-, Harnstoff- und Melaminformaldehydharze findet das Verpressen vorzugsweise bei Drücken von 5 bis 50 bar, besonders bevorzugt 10 bis 20 bar und Temperaturen vorzugsweise von 100 bis 200°C, besonders bevorzugt 130 bis 190°C und insbesondere zwischen 150 und 175°C in beliebigen Formen statt. In the case of the preferred phenol, resorcinol, urea and Melamine formaldehyde resins are preferably pressed at pressures of 5 to 50 bar, particularly preferably 10 to 20 bar and temperatures preferably from 100 to 200 ° C, particularly preferably 130 to 190 ° C and in particular between 150 and 175 ° C in any form.

Die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien eignen sich nach ihrer Härtung aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit als Wärmeisolationsmaterialien.The composite materials according to the invention are suitable after their curing due to their low thermal conductivity as thermal insulation materials.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments described.

example 1 Molded body made of airgel and melamine-formaldehyde resin

Es werden 20 g hydrophobes Aerogel (94 Vol.-%) und 5 g Melaminformaldehydpulverharz Madurit® MW 909 (6 Vol.-%) innig vermischt. Das hydrophobe Aerogel-Granulat hat eine Korngröße im Bereich von 50 bis 250 µm, eine Schüttdichte von 0,1 g/cm³, eine BET-Oberfläche von 570 m²/g und eine Wärmeleitfähigkeit von 15,7 mW/mK. Der Boden der Preßform mit einer Grundfläche von 12 cm × 12 cm wird mit Trennpapier ausgelegt. Darauf wird die aerogelhaltige Preßmasse gleichmäßig verteilt, und das ganze mit einem Trennpapier abgedeckt. Es wird bei einer Temperatur von 170°C und einem Druck von 10 bar 30 Minuten gepreßt. Der erhaltene Formkörper hat eine Dichte von 0,32 kg/m³ und eine Wärmeleitfähigkeit von 30 mW/m·K.20 g of hydrophobic airgel (94% by volume) and 5 g Melamine formaldehyde powder resin Madurit® MW 909 (6 vol .-%) intimately mixed. The hydrophobic airgel granules have a grain size in the range from 50 to 250 µm, a bulk density of 0.1 g / cm³, a BET surface area of 570 m² / g and a thermal conductivity of 15.7 mW / mK. The bottom of the mold with one Base area of 12 cm × 12 cm is lined with release paper. On it the airgel-containing molding compound evenly distributed, and all with one Release paper covered. It is at a temperature of 170 ° C and a Pressure of 10 bar pressed for 30 minutes. The molded body obtained has a density of 0.32 kg / m³ and a thermal conductivity of 30 mW / m · K.

Example 2 Molded body made of airgel and melamine-formaldehyde resin

Es werden 20 g hydrophobes Aerogel (93 Vol.-%), 5 g Melaminformaldehydpulverharz Madurit® MW 909 (6 Vol.-%) und 1 g Zinkstearat (1 Vol.-%) innig vermischt und in einer Presse mit einer Grundfläche von 12 cm × 12 cm bei einer Temperatur von 170°C und einem Druck von 10 bar 30 Minuten gepreßt. Das hydrophobe Aerogel-Granulat hat eine Korngröße im Bereich von 50 bis 250 µm, eine Schüttdichte von 0,117 g/cm³, eine BET- Oberfläche von 540 m²/g und eine Wärmeleitfähigkeit von 18,4 mW/mK. Der erhaltene Formkörper hat eine Dichte von 0,33 kg/m³ und eine Wärmeleitfähigkeit von 33 mW/m·K. 20 g of hydrophobic airgel (93% by volume), 5 g Melamine formaldehyde powder resin Madurit® MW 909 (6 vol.%) And 1 g Zinc stearate (1% by volume) mixed intimately and in a press with a base of 12 cm × 12 cm at a temperature of 170 ° C and a pressure of 10 pressed for 30 minutes. The hydrophobic airgel granulate has a grain size in the range from 50 to 250 µm, a bulk density of 0.117 g / cm³, a BET Surface area of 540 m² / g and a thermal conductivity of 18.4 mW / mK. Of the obtained molded body has a density of 0.33 kg / m³ and a Thermal conductivity of 33 mW / m · K.

Example 3 Molded body made of airgel, microcellulose and melamine-formaldehyde resin

Es werden 140 g hydrophobes Aerogel-Granulat aus Beispiel 2 (77 Vol.-%), 75 g Melaminformaldehydpulverharz Madurit® MW 909 (10 Vol.-%) und 17,5 g Mikrocellulose Typ 402-2B der Firma Mikrotechnik, Miltenberg am Main (13 Vol.-%) innig vermischt. Der Boden der Preßform mit einer Grundfläche von 30 cm × 30 cm wird mit Trennpapier ausgelegt, darüber kommt ein Siebgewebe mit Maschenweite 5 mm. Darauf wird die aerogelhaltige Preßmasse gleichmäßig verteilt, mit einem Siebgewebe von 5 mm Maschenweite bedeckt und das ganze mit einem Trennpapier abgedeckt. Es wird bei einer Temperatur von 160°C und einem Druck von 20 bar 9 Minuten mit anschließender Rückkühlung gepreßt. Der als stabile Platte erhaltene Formkörper hat eine Dichte von 0,38 kg/m³ und eine Wärmeleitfähigkeit von 37 mW/m·K.140 g of hydrophobic airgel granules from Example 2 (77% by volume), 75 g melamine formaldehyde powder resin Madurit® MW 909 (10 vol.%) and 17.5 g Microcellulose type 402-2B from Mikrotechnik, Miltenberg am Main (13 Vol .-%) intimately mixed. The bottom of the mold with a footprint of 30 cm × 30 cm is laid out with release paper, a screen fabric comes along with it Mesh size 5 mm. The airgel-containing molding compound then becomes uniform distributed, covered with a sieve of 5 mm mesh size and the whole covered with a release paper. It is at a temperature of 160 ° C and a pressure of 20 bar for 9 minutes with subsequent recooling. The shaped body obtained as a stable plate has a density of 0.38 kg / m³ and a thermal conductivity of 37 mW / m · K.

Example 4 Moldings made of airgel, melamine-formaldehyde resin and various Fillers

Es werden 140 g hydrophobes Aerogel-Granulat aus Beispiel 2,75 g Melaminformaldehydpulverharz Madurit® MW 909 und die in der Tabelle 1 angegebenen Füllstoffe innig vermischt und in einer Presse mit einer Grundfläche von 30 cm × 30 cm bei einer Temperatur von 160°C und einem Druck von 10 bis 20 bar 10 Minuten gepreßt. Die Dichten der erhaltenen Platten sind in Tabelle 1 aufgeführt. There are 140 g of hydrophobic airgel granules from Example 2.75 g Melamine formaldehyde powder resin Madurit® MW 909 and those in Table 1 specified fillers intimately mixed and in a press with a Base area of 30 cm × 30 cm at a temperature of 160 ° C and one Pressed from 10 to 20 bar for 10 minutes. The densities of the plates obtained are listed in Table 1.

Tabelle 1 Table 1

Zusammensetzung der Preßmassen in Vol.-% und erhaltene Dichten der Formkörper Composition of the molding compounds in vol .-% and densities of the moldings obtained

Comparative example Molded body made of melamine-formaldehyde resin and silica

Es werden 90 g Melaminformaldehydpulverharz Madurit® MW 396 mit 100 g Kieselsäure Perkasil® KS 404, 30 g Mikrocellulose und 2,5 g Zinkstearat gründlich durchgemischt und in einer Presse mit einer Grundfläche von 12 cm × 12 cm bei einer Temperatur von 155°C und einem Druck von 270 bar 4 Minuten gepreßt. Der erhaltene Formkörper hat eine Dichte von 1,37 kg/m³ und eine Wärmeleitfähigkeit von 150 mW/m·K.90 g melamine formaldehyde powder resin Madurit® MW 396 with 100 g Perkasil® KS 404 silica, 30 g microcellulose and 2.5 g zinc stearate thoroughly mixed and in a press with a base of 12 cm × 12 cm at a temperature of 155 ° C and a pressure of 270 bar 4 Minutes pressed. The molded body obtained has a density of 1.37 kg / m³ and a thermal conductivity of 150 mW / m · K.

Die Wärmeleitfähigkeiten der Aerogel-Granulate wurden mit einer Heizdrahtmethode (siehe z. B. O. Nielsson, G. Rüschenpöhler, J. Groß, J. Fricke, High Temperatures - High Pressures, Vol. 21, 267-274 (1989)) gemessen. The thermal conductivities of the airgel granules were measured using a Heating wire method (see e.g. O. Nielsson, G. Rüschenpöhler, J. Groß, J. Fricke, High Temperatures - High Pressures, Vol. 21, 267-274 (1989)).

Die Wärmeleitfähigkeiten der Formkörper wurden nach DIN 52612 gemessen.The thermal conductivities of the moldings were measured in accordance with DIN 52612.

Claims

1. Composite material containing 10 to 97 vol .-% airgel particles and at least one adhesive, characterized in that the particle diameter of the airgel particles is less than 0.5 mm.

2. Composite material according to claim 1, characterized in that the The proportion of airgel particles is in the range from 40 to 95% by volume.

3. Composite material according to claim 1 or 2, characterized in that the particle diameter of the airgel particles is less than 0.2 mm.

4. Composite material according to at least one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the grain sizes of the airgel particles are bimodal Have distribution.

5. Composite material according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the airgel is a SiO₂ airgel.

6. Composite material according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the airgel particles are permanently hydrophobic Have surface groups.

7. Composite material according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the airgel particles have porosities 60% and densities below 0.6 g / cm³.

8. Composite material according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the airgel particles and / or the Composite material contain at least one IR opacifier.

9. Composite material according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the composite material contains fillers.

10. Composite material according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that phenol, resorcinol, urea and melamine formaldehyde resins and mixtures thereof will.

11. Composite material according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that it has a density below 0.6 g / cm³ and a Has thermal conductivity of less than 100 mW / mK.

12. Composite material according to at least one of claims 1 to 1 1, characterized in that the composite material at least one has hydrophobic surface.

13. A method for producing a composite material according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that the Airgel particles mixed with the adhesive, the mixture of the shaping and undergoes hardening.

14. The method according to claim 13, characterized in that the Mix for molding and hardening.

15. The method according to claim 14, characterized in that one Pressing at pressures from 1 to 1000 bar and temperatures from 0 to 300 ° C performed.

16. Use of a composite material according to at least one of the Claims 1 to 12 as insulation.