專利名稱：：含有氣凝膠和粘合劑的復合材料,其制備方法及其應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種新穎的任意形狀的具有高絕熱性能的復合材料，含有5-97％(體積)氣凝膠顆粒和至少一種粘合劑，其中氣凝膠顆粒的粒徑小于0.5mm?；诰郾揭蚁⒕巯N和聚氨酯的常規(guī)絕緣材料通常在使用有機發(fā)泡劑例如氟氯化烴(FCKW)的情況下得到。包括在泡沫材料晶胞中的發(fā)泡劑決定該高絕熱性能。這樣的發(fā)泡劑會污染環(huán)境，因為它們緩慢地逸出到大氣中。另外公知的還有含有熱固性樹脂例如脲甲醛樹脂、蜜胺甲醛樹脂和酚醛樹脂及其混合物的成型體。其中這些樹脂與填料例如木粉、石棉和優(yōu)選纖維素，必要時還與潤滑劑例如硬脂酸鋅、顏料例如二氧化鈦、增塑劑例如甘油或者鄰-、對-甲苯磺酰胺和/或酸性及裂解酸的固化促進劑混合成為所述的壓制物料，該物料將在壓制機中使用100至2500巴的壓力和100至200℃的溫度固化成為成型體(塑料手冊10“熱固性塑料”，Prof.Dr.Woebcken出版，第2版，1988，Hanser出版社，266-274頁)。樹脂可以在所述的熔體流動方法中作為粉末樹脂，或者在所述的流體樹脂方法中作為液體樹脂使用。DIN7708類型152規(guī)定的典型的壓制物料的組成為50％(重量)蜜胺-甲醛樹脂35％(重量)漂白的亞硫酸鹽纖維素1％(重量)潤滑劑，例如硬脂酸鋅10％(重量)白色顏料，例如鋅鋇白1％(重量)固化促進劑和3％(重量)增塑劑含有DIN7708規(guī)定的這些物料的標準樣品的密度為1.5至2.0g/cm3，導熱性為300至600mW/m.K(塑料手冊10“熱固性塑料”，Prof.Dr.Woebcken出版，第2版，1988，Hanser出版社，269-270頁)。因此，它們不適合用于絕熱。氣凝膠，特別是孔隙率超過60％和密度低于0.6g/cm3的氣凝膠，由于其密度很低、孔隙率高且導熱性極低，從而可以用作絕熱材料，如EP-A-0171722所述。高的孔隙率也可能導致機械穩(wěn)定性降低，不僅對干燥成氣凝膠的凝膠如此，干燥成的氣凝膠本身也是這樣。同樣公知的是，氣凝膠的介電常數(shù)極低，根據(jù)氣凝膠的密度，其值為1至2。氣凝膠因此被注明可以用于電子應用，例如高頻應用(參見C.W.Hrubesh等，J.Mater.Res.Vol.8，No.7，1736-1741)。一般含義的氣凝膠，即“用空氣作為分散劑的凝膠”，通過干燥合適的凝膠得到。在這種意義上，“氣凝膠”這一概念包括狹義的氣凝膠、干凝膠和冷凍凝膠。其中當凝膠液體在臨界溫度以上的溫度下和由高于臨界壓力的壓力開始被除去時干燥的凝膠稱為狹義的氣凝膠。與此相反，如果在低于臨界例如在形成液-汽-界面相的條件下脫除凝膠液體，則形成的凝膠稱為干凝膠。在本申請中使用的概念氣凝膠指用空氣作為分散劑的凝膠。氣凝膠的成型過程在溶膠-凝膠過渡時結束。形成固體凝膠結構后，其外形僅僅可以通過粉碎例如研磨來改變。對于許多應用來說，必須使用具有特定物體形狀的氣凝膠。在凝膠制備后，也即在干燥后，必須進行一個成型步驟，但基本上不發(fā)生與應用有關的氣凝膠內(nèi)部結構的改變。EP-A-0340707公開了一種密度為0.1-0.4g/cm3的絕熱材料，由至少50％(體積)直徑為0.5-5mm的硅石-氣凝膠-顆粒組成，它們借助于至少一種有機和/或無機粘結劑相結合在一起。其中作為有機粘結劑公開了反應粘合劑、硅氧烷樹脂粘合劑、熔體粘合劑和含水分散液粘合劑。然而，較粗的顆粒使得得到的絕緣材料沒有一致的外形，這對許多應用是不利的。另外，較粗的顆粒還使得由絕緣材料得到的成型體中的氣凝膠材料分布不均勻。尤其是當成型體的最小尺寸例如箔或板的厚度不太大于一般氣凝膠顆粒的直徑時更是這樣。首先在邊沿部分必須提高粘結劑含量，這會對成型體的導熱性和介電性質(zhì)特別是對表面產(chǎn)生不利作用。尤其是對于電子應用需要特別薄的層(0.01-2.0mm)，這是不能通過上述氣凝膠顆粒來制備的。此外，這種絕緣材料組成的成型體的表面會形成由直徑在0.5-5mm之間的氣凝膠材料組成的機械性能不太穩(wěn)定的區(qū)域，這在機械壓力下可能通過表面上的氣凝膠的破碎而最終造成直徑或深度達5mm的表面不一致。另外，基于氣凝膠的粗顆粒，不可能得到厚度低于0.5mm的膜狀絕熱體。但是，即使較厚的膜層，也會承受相對于膜厚較大的氣凝膠顆粒之苦，因為首先在邊沿區(qū)域需要提高粘結劑含量，這會對干燥膜或干燥的成型體的導熱性和電子性質(zhì)產(chǎn)生不利影響。EP-A-0340707還描述了一種方法，按此用一種粘結劑涂覆氣凝膠顆粒和/或與其混合，接著使得到的物料在一個模型中固化。由于氣凝膠與無機和/或有機粘結劑之間的密度差較大和氣凝膠顆粒較大，混合的物料容易離解，也就是說，它們在應用和儲存所需的較長時間內(nèi)不穩(wěn)定。因此，只能通過在一個封閉的模型中使混合的物料較快地固化來成型。另外，不容易用極低含量的液體來制備這種絕緣材料，因為用EP-A-0340707描述的方法混合氣凝膠顆粒時，由于其機械強度低而很容易在剪切過程中破碎。因此，本發(fā)明的任務是，提供一種基于氣凝膠的復合材料，其導熱性低、機械強度高且不含有機發(fā)泡劑。該任務由以下復合材料所完成，該材料含有5-97％(體積)氣凝膠顆粒和至少一種粘合劑，其特征是，氣凝膠顆粒的粒徑小于0.5mm。粘合劑形成一種基質(zhì)，它粘結或者包裹氣凝膠顆粒，在整個復合材料中作為連續(xù)相。在組合物中氣凝膠顆粒的含量明顯低于5％(體積)時，由于組合物中氣凝膠顆粒的含量低，其有利的性質(zhì)將大幅度喪失。這樣的組合物將不再具有低密度和導熱性。氣凝膠顆粒的含量明顯高于97％(體積)時，粘合劑的含量將低于3％(體積)。在這種情況下，該含量太低而不足以互相粘結氣凝膠顆粒和保證機械抗壓強度和抗彎強度。氣凝膠顆粒的含量優(yōu)選為10至97％(體積)，特別優(yōu)選20至95％(體積)，尤其是40至95％(體積)。本發(fā)明氣凝膠顆粒的粒徑小于0.5mm，優(yōu)選小于0.2mm。對于電子應用，直徑可以小得多，但優(yōu)選大于1μm。粒徑指單個氣凝膠微粒的平均直徑，因為氣凝膠微粒受制備的影響例如通過研磨，因而不是必須具有球形。使用較小的氣凝膠顆粒會使得在組合物中的分布更加均勻，這樣會使得復合材料在所有位置尤其是表面上都具有幾乎一致的低的導熱性和介電常數(shù)。小的氣凝膠顆粒在相同的氣凝膠含量下還會改進抗斷裂和形成裂紋的機械穩(wěn)定性，因為在負荷下局部沒有那么大的應力。在復合材料中特別高的氣凝膠顆粒含量可以通過粒度的雙模態(tài)分布達到。適合用于本發(fā)明組合物的氣凝膠是基于適合用于溶膠-凝膠-工業(yè)的金屬氧化物的氣凝膠(例如參見C.J.Brinker，G.W.Scherer，Sol-Gel-Science[溶膠-凝膠料學]，1990，2和3章)，例如Si或Al化合物，或者是基于適合用于溶膠-凝膠-工業(yè)的有機物的氣凝膠，例如蜜胺甲醛縮合物(US-A-5086085)或者間苯二酚甲醛縮合物(US-A-4873218)。它們也可以基于上述材料的混合物。優(yōu)選使用含有Si化合物的氣凝膠，特別優(yōu)選使用SiO2氣凝膠，尤其是SiO2-干凝膠。為了降低輻射對導熱性的影響，氣凝膠可以含有紅外遮光劑，例如碳黑、二氧化鈦、氧化鐵、二氧化鋯或者它們的混合物。在一個優(yōu)選的實施方案中，氣凝膠顆粒具有持久的疏水表面基團。適合于持久疏水的基團例如是通式-Si(R)n的甲硅烷基基團，其中n＝1、2或3，優(yōu)選三取代的甲硅烷基，其中基團R通常相同或不同，相互獨立地表示氫或一個線性、分支、環(huán)狀、芳族或雜芳族有機非活性基團，優(yōu)選C1-C18-烷基或C6-C14-芳基，特別優(yōu)選C1-C6烷基、環(huán)己基或苯基，特別是甲基或乙基。特別優(yōu)選使用三甲基甲硅烷基來使氣凝膠持久地疏水化。這些基團的引入可以如WO94/25149所述那樣進行，或者通過使氣凝膠與例如一種活化的三烷基硅烷衍生物如一種氯代三烷基硅烷或一種六烷基二硅氮烷進行氣相反應(參見R.Iler，TheChemistryofSilica[硅石化學]，Wiley&amp;Sons，1979)。與OH基團相比，這樣得到的疏水表面基團進一步降低了介電損耗因子和介電常數(shù)。具有親水表面基團的氣凝膠顆粒可以根據(jù)空氣濕度吸附水，使得介電常數(shù)和介電損耗因子可以隨空氣濕度改變。但這是電子應用所不希望的。使用具有疏水表面基團的氣凝膠顆?？梢砸种七@種改變，原因是不吸附水。此外，由典型的應用溫度決定基團的選擇。如果使用具有疏水基團的氣凝膠顆粒，使用很小的粒徑即可得到一種疏水的復合材料，其原因是疏水氣凝膠極細而均勻地分布。然而，原則上所有氣凝膠都是適合的。另外，氣凝膠的導熱性隨孔隙率的上升和密度的下降而降低。優(yōu)選孔隙率大于60％和密度低于0.6g/cm3的氣凝膠。特別優(yōu)選密度低于0.4g/cm3的氣凝膠?；旧纤泄恼辰Y劑都適合用于制備本發(fā)明的復合材料，其中本申請中的粘合劑指不含水的粘合劑。本申請意義上不含水的粘合劑是含水量低于50％(重量)的溶劑或溶劑混合物。粘合劑可以以液體形式也即作為液體、熔體、溶液、分散液或者懸浮液使用或者作為固體粉末使用。既可以使用物理凝固也可以使用化學固化的單組分粘合劑以及化學固化的雙組分粘合劑。適合的物理凝固的單組分粘合劑例如為熔體粘合劑，如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和聚酰胺、聚乙烯蠟，分散液粘合劑，溶劑粘合劑和塑料溶膠。適合的化學固化的單組分粘合劑例如為熱固化的環(huán)氧樹脂、甲醛縮聚物、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、氰基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、厭氧粘合劑、濕固化硅氧烷以及光固化和紫外線固化體系，其中優(yōu)選聚乙烯醇縮丁醛和/或聚乙烯醇以及苯酚-、間苯二酚-、脲-和蜜胺甲醛樹脂及其混合物。適合的化學固化的雙組分粘合劑例如是甲基丙烯酸酯、雙組分硅氧烷、冷固化環(huán)氧樹脂和冷固化聚氨酯。苯酚-、間苯二酚-、脲-和蜜胺甲醛樹脂的制備和應用是公知的，例如已由塑料手冊10“熱固性塑料”，Prof.Dr.Woebcken出版，第2版，1988，Hanser出版社，所描述。粘合劑通常的用量為復合材料的3-95％(體積)，優(yōu)選3-90％(體積)，特別優(yōu)選5-80％(體積)，尤其是5-60％(體積)。粘結劑的選擇按照復合材料所需的機械和熱性質(zhì)進行。選擇粘合劑時，還優(yōu)選那些基本上不滲入多孔性氣凝膠顆粒內(nèi)部的產(chǎn)物。除了粘合劑的選擇之外，通過調(diào)節(jié)溫度以及加工時間也可以影響粘合劑對氣凝膠顆粒內(nèi)部的滲入。為了降低輻射對導熱性的影響，復合材料可以含有紅外遮光劑，例如碳黑、二氧化鈦、氧化鐵、二氧化鋯或者它們的混合物，這尤其對于高溫下的應用是有利的。另外，復合材料還可以含有最多85％(體積)的填料，例如木粉、石棉和優(yōu)選纖維素，例如用來改進機械性能。以復合材料為基準，填料的含量優(yōu)選低于70％，特別優(yōu)選為0-50％(體積)。另外，復合材料還可以含有至少一種纖維材料。添加纖維對于熱應用在裂紋形成和斷裂強度方面是有利的。與僅僅由氣凝膠顆粒組成、通過表面粘結或者嵌入粘結劑基質(zhì)的材料相比，在粘合劑體積含量不變的條件下，極低體積含量的纖維即可大大提高機械增強，因為它們承擔負荷的主要部分。如果使用較高體積含量的纖維和少量的粘合劑，可以得到一種多孔材料，其中由粘合劑粘結的纖維形成一種機械穩(wěn)定的骨架，氣凝膠顆粒嵌入該骨架中。這樣形成的氣孔導致高的孔隙率和更好的隔音性能。作為纖維可以使用天然纖維，例如纖維素纖維、棉花纖維或亞麻纖維和合成纖維，其中作為合成纖維既可以使用無機纖維例如玻璃纖維、礦物纖維、碳化硅纖維或碳纖維，也可以使用有機纖維如聚酯纖維、聚酰胺纖維、或者聚芳族酰胺纖維。這些纖維可以是新的，或者由廢料，例如碎玻璃廢料或邊角殘料產(chǎn)生。纖維也可以有涂層，例如鍍有金屬如鋁的聚酯纖維。纖維可以是光滑或帶皺紋的單個纖維絲、纖維束或者纖維網(wǎng)或纖維織物。纖維網(wǎng)和/或纖維織物可以作為連在一起的整塊和/或以多個小塊的形式包含在復合材料中。纖維可以具有圓形、三葉形(trilobal)、五葉形(pentalobal)、八葉形(oktalobal)、帶形、圣誕樹形、啞鈴形或其它星形截面。也可以使用空心纖維。通常使用直徑在0.1μm和5mm之間的纖維。在纖維的體積含量固定的情況下，使用較小直徑的纖維通?？梢缘玫娇箶嗔训膹秃喜牧?。復合材料中使用的纖維的直徑優(yōu)選小于氣凝膠顆粒的平均直徑，以便能夠在復合材料中粘結高含量的氣凝膠。通過選擇非常細的纖維，可以使得復合材料容易彎曲。纖維的長度不受任何限制。單纖維的長度優(yōu)選大于氣凝膠顆粒的平均直徑。復合材料中纖維的長度和分布可以影響其機械強度。對于這種應用目的，特別優(yōu)選長度為0.5-10cm的纖維。還可以使用上述類型的混合物。復合材料的穩(wěn)定性和導熱性隨著纖維含量的增加而上升。為了避免由于添加纖維而明顯提高導熱性，優(yōu)選纖維的體積含量為0.1-40％(體積)，特別優(yōu)選0.1-15％(體積)。另外，纖維材料的導熱性應當優(yōu)選低于1W/mK。通過適合地選擇纖維直徑和/或纖維材料可以降低輻射對于導熱性的影響，并取得較大的機械強度。為此，纖維直徑為a)未鍍金屬的纖維時優(yōu)選0.1-30μm和/或b)鍍金屬的纖維時優(yōu)選0.1-20μm。通過使用涂黑的纖維，例如使用用碳黑涂覆的聚酯纖維或直接使用碳纖維，可以進一步降低輻射對導熱性的影響。為了改進纖維在基質(zhì)上的凝固，通常還可以用粘料或耦合劑涂覆例如常用于玻璃纖維。使用粘合劑可以使得纖維和氣凝膠相互粘結，也可以用粘合劑作為纖維和氣凝膠顆粒嵌入的基質(zhì)材料。另外，復合材料中還可以含有少量的潤滑劑例如硬脂酸鋅、顏料例如二氧化鈦、增塑劑例如甘油和鄰-、對-甲苯磺酰胺和/或酸性以及分解酸的固化促進劑。如果復合材料由于使用粘合劑和/或由于使用親水氣凝膠顆粒而成為親水的，必要時可以進行一種后處理，賦予復合材料疏水性。為此，可以使用技術人員熟知的用于這一目的即可以賦予復合材料疏水表面的所有已知物質(zhì)，例如漆、膜、甲硅烷基化劑、硅氧烷樹脂、無機和/或有機粘結劑。還可以在粘結時使用所謂的“耦合劑”。它使得粘合劑與氣凝膠顆粒表面的接觸更好，此外還可以得到與氣凝膠顆粒以及粘合劑的堅固的結合。本發(fā)明由氣凝膠顆粒得到的成型體，尤其是含有或基本上由本發(fā)明的復合材料組成的板，密度優(yōu)選低于0.6g/cm3，導熱性優(yōu)選低于100mW/m.K。特別優(yōu)選導熱性低于50mW/m.K，尤其是20-40mW/m.K。干燥后得到的復合材料的防火級別由氣凝膠和粘合劑以及必要時的纖維材料的防火級別確定。為了達到復合材料盡可能高的防火級別(難燃或者不可燃)，使用難燃的粘合劑例如脲-和蜜胺甲醛樹脂、聚硅氧烷樹脂粘合劑、聚酰亞胺和聚苯并咪唑樹脂和不可燃的纖維材料例如礦物纖維、玻璃纖維或SiC纖維。為了制備本發(fā)明的復合材料，借助于至少一種粘合劑使氣凝膠顆粒相互粘結。單個顆粒的相互粘結可以以點連接形式進行。可以例如通過用粘合劑對氣凝膠顆粒噴霧實現(xiàn)這樣的表面涂覆。然后將涂覆的顆粒例如裝填在一個模型中，并在模型中固化。在一個優(yōu)選的實施方案中，還要用粘合劑部分或者完全填充單個顆粒之間的空隙。這種組合物例如可以通過使氣凝膠顆粒和必要時的纖維與粘合劑混合而得到?；旌峡梢砸愿鞣N可以想象的方式進行。一方面，可以將至少兩種組分同時加入到混合裝置中，另一方面，也可以預先放入一種組分，然后添加其它組分?；旌纤璧幕旌涎b置不受任何限制?？梢允褂眉夹g人員熟知的用于該用途的的混合裝置?；旌线^程一直進行到氣凝膠顆粒在組合物中接近均勻分布。其中可以通過混合時間，也可以通過例如混合裝置的速度來調(diào)節(jié)混合過程。然后成型并使混合物在模型中固化，其中固化按照粘合劑的類型通過加熱和/或蒸發(fā)所使用的溶液和/或分散劑，或者在使用熔體粘合劑的情況下通過冷卻到粘合劑的熔點以下進行。在一個優(yōu)選的實施方案中，壓制混合物。其中技術人員根據(jù)應用目的可以選擇適合的擠壓機和適合的擠壓工具。由于含有氣凝膠的擠壓物料具有較高的空氣含量，優(yōu)選使用真空擠壓機。在一個優(yōu)選的實施方案中，將含有氣凝膠的壓制物料擠壓成為板。為了避免壓制物料粘結在沖模上，可以使用一種分離紙使含有氣凝膠的待擠壓混合物與沖模隔開。含有氣凝膠的板的機械強度可以通過在其表面上疊置篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙來改進。這些篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙既可以后補放置在含氣凝膠的板上，其中篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙可以先例如用蜜胺樹脂浸漬，然后在一個可加熱的擠壓機中與板表面加壓粘結，也可以在一個優(yōu)選的實施方案中，在一個加工步驟通過將必要時事先用蜜胺樹脂浸漬過的篩網(wǎng)、纖維網(wǎng)或紙放置在一個壓制模型中并放置在待擠壓的含有氣凝膠的擠壓物料上，接著在壓力和溫度下壓制成為一種含有氣凝膠的復合板。壓制與使用的粘結劑有關，在任意模型中，壓制壓力通常為1-1000巴，溫度為0-300℃。在使用苯酚-、間苯二酚-、脲-和蜜胺甲醛樹脂的情況下，在任意模型中的壓制優(yōu)選在5-50巴壓力下進行，特別優(yōu)選10-20巴，溫度優(yōu)選為100-200℃，特別優(yōu)選130-190℃，尤其是150-175℃。由于導熱性低，本發(fā)明的復合材料固化后適合作為隔熱材料。下面借助于實施例進一步說明本發(fā)明，但并無任何限制作用。類似于DE-A-4342548公開的方法得到疏水氣凝膠。氣凝膠顆粒的導熱性借助于燈絲法(參見例如O.Nielsson，G.Rueschenpoehler，J.Gross，J.Fricke，高溫-高壓，Vol.21,267-274頁，(1989))測定。成型體的導熱性按照DIN52612測定。實施例1由氣凝膠和蜜胺甲醛樹脂組成的成型體使20g疏水的氣凝膠(94體積％)和5g蜜胺甲醛粉末樹脂MaduritMW909(6體積％)密切混合。疏水氣凝膠顆粒的粒度為50-250μm，堆積比重為0.1g/cm3，BET表面為570m2/g，導熱性為15.7mW/mK。壓制模型的底面面積為12cm×12cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在170℃溫度和10巴壓力下壓制30分鐘。得到的成型體的密度為0.32g/cm3，導熱性為30mW/mK。實施例2由氣凝膠、蜜胺甲醛樹脂和潤滑劑組成的成型體使20g疏水的氣凝膠(93體積％)和5g蜜胺甲醛粉末樹脂MaduritMW909(6體積％)和1g硬脂酸鋅(1體積％)密切混合，并在一個底面面積為12cm×12cm的壓機中在170℃溫度和10巴壓力下用30分鐘壓制。疏水氣凝膠顆粒的粒度為50-250μm，堆積比重為0.117g/cm3，BET表面為540m2/g，導熱性為18.4mW/mK。得到的成型體的密度為0.33g/cm3，導熱性為33mW/mK。實施例3由氣凝膠、蜜胺甲醛樹脂和填料組成的成型體使140g實施例2的疏水氣凝膠顆粒(77體積％)、75g蜜胺甲醛粉末樹脂MaduritMW909(10體積％)和17.5gMikrotechnik公司(MiltenbergamMain)類型402-2B的微纖維(13體積％)密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙，其上蓋有一層篩眼大小為5mm的篩網(wǎng)。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，其上蓋有一層篩眼大小為5mm的篩網(wǎng)，并整體覆蓋有一層分隔紙。在160℃溫度、20巴壓力和循環(huán)水冷卻下壓制9分鐘。作為穩(wěn)定的板得到的成型體的密度為0.38g/cm3，導熱性為37mW/mK。實施例4由氣凝膠、蜜胺甲醛樹脂以及各種纖維材料和/或填料組成的成型體使140g實施例2的疏水SiO2氣凝膠、75g蜜胺甲醛粉末樹脂MaduritMW909和表1所示的纖維材料和/或填料密切混合。在一個底面面積為30cm×30cm的壓機中在160℃溫度和10至20巴壓力下壓制20分鐘。得到的板的密度如表1所示。表1壓制物料的組成(體積％)和得到的成型體的密度</tables>對比例由蜜胺甲醛樹脂和硅酸組成的成型體使90g蜜胺甲醛粉末樹脂MaduritMW396與100g硅酸PerkasiKS404、30g微纖維和2.5g硬脂酸鋅徹底混合。在一個底面面積為12cm×12cm的壓機中在155℃溫度和270巴壓力下壓制4分鐘。得到的成型體的密度為1.37g/cm3，導熱性為150mW/m.K。實施例5由氣凝膠和聚乙烯醇組成的成型體使90％(重量)疏水的氣凝膠顆粒和10％(重量)聚乙烯醇溶液密切混合。疏水氣凝膠顆粒的粒度為500μm，堆積比重為75kg/m3，BET表面為610m2/g，導熱性為15mW/(m.K)。聚乙烯醇溶液由10％(重量)Mowiol40-88和90％(重量)乙醇組成。壓制模型的底面面積為12cm×12cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在環(huán)境溫度和70巴壓力下壓制2分鐘，接著干燥。得到的成型體的導熱性為24mW/(m.K)。實施例6由氣凝膠和聚乙烯蠟組成的成型體使60％(重量)實施例5的疏水氣凝膠顆粒和40％(重量)聚乙烯蠟粉末Ceridust130密切混合。壓制模型的底面面積為12cm×12cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在170℃溫度和70巴壓力下壓制30分鐘。得到的成型體的導熱性為25mW/(m.K)。實施例7由氣凝膠和聚乙烯蠟組成的成型體使50％(重量)實施例5的疏水氣凝膠顆粒和50％(重量)聚乙烯蠟粉末Hoechst-WachsPE520密切混合。壓制模型的底面面積為12cm×12cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在180℃溫度和70巴壓力下壓制30分鐘。得到的成型體的導熱性為28mW/(m.K)。實施例8由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使80％(體積)疏水的氣凝膠顆粒和20％(體積)聚乙烯醇縮丁醛Mowital(聚合物F)密切混合。疏水氣凝膠顆粒的粒度為500μm，堆積比重為75kg/m3，BET表面為640m2/g，導熱性為11mW/(m.K)。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為361kg/m3，導熱性為33mW/(m.K)。實施例9由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使90％(體積)實施例8的疏水氣凝膠顆粒和10％(體積)聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為335kg/m3，導熱性為24mW/(m.K)。實施例10由氣凝膠和聚乙烯醇縮丁醛組成的成型體使95％(體積)實施例8的疏水氣凝膠顆粒和5％(體積)聚乙烯醇縮丁醛Mowital(聚合物F)密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為246kg/m3，導熱性為19mW/(m.K)。實施例11由氣凝膠、聚乙烯醇縮丁醛和纖維組成的成型體使90％(體積)實施例8的疏水氣凝膠顆粒、8％(體積)聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)和2％(體積)Trevira高強度纖維密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為269kg/m3，導熱性為20mW/(m.K)。實施例12由氣凝膠、聚乙烯醇縮丁醛和再生纖維組成的成型體使80％(體積)實施例8的疏水氣凝膠顆粒、10％(體積)聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)和10％(體積)粗分解的聚酯纖維殘渣作為再生纖維密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為282kg/m3，導熱性為25mW/(m.K)。實施例13由氣凝膠、聚乙烯醇縮丁醛和薄膜殘渣組成的成型體使80％(體積)實施例8疏水的氣凝膠顆粒、10％(體積)聚乙烯醇縮丁醛粉末Mowital(聚合物F)和10％(體積)厚度為14μm的聚酯薄膜碎片作為薄膜殘渣密切混合。壓制模型的底面面積為30cm×30cm，并且鋪有一層分隔紙。含有氣凝膠的壓制物料在上面均勻分布，并整體覆蓋有一層分隔紙。在220℃溫度下用30分鐘壓制成18mm的厚度。得到的成型體的密度為355kg/m3，導熱性為26mW/(m.K)。權利要求1.復合材料，含有5至97％(體積)氣凝膠顆粒和至少一種粘合劑，其特征是，氣凝膠顆粒的粒度小于0.5mm。2.按照權利要求1所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒的含量為20至95％(體積)。3.按照權利要求1或2所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒的粒度小于0.2mm。4.按照權利要求1至3中至少一項所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒的粒度具有雙模態(tài)分布。5.按照權利要求1至4中至少一項所述的復合材料，其特征是，氣凝膠是SiO2氣凝膠。6.按照權利要求1至5中至少一項所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒具有持久疏水的表面基團。7.按照權利要求1至6中至少一項所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒的孔隙率大于60％，密度低于0.6g/cm3。8.按照權利要求1至7中至少一項所述的復合材料，其特征是，氣凝膠顆粒和/或復合材料含有一種紅外遮光劑。9.按照權利要求1至8中至少一項所述的復合材料，其特征是，復合材料含有纖維。10.按照權利要求9所述的復合材料，其特征是，纖維的含量范圍為0.1至40％(體積)。11.按照權利要求1至10中至少一項所述的復合材料，其特征是，復合材料含有填料。12.按照權利要求1至11中至少一項所述的復合材料，其特征是，使用苯酚-、間苯二酚-、脲-和蜜胺甲醛樹脂及其混合物作為粘合劑。13.按照權利要求1至11中至少一項所述的復合材料，其特征是，使用聚乙烯醇縮丁醛和/或聚乙烯醇作為粘合劑。14.按照權利要求1至13中至少一項所述的復合材料，其特征是，密度低于0.6g/cm3，導熱性小于100mW/mK。15.按照權利要求1至14中至少一項所述的復合材料，其特征是，復合材料至少具有一個疏水表面。16.權利要求1至15中至少一項所述復合材料的制備方法，其特征是，使氣凝膠顆粒與粘合劑混合，使混合物成型并固化。17.按照權利要求16所述的方法，其特征是，壓制混合物使其成型和/或固化。18.按照權利要求17所述的方法，其特征是，在1至1000巴壓力和0至300℃溫度下進行壓制。19.權利要求1至15中至少一項所述的復合材料作為絕熱材料的應用。20.成型體，含有權利要求1至15中至少一項所述的復合材料。21.成型體，基本上由權利要求1至15中至少一項所述的復合材料組成。22.按照權利要求20或21所述的成型體，其特征是，它具有一種板的形狀。全文摘要本發(fā)明涉及一種復合材料,含有5至97%(體積)氣凝膠顆粒和至少一種粘合劑,其特征是,氣凝膠顆粒的粒度小于0.5mm,還涉及其制備方法及其應用。文檔編號C04B14/04GK1196035SQ96196879公開日1998年10月14日申請日期1996年9月4日優(yōu)先權日1995年9月11日發(fā)明者F·施維爾菲格,A·茲梅爾曼,J·沃尼爾,F·施霍爾,M·施密德申請人:德國赫徹斯特研究技術兩合公司