WO1997023675A2 - Fasergebilde-aerogel-verbundmaterial enthaltend mindestens ein thermoplastisches fasermaterial, verfahren zu seiner herstellung, sowie seine verwendung - Google Patents

Fasergebilde-aerogel-verbundmaterial enthaltend mindestens ein thermoplastisches fasermaterial, verfahren zu seiner herstellung, sowie seine verwendung Download PDF

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Definitions

  • Fiber-airgel composite material containing at least one thermoplastic fiber material process for its production and its use
  • the invention relates to a composite material which has at least one structure composed of fibers and airgel particles, a process for its production and its use.
  • aerogels because of their very low density, high porosity and small pore diameter, aerogels, in particular those with porosities above 60% and densities below 0.4 g / cm 3 , have an extremely low thermal conductivity and are therefore used as heat insulation materials, for example in the EP -A-0 1 71 722.
  • the high porosity also leads to a low mechanical stability of both the gel from which the airgel is dried and the dried airgel itself.
  • Aerogels in the wider sense i.e. in the sense of "gel with air as a dispersing agent" are produced by drying a suitable gel.
  • airgel in this sense includes aerogels in the narrower sense, xerogels and cryogels.
  • a dried gel is referred to as an airgel in the narrower sense if the liquid of the gel is removed at temperatures above the critical temperature and starting from pressures above the critical pressure. If, on the other hand, the liquid of the gel is removed subcritically, for example with the formation of a liquid-vapor boundary phase, the resulting gel is often referred to as a xerogel.
  • the gels according to the invention are aerogels in
  • the molding process of the airgel is completed during the sol-gel transition.
  • the outer shape can only be changed by comminution, for example grinding.
  • the material is too fragile for another form of processing.
  • DE-A 33 46 1 80 describes rigid plates made of compacts based on silica airgel obtained from flame pyrolysis in connection with reinforcement by long mineral fibers.
  • this silica airgel obtained from flame pyrolysis is not an airgel in the above sense, since it is not produced by drying a gel and therefore has a completely different pore structure. It is mechanically stable and can therefore be pressed without destroying the microstructure, but has a higher thermal conductivity than typical aerogels in the above sense.
  • the surface of such compacts is very sensitive and must therefore be hardened by using a binder on the surface or protected by lamination with a film. Furthermore, the resulting compact is not compressible.
  • DE-A-44 18 843 describes a mat made of a fiber-reinforced airgel.
  • these mats have a very low thermal conductivity due to the very high proportion of airgel, their manufacture requires relatively long manufacturing times due to the diffusion problems described above. In particular, the production of thicker mats is only sensibly possible by combining several thin mats and therefore requires additional effort.
  • a composite material which has at least one structure of fibers and airgel particles, which is characterized in that the fiber structure contains at least one thermoplastic fiber material with which the airgel particles and by which the fibers in the structure are connected to one another , such that these thermoplastic fibers were melted on the surface and then lead to a connection of fibers to each other as well as to the airgel particles when cooling.
  • This thermal consolidation ensures a stable fiber structure and a binding of the airgel particles to the fiber.
  • a structure of fibers is to be understood here to mean any structure that can be produced using a surface-forming technique.
  • fabrics are fabrics, scrims, knitted fabrics, knitted fabrics and nonwovens, whereby Nonwovens are preferred.
  • the thermoplastic fibers are fibers made of a thermoplastic, organic material, such as e.g. Polyolefin fibers, polyamide fibers or preferably polyester fibers.
  • the fibers can have round, tri-oval, pentaiobal, octalobal, ribbon, fir tree, barbell or other star-shaped profiles. Hollow fibers can also be used.
  • the first fiber material can be smooth or crimped.
  • the fiber structure can also contain at least one further fiber material which is bonded to the first fibers made of thermoplastic material during the thermal consolidation.
  • the fibers can be both inorganic fibers, e.g. Mineral or glass fibers, as well as organic fibers, e.g. Polyolefin, polyamide or polyester fibers, or mixtures thereof, act.
  • the further fibers are preferably made of the same material as the first fibers, but have a different profile, a different diameter, a different crimp and / or a different degree of stretching.
  • the fibers can be modified by conventional additives, for example by antistatic agents such as carbon black.
  • the fibers contained in the structure can contain an IR opacifier such as, for example, carbon black, titanium dioxide, iron oxides or zirconium dioxide, and mixtures thereof.
  • the fibers can also be dyed for coloring.
  • the diameter of the fibers used in the composite should preferably be smaller than the average diameter of the airgel particles in order to be able to bind a high proportion of airgel in the fiber structure. By choosing very thin fiber diameters, mats can be produced that are very flexible, while thicker fibers, due to their greater flexural rigidity, lead to more voluminous and rigid mats.
  • the titer of the fibers should preferably be between 0.8 and 40 dtex.
  • the weight fraction of the first thermoplastic fiber material should be between 10 and 100% by weight, preferably between 40 and 100% by weight, based on the total fiber fraction , lie.
  • spunbonded nonwovens those made of fibers made of synthetic polymers, so-called spunbonds, which are produced by randomly depositing freshly melt-spun filaments are preferred. They consist of continuous synthetic fibers made of melt-spinnable polymer materials.
  • Suitable polymer materials are, for example, polyamides, such as e.g. Polyhexamethylene diadipamide, polycaprolactam, aromatic or partially aromatic polyamides (aramids), aliphatic polyamides, e.g. Nylon, partially aromatic or fully aromatic polyester, polyphenylene sulfide (PPS), polymers with ether and keto groups, e.g. Polyether ketones (PEK) and polyether ether ketones (PEEK), or polybenzimidazoles.
  • PEK Polyether ketones
  • PEEK polyether ether ketones
  • the spunbonded fabrics preferably consist of melt-spinnable polyesters.
  • polyester material mainly consist of Building blocks derived from aromatic dicarboxylic acids and aliphatic diols.
  • Common aromatic dicarboxylic acid building blocks are the divalent residues of benzenedicarboxylic acids, in particular terephthalic acid and isophthalic acid.
  • Common diols have 2 to 4 carbon atoms, with ethylene glycol being particularly suitable.
  • Spunbonded fabrics which consist of at least 85 mol% of polyethylene terephthalate are particularly advantageous.
  • dicarboxylic acid units and glycol units which act as so-called modifying agents and which allow the person skilled in the art to specifically influence the physical and chemical properties of the filaments produced.
  • dicarboxylic acid units are residues of isophthalic acid or of aliphatic dicarboxylic acids such as, for example, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid;
  • modifying diol residues are those of longer-chain diols, e.g. B. of propanediol or butanediol, of di- or triethylene glycol or, if present in small amounts, of polyglycol with a molecular weight of about 500 to 2000.
  • Particularly preferred are polyesters which contain at least 95 mol% of polyethylene terephthalate (PET), especially those made of unmodified PET.
  • the composite materials according to the invention are also to have a flame-retardant effect, it is advantageous if they have been spun from flame-retardant modified polyesters.
  • flame-retardant modified polyesters are known. They contain additives of halogen compounds, in particular bromine compounds, or, which is particularly advantageous, they contain phosphonic compounds which are condensed into the polyester chain.
  • the spunbonded fabrics particularly preferably contain flame-retardant modified polyesters which in the chain contain assemblies of the formula (I)
  • R is alkylene or polymethyls with 2 to 6 C atoms or phenyl and R 1 is alkyl with 1 to 6 C atoms, aryl or aralkyl, in condensed form.
  • R is preferably ethylene and R 1 is methyl, ethyl, phenyl, or o-, m- or p-methylphenyl, in particular methyl.
  • spunbonded fabrics are described, for example, in DE-A-39 40 71 3.
  • the polyesters contained in the spunbonded fabrics preferably have a molecular weight corresponding to an intrinsic viscosity (IV), measured in a solution of 1 g of polymer in 100 ml of dichloroacetic acid at 25 ° C., from 0.6 to 1.4.
  • IV intrinsic viscosity
  • the individual titer of the polyester filaments in the spunbonded nonwoven is between 1 and 16 dtex, preferably 2 to 8 dtex.
  • the spunbonded nonwoven can also contain a further fiber material as carrier fibers.
  • Such spunbonded fabrics are described, for example, in EP-A-0, 446,822, EP-A-0,530,769 and EP-A-0,590,629.
  • polymers from which the carrier fibers can be derived are polyacrylonitrile, polyolefins, such as polyethylene, essentially aliphatic polyamides, such as nylon 6.6, essentially aromatic polyamides (aramids), such as poly (p-phenylene terephthalate) or copolymers containing a proportion on aromatic m-diamine units to improve solubility or poly (m-phenylene isophthalate), essentially aromatic polyesters such as poly (p-hydroxybenzoate) or preferably essentially aliphatic polyesters such as polyethylene terephthalate.
  • polyacrylonitrile polyolefins, such as polyethylene, essentially aliphatic polyamides, such as nylon 6.6, essentially aromatic polyamides (aramids), such as poly (p-phenylene terephthalate) or copolymers containing a proportion on aromatic m-diamine units to improve solubility or poly (m-phenylene isophthalate), essentially aromatic polyesters such as poly (
  • the proportion of the two types of fibers to one another can be chosen within wide limits, it being important to ensure that the proportion of thermoplastic fibers is chosen so high that the nonwoven fabric is given sufficient strength for the desired application by gluing the carrier fibers with the thermoplastic fibers.
  • the proportion of thermoplastic fibers is then usually less than 50% by weight, based on the weight of the nonwoven.
  • Suitable thermoplastic fiber materials are in particular modified polyesters with a melting point which is lowered by 10 to 50 ° C., preferably 30 to 50 ° C., compared to the nonwoven raw material.
  • Examples of such fiber materials are polypropylene, polybutylene terephthalate or by condensing longer-chain diols and / or polyethylene terephthalate modified by isophthalic or aliphatic dicarboxylic acids.
  • Carrier fibers and thermoplastic fibers are preferably constructed from one polymer class. This means that all fibers used are selected from a class of substances so that they can be easily recycled after the fleece has been used.
  • the individual fiber titers of the carrier fibers and the thermoplastic fibers can be selected within wide limits. Examples of common titer ranges are 1 to 16 dtex, preferably 2 to 6 dtex.
  • the spunbonded webs can be finally consolidated after mechanical consolidation by needling and / or by means of fluid jets, if appropriate with the aid of a chemical binder, for example based on a polyacrylate.
  • the weight per unit area of the spunbonded fabric is between 20 and 500 g / m 2 , preferably 30 and 250 g / m 2 .
  • the volume fraction of the airgel in the composite material should be as high as possible, be at least 40%, preferably over 60%. However, in order to achieve mechanical stability of the composite, the proportion should not be above 95%, preferably not above 90%.
  • Suitable aerogels for the compositions according to the invention are those based on metal oxides which are suitable for sol-gel technology (CJ. Brinker, GW Scherer, Sol-Gel-Science, 1990, chapters 2 and 3), such as Si - or Al compounds or those based on organic substances which are suitable for sol-gel technology, such as melamine formaldehyde condensates (US Pat. No. 5,086,085) or resorcinol formaldehyde condensates (US Pat. No. 4,873,218). They can also be based on mixtures of the above materials. Aerogels containing Si compounds, in particular SiO 2 aerogels and very particularly preferably SiO 2 xerogels, are preferably used. To reduce the radiation contribution of the thermal conductivity, the airgel can contain IR opacifiers, such as, for example, carbon black, titanium dioxide, iron oxides, zirconium dioxide or mixtures thereof.
  • IR opacifiers such as, for example, carbon black, titanium dioxide
  • the thermal conductivity of the aerogels decreases with increasing porosity and decreasing density. For this reason, aerogels with porosities above 60% and densities below 0.4 g / cm 3 are preferred.
  • the thermal conductivity of the airgel granules should be less than 40 mW / mK, preferably less than 25 mW / mK.
  • the airgel particles have hydrophobic surface groups.
  • hydrophobic surface groups In order to avoid a later collapse of the aerogels by condensation of moisture in the pores, it is namely advantageous if there are covalent hydrophobic groups on the inner surface of the aerogels which are not split off under the action of water.
  • Preferred groups for permanent hydrophobization are trisubstituted silyl groups of the general formula -Si (R) 3 , particularly preferably trialkyl and / or triarylsilyl groups, each R independently being a non-reactive, organic radical such as C r C 18 alkyl or C 6 -C 14 aryl, preferably C ⁇ Cg alkyl or phenyl, especially methyl, ethyl, cyclohexyl or phenyl which can be substituted additionally with functional groups.
  • 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 triaikylsilane derivative, such as, for example, a chlorotrialkylsilane or a hexaalkyldisilazane (see R. Her, The Chemistry of Silica, Wiley & Sons, 1 979).
  • an activated triaikylsilane derivative such as, for example, a chlorotrialkylsilane or a hexaalkyldisilazane (see R. Her, The Chemistry of Silica, Wiley & Sons, 1 979).
  • the size of the grains depends on the application of the material. However, in order to be able to bind a high proportion of airgel granules, the particles should be larger than the fiber diameter, preferably larger than 30 ⁇ m. In order to achieve high stability, the granules should not be too coarse-grained, preferably the grains should be less than 2 cm.
  • Granules with a bimodal grain size distribution can preferably be used to achieve high airgel volume fractions. Other suitable distributions can also be used.
  • the fire class of the composite material is determined by the fire class of the airgel and the fibers.
  • flame-retardant fiber types such as TREVIRA CS ® should preferably be used.
  • the composite material consists only of the fiber structure which contains the airgel particles, airgel granules can break or become detached from the fiber when the composite material is mechanically stressed, so that fragments can fall out of the structure.
  • the nonwoven is on one or both sides is provided with at least one cover layer, the cover layers being the same or different.
  • the cover layers can, for example, be bonded by means of another adhesive during the thermal consolidation via the thermoplastic fibers, the cover layer being, for example, a plastic film, preferably a metal film or a metallized plastic film.
  • the respective cover layer itself can consist of several layers.
  • a fiber-airgel composite material in the form of mats or plates is preferred, which has an airgel-containing fiber structure as the middle layer and has a cover layer on both sides, at least one of the cover layers containing layers of fine thermoplastic fibers, and the individual fiber layers in and among themselves are thermally solidified.
  • the cover layer can also contain bicomponent fibers.
  • Bicomponent fibers are chemical fibers made from two firmly bonded polymers of different chemical and / or physical structure, the areas with different melting points, i.e. have low and high melting areas. These fibers typically have a core-sheath structure in which the low-melting component forms the sheath, or a side-by-side structure.
  • the selection of the fibers of the cover layer is the same as for the fibers of the fiber structure in which the airgel particles are incorporated. In order to obtain a cover layer that is as dense as possible, however, the fibers should have diameters of less than 30 ⁇ m, preferably less than 15 ⁇ m.
  • the layers of the cover layers can be needled.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing the composite material according to the invention.
  • the production of the composite material according to the invention is described in detail below for the preferred nonwoven fabric, but is not restricted to this.
  • Either staple fibers in the form of commercially available cards or carding or continuous fibers are used to produce the nonwoven.
  • the airgel granules are sprinkled in while the fleece is laid by the methods familiar to the person skilled in the art.
  • the nonwoven fabric can be placed on top of a top layer while sprinkling in the airgel, after this process the top top layer is applied.
  • cover layers made of finer fiber material are used, the lower cover layer made of fine fibers and / or bicomponent fibers is first laid by known methods and optionally needled. As described above, the aerobic fiber composite is applied to it.
  • a layer of fine fibers and / or bicomponent fibers can be laid and, if necessary, needled.
  • the resulting fiber composite is optionally thermally consolidated under pressure at temperatures above the melting temperature of the fiber material with the lowest melting temperature.
  • the pressure is between normal pressure and the compressive strength of the airgel used.
  • the duration of the temperature exposure should be chosen so short that the fibers only melt on the surface.
  • the entire processing operations can preferably be carried out continuously on systems known to those skilled in the art. Because of their low thermal conductivity, the plates and mats according to the invention are suitable as heat insulation material.
  • the plates and mats according to the invention can be used as sound absorption materials directly or in the form of resonance absorbers, since they have a low sound speed and, compared to monolithic aerogels, a higher sound absorption.
  • additional damping by air friction occurs between the pores in the fiber structure.
  • the permeability of the nonwoven fabric can be influenced by changing the fiber diameter, the nonwoven fabric density and the grain size of the airgel particles. If the fiber structure still contains cover layers, these cover layers should allow the sound to penetrate into the fiber structure and not lead to extensive reflection of the sound.
  • the plates and mats according to the invention are also suitable as adsorption materials for liquids, vapors and gases.
  • a specific adsorption can be achieved by modifying the airgel surface.
  • a fiber fleece with a basis weight of 100 g / m 2 was laid from 50% by weight of TREVIRA 290 0.8 dtex / 38 mm hm and 50% by weight of TREVIRA hot-melt adhesive fiber 3.3 dtex / 60 mm hm (test fiber).
  • TREVIRA 290 0.8 dtex / 38 mm hm 50% by weight of TREVIRA hot-melt adhesive fiber 3.3 dtex / 60 mm hm (test fiber).
  • airgel granules based on tetraethyl orthosilicate with a density of 150 kg / m 3 and a thermal conductivity of 23 mW / mK with grain sizes of 1 to 2 mm in diameter.
  • the resulting nonwoven composite material was at a temperature of
  • the resulting plate was easy to bend.
  • the thermal conductivity was determined using a plate method according to DIN 52612 Part 1 to 27 mW / mK.
  • TREVIRA 120 staple fibers with a titer of 1.7 dtex, length 35 mm, jet black and 50% by weight of TREVIRA hot-melt adhesive fiber 3.3 dtex / 60 mm hm (test fiber) a fleece was first laid, which as lower cover layer served. This top layer had a basis weight of 100 g / m 2 .
  • the resulting composite material was thermally solidified at a temperature of 160 ° C for 5 minutes and compressed to a thickness of 1.5 cm.
  • the volume fraction of airgel in the solidified mat was 51%.
  • the thermal conductivity was determined using a plate method according to DIN 52612 Part 1 to 29 mW / mK.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial, das mindestens ein Gebilde aus Fasern und Aerogel-Partikel aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Fasergebilde mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthält, mit dem die Aerogel-Partikel und durch das die Fasern im Gebilde untereinander verbunden sind, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung.

Description

Beschreibung
Fasergebilde-Aerogel-Verbundmaterial enthaltend mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung, sowie seine Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Verbundmaterial, das mindestens ein Gebilde aus Fasern und Aerogel-Partikel aufweist, ein Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung.
Aerogele, insbesondere solche mit Porositäten über 60 % und Dichten unter 0,4 g/cm3, weisen aufgrund ihrer sehr geringen Dichte, hohen Porosität und geringen Porendurchmesser eine äußerst geringe thermische Leitfähigkeit auf und finden deshalb Anwendung als Wärmeisolationsmaterialien, wie z.B. in der EP-A-0 1 71 722 beschrieben.
Die hohe Porosität führt aber auch zu einer geringen mechanischen Stabilität sowohl des Gels, aus dem das Aerogel getrocknet wird, als auch des getrockneten Aerogeis selbst.
Aerogele im weiteren Sinn, d.h. im Sinne von "Gei 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 Druckes entfernt wird. Wird die Flüssigkeit des Gels dagegen unterkritisch, beispielsweise unter Bildung einer Flüssig-Dampf-Grenzphase entfernt, dann bezeichnet man das entstandene Gel vielfach auch als Xerogel. Es ist anzumerken, daß es sich bei den erfindungsgemäßen Gelen um Aerogele im
ORIGINAL UNTERLAGEN Sinne von Gel mit Luft als Dispersionsmittel handelt.
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. Für eine andere Form der Bearbeitung ist das Material zu brüchig.
Für viele Anwendungen ist es jedoch notwendig, die Aerogele in Gestalt bestimmter Formkörper einzusetzen. Im Prinzip ist die Herstellung von Formkörpern schon während der Gelherstellung möglich. Jedoch würde der während der Herstellung typischerweise notwendige, diffusionsbestimmte Austausch von Lösungsmitteln (bzgl. Aerogele: z.B. US-A 4,610,863, EP-A 0 396 076, bzgl. Aerogel-Verbundmaterialien: z. B. WO 93/06044) und die ebenfalls diffusionsbestimmte Trocknung zu unwirtschaftlich langen Produktionszeiten führen. Daher ist es sinnvoll, 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.
Für viele Anwendungen, z.B. zur Isolierung von gewölbten oder unregelmäßig geformten Flächen, sind flexible Platten bzw. Matten aus einem Dämmstoff notwendig.
In der DE-A 33 46 1 80 werden biegefeste Platten aus Preßkörpern auf der Basis von aus der Flammpyrolyse gewonnenem Kieselsäureaerogel in Verbindung mit einer Verstärkung durch mineralische Langfasern beschrieben. Bei diesem aus der Flammpyrolyse gewonnenem Kieselsäureaerogel handelt es sich jedoch nicht um ein Aerogel im obigen Sinne, da es nicht durch Trocknung eines Gels hergestellt wird und damit eine gänzlich andere Porenstruktur aufweist. Es ist mechanisch stabiler und kann daher ohne Zerstörung der MikroStruktur gepreßt werden, weist aber eine höhere Wärmeleitfähigkeit als typische Aerogele im obigen Sinne auf. Die Oberfläche solcher Preßkörper ist sehr empfindlich und muß daher etwa durch Einsatz eines Binders an der Oberfläche gehärtet oder durch Kaschierung mit einer Folie geschützt werden. Weiter ist der entstehende Preßkörper nicht kompressibel.
Weiter wird in der DE-A-44 18 843 eine Matte aus einem faserverstärkten Aerogel beschrieben. Diese Matten weisen zwar durch den sehr hohen Aerogelanteil eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit auf, doch sind für ihre Herstellung auf Grund der oben beschriebenen Diffusionsprobleme relativ lange Herstellungszeiten notwendig. Insbesondere ist die Herstellung dickerer Matten nur durch Kombination mehrerer dünner Matten sinnvoll möglich und erfordert damit zusätzlichen Aufwand.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verbundmaterial auf der Basis von Aerogel-Granulat bereitzustellen, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist, das mechanisch stabil ist und die einfache Herstellung von Matten oder Platten erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundmaterial, das mindestens ein Gebilde aus Fasern und Aerogel-Partikeln aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Fasergebilde mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthält, mit dem die Aerogel-Partikel und durch das die Fasern im Gebilde untereinander verbunden sind, derart, daß diese thermoplastischen Fasern an der Oberfläche angeschmolzen wurden und dann bei Abkühlung zu einer Verbindung von Fasern untereinander als auch mit den Aerogel-Partikeln führen. Diese thermische Verfestigung sorgt für ein stabiles Fasergebilde und für eine Bindung der Aerogel-Partikel an die Faser.
Unter einem Gebilde von Fasern ist hier jedes Gebilde zu verstehen, das mit einer flächenbildenden Technik hergestellt werden kann. Beispiele für solche Flächengebilde sind Gewebe, Gelege, Gestricke, Gewirke und Vliese, wobei Vliese bevorzugt sind.
Als Vliese werden sogenannte Stapelfaservliese, d.h. Vliese mit Fasern endlicher Länge, sowie Spinnvliese, d.h. Vliese aus Endlosfasern, verstanden.
Bei den thermoplastischen Fasern, im folgenden erstes Fasermaterial genannt, handelt es sich um Fasern aus einem thermoplastischen, organischen Material, wie z.B. Polyolefinfasern, Polyamidfasern oder vorzugsweise Polyesterfasern. Die Fasern können runde, triiobale, pentaiobale, oktalobale, bändchen-, tannenbaum-, hantel- oder andere sternförmige Profile aufweisen. Ebenso können Hohlfasern verwendet werden. Das erste Fasermaterial kann glatt oder gekräuselt sein.
Zusätzlich kann das Fasergebilde noch mindestens ein weiteres Fasermaterial enthalten, das bei der thermischen Verfestigung mit den ersten Fasern aus thermoplastischem Material verbunden wird.
Dazu darf der Schmelzpunkt des Materials dieser Fasern nicht unter der Temperatur liegen, bei der das Vlies thermisch verfestigt wird. Bei den Fasern kann es sich sowohl um anorganische Fasern, wie z.B. Mineral- oder Glasfasern, als auch um organische Fasern, wie z.B. Polyolefin-, Polyamid- oder Polyesterfasern, oder Mischungen derselben, handeln. Vorzugsweise bestehen die weiteren Fasern aus dem gleichen Material wie die ersten Fasern, weisen jedoch ein anderes Profil, einen anderen Durchmesser, eine andere Kräuselung und/oder einen anderen Verstreckungsgrad auf.
Die Fasern können durch übliche Zusätze modifiziert sein, beispielsweise durch Antistatika, wie Ruß. Zur Reduktion des Strahlungsbeitrages zur Wärmeleitfähigkeit können die im Gebilde enthaltenen Fasern ein IR- Trübungsmittel wie z.B. Ruß, Titandioxid, Eisenoxiden oder Zirkondioxid sowie Mischungen derselben enthalten. Zur Farbgebung können die Fasern auch gefärbt sein. Der Durchmesser der im Verbundstoff verwendeten Fasern sollte vorzugsweise kleiner als der mittlere Durchmesser der Aerogel-Partikel sein, um einen hohen Anteil Aerogel in dem Fasergebilde binden zu können. Durch Wahl von sehr dünnen Faserdurchmessern lassen sich Matten herstellen, die sehr flexibel sind, während dickere Fasern durch ihre größere Biegesteifigkeit zu voluminöseren und starreren Matten führen.
Der Titer der Fasern sollte vorzugsweise zwischen 0,8 und 40 dtex liegen.
Es können auch Mischungen von Fasern aus verschiedenen Materialien, mit verschiedenen Profilen und/oder verschiedenen Titern verwendet werden. So führt eine Zumischung von dickeren Fasern zu einer größeren Biegesteifigkeit. Um einerseits eine gute Verfestigung des Vlieses zu erreichen, andererseits eine gute Haftung des Aerogel-Granulates sollte der Gewichtsanteil an erstem, thermoplastischem Fasermaterial zwischen 10 und 100 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 40 und 1 00 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfaseranteil, liegen.
Von den Spinnvliesen sind solche aus Fasern aus synthetischen Polymeren, sogenannte Spunbonds, die durch eine Wirrablage frisch schmelzgesponnener Filamente erzeugt werden, bevorzugt. Sie bestehen aus Endlos-Synthesefasern aus schmelzspinnbaren Polymermaterialien. Geeignete Polymermaterialien sind beispielsweise Polyamide, wie z.B. Polyhexamethylen-diadipamid, Polycaprolactam, aromatische oder teilaromatische Polyamide ( Aramide ), aliphatische Polyamide, wie z.B. Nylon, teilaromatische oder vollaromatische Polyester, Polyphenylensulfid (PPS), Polymere mit Ether- und Ketogruppen, wie z.B. Polyetherketone (PEK) und Polyetheretherketon (PEEK), oder Polybenzimidazole.
Bevorzugt bestehen die Spinnvliese aus schmelzspinnbaren Polyestern. Als Polyestermaterial kommen im Prinzip alle zur Faserherstellung geeigneten bekannten Typen in Betracht. Derartige Polyester bestehen überwiegend aus Bausteinen, die sich von aromatischen Dicarbonsäuren und von aliphatischen Diolen ableiten. Gängige aromatische Dicarbonsäurebausteine sind die zweiwertigen Reste von Benzoldicarbonsäuren, insbesondere der Terephthalsäure und der Isophthalsaure. Gängige Diole haben 2 bis 4 C-Atome, wobei das Ethylenglykol besonders geeignet ist. Besonders vorteilhaft sind Spinnvliese, die zu mindestens 85 mol % aus Polyethylenterephthalat bestehen. Die restlichen 1 5 mol % bauen sich dann aus Dicarbonsäureeinhβiten und Glykoleinheiten auf, die als sogenannte Modifizierungsmittel wirken und die es dem Fachmann gestatten, die physikalischen und chemischen Eigenschaften der hergestellten Filamente gezielt zu beeinflussen. Beispiele für solche Dicarbonsäureeinheiten sind Reste der Isophthalsaure oder von aliphatischen Dicarbonsäuren wie z.B. Glutarsäure, Adipinsaure, Sebazinsäure; Beispiele für modifizierend wirkende Diolreste sind solche von längerkettigen Diolen, z. B. von Propandiol oder Butandiol, von Di- oder Triethylenglykol oder, sofern in geringer Menge vorhanden, von Polyglykol mit einem Molgewicht von ca. 500 bis 2000. Besonders bevorzugt sind Polyester, die mindestens 95 mol % Polyethylenterephthalat (PET) enthalten, insbesondere solche aus unmodifiziertem PET.
Sollen die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien zusätzlich eine flammhemmende Wirkung haben, so ist es von Vorteil, wenn sie aus flammhemmend modifizierten Polyestern ersponnen wurden. Derartige flammhemmend modifizierten Polyester sind bekannt. Sie enthalten Zusätze von Halogenverbindungen, insbesondere Bromverbindungen, oder, was besonders vorteilhaft ist, sie enthalten Phosphonverbindungen, die in die Polyesterkette einkondensiert sind.
Besonders bevorzugt enthalten die Spinnvliese flammhemmend modifizierte Polyester, die in der Kette Baugruppen der Formel (I)
O 0
II II
•O-P-R-C — (l) worin R Alkylen oder Polymethyien mit 2 bis 6 C-Atomen oder Phenyl und R 1 Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, Aryl oder Aralkyl bedeutet, einkondensiert enthalten. Vorzugsweise bedeuten in der Formel (I) R Ethylen und R1 Methyl, Ethyl, Phenyl, oder o-, m- oder p-Methyl-phenyl, insbesondere Methyl. Derartige Spinnvliese werden z.B. in der DE-A-39 40 71 3 beschrieben.
Die in den Spinnvliesen enthaltenen Polyester haben vorzugsweise ein Molekulargewicht entsprechend einer intrinsischen Viskosität (IV), gemessen in einer Lösung von 1 g Polymer in 100 ml Dichloressigsäure bei 25°C, von 0,6 bis 1 ,4.
Die Einzeltiter der Polyesterfilamente im Spinnvlies betragen zwischen 1 und 1 6 dtex, vorzugsweise 2 bis 8 dtex.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Spinnvlies auch ein weiteres Fasermaterial als Trägerfasern enthalten. Derartige Spinnvliese sind beispielsweise in der EP-A-0, 446,822, der EP-A-0,530,769 und der EP-A- 0,590,629 beschrieben.
Beispiele für Polymere, von denen sich die Trägerfasern ableiten können, sind Polyacrylnitril, Polyolefine, wie Polyethylen, im wesentlichen aliphatische Polyamide, wie Nylon 6.6, im wesentlichen aromatische Polyamide (Aramide), wie Poly-(p-phenylenterephthalat) oder Copolymere enthaltend einen Anteil an aromatischen m-Diamineinheiten zur Verbesserung der Löslichkeit oder Poly-(m- phenylenisophthalat), im wesentlichen aromatische Polyester, wie Poly-(p- hydroxybenzoat) oder vorzugsweise im wesentlichen aliphatische Polyester, wie Polyethylenterephthalat.
Der Anteil der beiden Fasertypen zueinander kann in weiten Grenzen gewählt werden, wobei darauf zu achten ist, daß der Anteil der thermoplastischen Fasern so hoch gewählt wird, daß der Vliesstoff durch Verklebung der Trägerfasern mit den thermoplastischen Fasern eine für die gewünschte Anwendung ausreichende Festigkeit erhält. Der Anteil an thermoplastischen Fasern beträgt dann üblicherweise weniger als 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Vliesstoffes.
Als thermoplastische Fasermaterialien kommen insbesondere modifizierte Polyester mit einem gegenüber dem Vliesstoff-Rohstoff um 10 bis 50 °C, vorzugsweise 30 bis 50 °C abgesenkten Schmelzpunkt in Betracht. Beispiele für derartige Fasermaterialien sind Polypropylen, Polybutylenterephthalat oder durch Einkondensieren längerkettiger Diole und/oder von isophthalsaure oder aliphatischen Dicarbonsäuren modifiziertes Polyethylenterephthalat.
Vorzugsweise sind Trägerfasern und thermoplastische Fasern aus einer Polymerklasse aufgebaut. Darunter ist zu verstehen, daß alle eingesetzten Fasern aus einer Substanzklasse so ausgewählt werden, daß diese nach Gebrauch des Vlieses problemlos recycliert werden können.
Die Einzelfasertiter der Trägerfasern und der thermoplastischen Fasern können innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Beispiele für übliche Titerbereiche sind 1 bis 1 6 dtex, vorzugsweise 2 bis 6 dtex.
In einer weiteren Ausführungsform können die Spinnvliese nach einer mechanischen Verfestigung durch Vernadelung und/oder mittels Fluidstrahlen gegebenenfalls mit Hilfe eines chemischen Binders beispielsweise auf Basis eines Polyacrylats endverfestigt werden.
Das Flächengewicht des Spinnvlieses beträgt zwischen 20 und 500 g/m2, vorzugsweise 30 und 250 g/m2.
Der Volumenanteil des Aerogels im Verbundmaterial sollte möglichst hoch, mindestens 40 %, bevorzugt über 60 % sein. Um noch eine mechanische Stabilität des Verbundstoffes zu erreichen sollte der Anteil jedoch nicht über 95%, vorzugsweise nicht über 90 % liegen.
Geeignete Aerogele für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind solche auf der Basis von Metalloxiden, die für die Sol-Gel-Technik geeignet sind (CJ. Brinker, G.W. Scherer, Sol-Gel-Science, 1990, Kap. 2 und 3), wie beispielsweise Si- oder AI-Verbindungen oder solche auf der Basis organischer Stoffe, die für die Sol-Gel-Technik geeignet sind, wie beispielsweise 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, Zirkondioxid oder Mischungen derselben enthalten.
Darüber hinaus gilt, daß die thermische Leitfähigkeit der Aerogele mit zunehmender Porosität und abnehmender Dichte abnimmt. Aus diesem Grund sind Aerogele mit Porositäten über 60 % und Dichten unter 0,4 g/cm3 bevorzugt.
Die Wärmeleitfähigkeit des Aerogel-Granulats sollte weniger als 40 mW/mK, vorzugsweise weniger als 25 mW/mK, betragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Aerogel-Partikel hydrophobe Oberflächengruppen auf. Um einen späteren Kollaps der Aerogele durch Kondensation von Feuchtigkeit in den Poren zu vermeiden, ist es nämlich vorteilhaft, wenn auf der inneren Oberfläche der Aerogele hydrophobe Gruppen kovalent vorhanden sind, die unter Wassereinwirkung nicht abgespalten werden. Bevorzugte Gruppen zur dauerhaften Hydrophobisierung sind trisubstituierte Silylgruppen der allgemeinen Formel -Si(R)3, besonders bevorzugt Trialkyl- und/oder Triarylsilylgruppen, wobei jedes R unabhängig ein nicht reaktiver, organischer Rest wie CrC18 -Alkyl oder C6-C14-Aryl, vorzugsweise C^Cg-Alkyl oder Phenyl, insbesondere Methyl, Ethyl, Cyclohexyl oder Phenyl ist, der zusätzlich noch mit funktioneilen Gruppen substituiert sein kann. 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 Triaikylsilanderivat, wie z.B. einem Chlortrialkylsilan oder einem Hexaalkyldisilazan (vergleiche R. Her, The Chemistry of Silica, Wiley & Sons, 1 979), geschehen.
Die Größe der Körner richtet sich nach der Anwendung des Materials. Um jedoch einen hohen Anteil von Aerogel-Granulat binden zu können, sollten die Partikel größer als die Faserdurchmesser, vorzugsweise größer als 30 μm sein. Um eine hohe Stabilität zu erreichen sollte das Granulat nicht zu grobkörnig sein, vorzugsweise sollten die Körner kleiner als 2 cm sein.
Zur Erreichung hoher Aerogel-Volumenanteile kann vorzugsweise Granulat mit einer bimodalen Korngrößenverteilung verwendet werden. Weiter können auch andere geeignete Verteilungen Verwendung finden.
Die Brandklasse des Verbundmaterials wird durch die Brandklasse des Aerogels und der Fasern bestimmt. Um eine möglichst günstige Brandklasse des Verbundmaterials zu erhalten, sollten vorzugsweise schwerentflammbare Fasertypen, wie z.B. TREVIRA CS®, verwendet werden.
Besteht das Verbundmaterial nur aus dem Fasergebilde, das die Aerogel-Partikel enthält, kann bei mechanischer Beanspruchung des Verbundmaterials Aerogel- Granulat brechen oder sich von der Faser lösen, so daß Bruchstücke aus dem Gebilde herausfallen können.
Für bestimmte Anwendungen ist es daher vorteilhaft, wenn das Faservlies auf einer oder beiden Seiten mit jeweils mindestens einer Deckschicht versehen ist, wobei die Deckschichten gleich oder verschieden sein können. Die Deckschichten können beispielsweise bei der thermischen Verfestigung über die thermoplastischen Fasern mittels eines anderen Klebers verklebt werden, wobei die Deckschicht z.B. eine Kunststoffolie, vorzugsweise eine Metallfolie oder eine metallisierte Kunststoffolie sein kann. Ferner kann die jeweilige Deckschicht selbst aus mehreren Schichten bestehen.
Bevorzugt ist ein Faser-Aerogel-Verbundmaterial in Form von Matten oder Platten, das ein aerogelhaltiges Fasergebilde als Mittelschicht und auf beiden Seiten jeweils eine Deckschicht aufweist, wobei mindestens eine der Deckschichten Lagen aus feinen thermoplastischen Fasern enthält, und die einzelnen Faserschichten in sich und untereinander thermisch verfestigt sind. Die Deckschicht kann auch Bikomponentenfasern enthalten. Bikomponentenfasern sind Chemiefasern aus zwei festverbundenen Polymeren von unterschiedlichem chemischen und/oder physikalischem Aufbau, die Bereiche mit unterschiedlichen Schmelzpunkten, d.h. nieder- und höherschmelzende Bereiche aufweisen. Typischerweise weisen diese Fasern eine Kern-Mantel-Struktur, bei der die niedrigschmelzende Komponente den Mantel bildet, oder eine Side-by-side- Struktur auf.
Zur Auswahl der Fasern der Deckschicht gilt das gleiche wie für die Fasern des Fasergebildes, in das die Aerogel-Partikel eingebunden sind. Um eine möglichst dichte Deckschicht zu erhalten, sollten jedoch die Fasern Durchmesser kleiner als 30 μm, vorzugsweise kleiner als 15 μm, besitzen.
Um eine größere Stabilität oder Dichte der Oberflächenlagen zu erzielen, können die Lagen der Deckschichten vernadelt sein.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials bereitzustellen. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials wird im folgenden für die bevorzugten Faservlies ausführlich beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Zur Herstellung des Faservlieses werden entweder Stapelfasern in Form handelsüblicher Karden oder Krempeln oder Endlosfasern eingesetzt. Während das Vlies nach den dem Fachmann geläufigen Verfahren gelegt wird, wird das Aerogel-Granulat eingestreut. Beim Einbringen des Aerogel-Granulates in den Faserverbund ist auf eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Granulatkörner zu achten. Dies wird durch handelsübliche Streuvorrichtungen erreicht.
Bei Einsatz von Deckschichten kann auf einer Deckschicht das Faservlies unter Einstreuen des Aerogels gelegt werden, nach Beendigung dieses Vorgangs wird die obere Deckschicht aufgebracht.
Werden Deckschichten aus feinerem Fasermaterial verwendet, wird zunächst die untere Deckschicht aus feinen Fasern und/oder Bikomponentenfasern nach bekannten Verfahren gelegt und gegebenenfalls vernadelt. Darauf wird, wie oben geschildert, der aerogeihaltige Faserverbund aufgebracht. Für eine weitere, obere Deckschicht kann, wie für die untere Deckschicht, aus feinen Fasern und/oder Bikomponentenfasern eine Schicht gelegt und gegebenenfalls vernadelt werden.
Der resultierende Faserverbund wird gegebenenfalls unter Druck bei Temperaturen oberhalb der Schmelztemperatur des Fasermaterials mit der niedrigsten Schmelztemperatur thermisch verfestigt. Der Druck liegt zwischen Normaldruck und der Druckfestigkeit des verwendeten Aerogels. Die Dauer der Temperatureinwirkung ist dabei so kurz zu wählen, daß die Fasern nur oberflächlich anschmelzen.
Die ganzen Verarbeitungsvorgänge können bevorzugt kontinuierlich auf dem Fachmann bekannten Anlagen hergestellt werden. Die erfindungsgemäßen Platten und Matten eignen sich auf Grund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit als Wärmeisolationsmaterial.
Daneben können die erfindungsgemäßen Platten und Matten als Schallabsorptionsmaterialien direkt oder in Form von Resonanzabsorbern verwendet werden, da sie eine geringe Schallgeschwindigkeit und, verglichen mit monolithischen Aerogelen, eine höhere Schalldämpfung aufweisen. Zusätzlich zu der Dämpfung des Aerogelmaterials tritt nämlich je nach Permeabilität des Faservlieses eine zusätzliche Dämpfung durch Luftreibung zwischen den Poren in dem Fasergebilde auf. Die Permeabilität des Faservlieses kann durch Veränderung des Faserdurchmessers, der Vliesdichte und der Korngröße der Aerogel-Partikel beeinflußt werden. Enthält das Fasergebilde noch Deckschichten, so sollten diese Deckschichten ein Eindringen des Schalls in das Fasergebilde erlauben und nicht zu einer weitgehenden Reflexion des Schalls führen.
Die erfindungsgemäßen Platten und Matten eignen sich weiterhin auf Grund der Porosität des Fasergebildes und besonders der großen Porosität und spezifischen Oberfläche des Aerogels auch als Adsorptionsmaterialien für Flüssigkeiten, Dämpfe und Gase. Dabei kann durch Modifikation der Aerogel-Oberfläche eine spezifische Adsorption erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ohne dadurch jedoch beschränkt zu werden.
Beispiel 1 :
Aus 50 Gew.-% TREVIRA 290 0,8 dtex/38 mm hm und 50 Gew.-% TREVIRA Schmelzklebefaser 3,3 dtex/60 mm hm (Versuchsfaser) wurde ein Faservlies mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 gelegt. Während des Legens wurde ein Aerogel-Granulat auf der Basis von Tetraethylorthosilikat mit einer Dichte von 150 kg/m3 und einer Wärmeleitfähigkeit von 23 mW/mK mit Korngrößen von 1 bis 2 mm Durchmesser eingestreut.
Das so entstandene Vliesverbundmaterial wurde bei einer Temperatur von
160 °C für 5 Minuten thermisch verfestigt und auf eine Dicke von 1 ,4 cm komprimiert.
Die resultierende Platte ließ sich leicht biegen. Die Wärmeleitfähigkeit wurde mit einer Plattenmethode nach DIN 52612 Teil 1 zu 27 mW/mK bestimmt.
Beispiel 2:
Aus 50 Gew.-% TREVIRA 120 Stapelfasern mit einem Titer von 1 ,7 dtex, Länge 35 mm, spinnschwarz und 50 Gew.-% TREVIRA Schmelzklebefaser 3,3 dtex/60 mm hm (Versuchsfaser) wurde zunächst ein Vlies gelegt, das als untere Deckschicht diente. Diese Deckschicht hatte ein Flächengewicht von 100 g/m2. Darauf wurde als Mittelschicht ein Faservlies aus 50 Gew.-% TREVIRA 292, 40 dtex/60 mm hm und 50 Gew.-% TREVIRA Schmelzklebefaser 3,3 dtex/60 mm hm (Versuchsfaser) mit einem Flächengewicht von 100 g/m2 gelegt. Während des Legens wurde ein Aerogel-Granulat auf der Basis von Tetraethylorthosilikat mit einer Dichte von 150 kg/m3 und einer Wärmeleitfähigkeit von 23 mW/mK mit Korngrößen von 2 bis 4 mm Durchmesser eingestreut. Auf dieses aerogeihaltige Faservlies wurde eine Deckschicht gelegt, die wie die untere Deckschicht aufgebaut wurde.
Das so entstandene Verbundmaterial wurde bei einer Temperatur von 160°C für 5 Minuten thermisch verfestigt und auf eine Dicke von 1 ,5 cm komprimiert. Der Volumenanteil an Aerogel in der verfestigten Matte betrug 51 %. Die Wärmeleitfähigkeit wurde mit einer Plattenmethode nach DIN 52612 Teil 1 zu 29 mW/mK bestimmt.

Claims

Patentansprüche
1 . Verbundmaterial, das mindestens ein Gebilde aus Fasern und Aerogel- Partikel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergebilde mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthält, mit dem die Aerogel Partikel und durch das die Fasern im Gebilde untereinander verbunden sind.
2. Verbundmaterial gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergebilde ein Faservlies ist.
3. Verbundmaterial gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergebilde zusätzlich mindestens ein weiteres Fasermaterial enthält.
4. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Titer des thermoplastischen Fasermaterials im Bereich von 0,8 bis 40 dtex liegt.
5. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der Aerogel-Partikel im Verbundmaterial mindestens 40 Vol.-% beträgt.
6. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aerogel ein Si02-Aerogel ist.
7. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Fasermaterial und/oder die Aerogel-Partikel mindestens ein IR-Trübungsmittel enthalten.
8. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aerogel-Partikel Porositäten über 60 %, Dichten unter 0,4 g/cm3 und Wärmeleitfähigkeiten von weniger als 40 mW/mK, vorzugsweise weniger als 25 mW/mK, aufweisen.
9. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aerogel-Partikel hydrophobe Oberflächengruppen aufweisen.
10. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Faservlies auf einer oder beiden Seiten mit jeweils mindestens einer Deckschicht versehen ist, wobei die Deckschichten gleich oder verschieden sein können.
1 1 . Verbundmaterial gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten Kunststoffolien, Metallfolien, metallisierte Kunststoffolien oder vorzugsweise Vlieslagen aus feinen einfachen Fasern und/oder feinen Bikomponenten-Fasern, enthalten.
12. Verbundmaterial gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 1 1 in Form einer Platte oder Matte.
13. Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man in ein Fasergebilde, vorzugsweise ein Faservlies, das mindestens ein thermoplastisches Fasermaterial enthält, die Aerogel-Partikel einstreut und den resultierenden Faserverbund gegebenenfalls unter Druck bei Temperaturen oberhalb der niedrigsten Schmelztemperatur thermisch verfestigt.
14. Verwendung eines Verbundmaterials gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 1 2 zur Wärmedämmung, zur Schalldämpfung und/oder als Adsorptionsmaterial für Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten.
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