(57)【要約】  本発明によるエアロゲルは、粘土の表面上のシラノール部分；イソシアネート化合物Ａ；イソシアネート化合物Ｂ；環状エーテル化合物；溶媒Ａ；および溶媒Ｂを反応させることによって得られる。本発明によるエアロゲルは、良好な機械的特性および良好な断熱特性を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘土の表面上のシラノール部分；
イソシアネート化合物Ａ；
イソシアネート化合物Ｂ；
環状エーテル化合物；
溶媒Ａ；および
溶媒Ｂ
を反応させることによって得られるエアロゲル。
【請求項２】
前記エアロゲルが、触媒の存在下で得られる、請求項１に記載のエアロゲル。
【請求項３】
前記イソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂが、独立して、芳香族イソシアネート化合物または脂肪族イソシアネート化合物であり、好ましくは前記イソシアネート化合物Ａが芳香族イソシアネート化合物であり、前記イソシアネート化合物Ｂが脂肪族イソシアネート化合物である、請求項１または２に記載のエアロゲル。
【請求項４】
前記イソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂが、独立して、
【化１】
2019533745.tif 000028
（式中、Ｒ１は、単結合の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｓ（ＰＯ３）−、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基ならびにそれらの組合せからなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化２】
2019533745.tif 000029
（式中、Ｘは、置換基、または異なる置換基を表し、それぞれのフェニル環に２位、３位または４位で結合した、水素、ハロゲンおよび直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ６アルキル基、ならびにそれぞれの異性体からなる群から独立して選択され、Ｒ２は、単結合の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｓ（ＰＯ３）−、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基ならびにそれらの組合せからなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化３】
2019533745.tif 000030
（式中、Ｒ３は、独立して、アルキル、水素およびアルケニルからなる群から選択され、Ｙは、
2019533745.tif 000031
および
2019533745.tif 000032
からなる群から選択され、ｎは０〜３の整数である）；
【化４】
2019533745.tif 000033
（式中、Ｒ４は、独立して、アルキル、水素およびアルケニルからなる群から選択される）からなる群から選択され；
好ましくは、イソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂは、独立して、１，３，５−トリス（６−イソシアナトヘキシル）−１，３，５−トリアジナン−２，４，６−トリオン、６−［３−（６−イソシアナトヘキシル）−２，４−ジオキソ−１，３−ジアゼチジン−１−イル］ヘキシルＮ−（６−イソシアナトヘキシル）カルバメート、１，６−ジイソシアナトヘキサン、メチレンジフェニルジイソシアネート、１−［ビス（４−イソシアナトフェニル）メチル］−４−イソシアナトベンゼン、２，４−ジイソシアナト−１−メチル−ベンゼン、上記のオリゴマーおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項５】
前記環状エーテル化合物が、好ましくは、
【化５】
2019533745.tif 000034
（式中、Ｒ５は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基からなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化６】
2019533745.tif 000035
（式中、Ｒ６は、独立して、水素、ハロゲン、アルキルおよびアルケニルからなる群から選択され；ｎは１〜１０の整数である）；
【化７】
2019533745.tif 000036
（式中、Ｒ７は、独立して、水素、ヒドロキシル、ハロゲン、アルキルおよびアルケニルからなる群から選択される）；
【化８】
2019533745.tif 000037
（式中、ｎは０〜１６の整数である）；
【化９】
2019533745.tif 000038
（式中、Ｒ８は、置換基または異なる置換基を表し、それぞれのフェニル環に３、４または５位で結合した、水素、ハロゲンおよび直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ１５アルキルもしくはアルケニル基ならびにそれぞれの異性体からなる群から独立して選択され、ｐは１〜５の整数であり；ｎおよびｍは１〜１０の整数である）；
【化１０】
2019533745.tif 000039
（式中、ｎは０〜５の整数である）；
【化１１】
2019533745.tif 000040
（式中、ａおよびｂは独立して１〜１２であり；式中、ｘ１、ｘ２、ｘ３は独立して１〜２６であり、ｙ１、ｙ２、ｙ３は独立して０〜６であり、但し、ｙ１＋ｙ２＋ｙ３は少なくとも２であり、ｚ１、ｚ２、ｚ３は独立して０〜２５であり；式中、ｊ１、ｊ２、ｊ３は独立して１〜２６であり、ｋ１、ｋ２、ｋ３は独立して０〜６であり、但し、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３は少なくとも２であり、ｌ１、ｌ２、ｌ３は独立して０〜２５である）からなる群から選択されるエポキシ化合物であり；
より好ましくは、前記エポキシ化合物は、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル−４−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールグリシジルエーテル−脂肪族多官能エポキシ樹脂、４，４’−メチレンビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン）、２−［［４−［２−［４−（オキシラン−２−イルメトキシ）フェニル］プロパン−２−イル］フェノキシ］メチル］オキシランおよびポリ［（ｏ−クレジルグリシジルエーテル）−コ−ホルムアルデヒド］からなる群から選択され；
または、前記環状エーテル化合物は、好ましくは、
【化１２】
2019533745.tif 000041
（式中、Ｒ９は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基からなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）からなる群から選択されるオキセタン化合物であり；
より好ましくは、前記オキセタン化合物は、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼンおよびビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテルからなる群から選択される、請求項１〜４のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項６】
前記粘土が、好ましくは２：１層状ケイ酸塩からなる群から選択され、より好ましくはモンモリロナイトまたはセピオライトおよびそれらの混合物の小群から選択されるフィロケイ酸塩鉱物種である、請求項１〜５のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項７】
前記溶媒Ａおよび溶媒Ｂが、極性溶媒、好ましくは極性非プロトン性溶媒であり、より好ましくは溶媒Ａおよび溶媒Ｂは、独立して、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜６のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項８】
前記触媒が、アルキルアミン、芳香族アミン、イミダゾール誘導体、アザ化合物、グアニジン誘導体およびアミジンからなる群から選択され、好ましくは前記触媒が、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ベンジルジメチルアミン（ＤＭＢＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１−フェニルメタンアミン、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、４，４’−メチレン−ビス（２−エチル−５−メチルイミダゾール）、３，４，６，７，８，９−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン、２，３，４，６，７，８，９，１０−オクタヒドロピリミド［１，２−ａ］アゼピン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデス−７−エン（ＤＢＵ）、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デス−５−エン（ＴＢＤ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノン−５−エン、キヌクリジン、ジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項２〜７のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項９】
エポキシまたはオキセタン基とイソシアネート化合物Ａのイソシアネート基との当量比が、１５：１〜１：１５、好ましくは１０：１〜１：１０、より好ましくは５：１〜１：５である、請求項１〜８のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１０】
粘土含有量が、初期溶媒Ｂの重量の０．５〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは０．５〜１０重量％である、請求項１〜９のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１１】
触媒含有量が、イソシアネート化合物Ａおよび環状エーテル化合物の総重量の０．０１〜３０重量％、好ましくは０．１％〜２０重量％、より好ましくは１％〜１５重量％、より好ましくは１％〜１０重量％である、請求項２〜１０のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１２】
イソシアネート化合物Ａの含有量が、前記溶媒Ａの重量を基準として０．１〜６５％、好ましくは１〜４０％、より好ましくは２〜３０％であり；イソシアネート化合物Ｂの含有量が、前記溶媒Ｂの重量を基準として１〜６０％、好ましくは２〜４０％、より好ましくは５〜２５％である、請求項１〜１１のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１３】
前記エアロゲルが、総初期溶液（溶液Ａおよび溶液Ｂ）の総重量を基準として、４〜３２％、好ましくは５〜２０％、より好ましくは５〜１０％の固形分含有量を有する、請求項１〜１２のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１４】
溶媒Ａと溶媒Ｂとの体積比が、１０：１〜１：１０、好ましくは６：１〜１：６、より好ましくは３：１〜１：３である、請求項１〜１３のいずれかに記載のエアロゲル。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のエアロゲルを含む断熱材料および／または遮音材料。
【請求項１６】
断熱材料および／または遮音材料としての、請求項１〜１４のいずれかに記載のエアロゲルの使用。
【請求項１７】
極低温物質の保存のための断熱材料としての、請求項１６に記載のエアロゲルの使用。
【請求項１８】
請求項１〜１４のいずれかに記載のエアロゲルを調製するための方法であって：
１）溶媒Ａと溶媒Ｂとの混合物に粘土を添加し、高剪断速度で混合する工程；
２）工程１で調製された前記混合物に環状エーテル化合物を溶解する工程；
３）イソシアネート化合物Ｂを添加し、混合する工程；
４）イソシアネート化合物Ａを添加し、混合する工程；
５）存在する場合、触媒を添加し、混合する工程；
６）ゲルを形成するために前記混合物を放置する工程；
７）前記ゲルの前記溶媒をある溶媒と交換する工程；および
８）超臨界または周囲乾燥によって前記ゲルを乾燥させる工程、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘土の表面上のシラノール部分；イソシアネート化合物Ａ；イソシアネート化合物Ｂ；環状エーテル化合物；溶媒Ａ；および溶媒Ｂを反応させることによって得られるエアロゲルに関する。本発明によるエアロゲルは、良好な機械的特性および良好な断熱特性を有する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゲルは、収縮を引き起こすことなく湿潤ゲルの溶媒を気体に置き換えることを試みている間にＫｉｓｔｌｅｒによって発見された合成多孔質材料である。それ以来、製造プロセスを単純化し、エアロゲルを種々の用途に適するように変性するために、いくつかの種々の材料および乾燥技術が研究されてきた。
【０００３】
伝統的な断熱材は、主に、ガラス繊維、ミネラルウール、セルロース、押出または発泡ポリスチレンおよびポリウレタンフォームをベースとしている。それらの低い製造コストにもかかわらず、これらの断熱材料は性能に所定の制限を有する。一方、エアロゲルは異なるプロセスによって製造され、伝統的な断熱材に存在するものよりも著しく小さな細孔を有する、良好に開発されたナノ構造を有する材料をもたらす。この理由から、エアロゲルは伝統的な断熱材料よりも優れている。
【０００４】
断熱材の世界市場は、エネルギー節約に対するかなりの重視ならびに産業、家庭および輸送の効率を改善するための断熱の重要性の意識の高まりによって推進されている。いくつかの用途では、厚い断熱パネルを使用して熱伝達を減少させることが可能である。しかしながら、他の用途は、サイズ制限のために、より薄い断熱層を必要としてもよい。これらの場合、より薄い層で同じ断熱特性を得るためには、材料の熱伝導率は極めて低くなければならない。エアロゲルは、現在市場に出ている断熱材の中で最も低い熱伝導率を示す軽量材料である。それ故、対応する断熱特性を得ながら、断熱層の厚さを伝統的な断熱材料と比較して減少させることができる。また、いくつかの場合では、用途に応じて、高い機械的特性も必要とされる。
【０００５】
最も知られているエアロゲルは無機エアロゲルである。無機エアロゲル（主にシリカをベースとする）は非常に良好な断熱特性を示すが、無機エアロゲルは非常に脆く、相当な粉塵性を示す。シリカベースのエアロゲルの低い機械的特性は、一般に、明確に定義された狭い粒子間ネックに起因する。一方、有機エアロゲルは堅牢で機械的に安定しており、多くの用途にとっての利点を示す。しかしながら、有機エアロゲルの断熱特性は、シリカベースのエアロゲルのものほど良好ではない。無機エアロゲルについては、高い断熱特性にもかかわらず、脆性および不十分な機械的特性のために商品化が遅いことが認められている。
【０００６】
有機エアロゲルは、１９９０年代に出現し、溶液中で有機構築ブロックを架橋してゲルを生成することによって形成されるポリマーネットワークをベースとしている。最初の有機エアロゲルは、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂をベースとしたものであり、これはまた、熱分解によって炭素エアロゲルを調製するために使用することができる。有機エアロゲルを形成するための他の重要な材料は、ポリイミド、ポリアミドおよびポリウレアである。現在、セルロースなどのバイオポリマーから多数のエアロゲルがまた製造されている。これらの材料は通常、より耐久性があり、より良好な機械的特性を有するが、シリカベースのエアロゲルよりも劣った断熱性能を示す。
【０００７】
ハイブリッドエアロゲルは両方のアプローチを利用する。現在までに、無機材料を強化するための種々の戦略をベースとする幅広いエアロゲルランドスケープがある。無機エアロゲルの低い熱伝導率と有機エアロゲルの良好な機械的特性とを組み合わせるための種々の試みが記載されてきた。例えば、これらのシリカエアロゲルを有機ポリマーと架橋させることによって、または湿潤ゲルナノ構造の内部多孔質表面全体の上にポリマーコーティングをゲル化後にキャストすることによってである。この意味で、シリカベースのエアロゲルは、シリカ粒子の−ＯＨ官能化表面をイソシアネートと反応させてポリウレタンを得ることによってイソシアネートで強化された。これらの手段により、機械的特性は、純粋なシリカエアロゲルより３００倍まで増加した一方で、密度は３倍になった。同様の手法で、アミノ官能化シリカエアロゲルをイソシアネートと架橋してポリウレアを得た。これらのポリマー架橋エアロゲルは、低い熱伝導率を維持しながら、良好な機械的特性を組み合わせようとした。また、ポリイミドベースのエアロゲルは、アミノ官能化ポリシルセスキオキサンを用いて調製されており、これまでに報告されたシリカ強化材料と同程度かそれ以上の係数を有する材料を提供する。別のアプローチは、自立構造を得るために粘土粉末をポリマー鎖で架橋させることを含み、次いで乾燥させて多孔質構造を生み出すことができる。
【０００８】
上記に加えて、アルコキシシロキサン反応ブレンドへのポリ（ジメチルシロキサン）モノマーの組み込みを行い、ソフトおよびハードセグメントを有する無機材料を得た。
【０００９】
別の戦略は、異なる材料特性を有する異なる材料を一緒に共重合することである。実際、いくつかのポリマーの共重合は、反応で起こる異なるモノマーの特性の組合せをベースとする最終的なポリマーネットワークの特性を改善するために採用される技術である。例えば、ポリアミドおよび尿素のコポリマーを得る、尿素結合によるポリイミドの架橋。架橋ポリアミド−尿素エアロゲルは、尿素結合の存在により、ポリアミドエアロゲルと比較して増加した柔軟性を有することが実証されている。また、低収縮が実証された。欠点として、合成はカスタマイズされた反応物を必要とし、いくつかの工程を含む。別の例は、ベンズオキサジンを他のモノマーと架橋してポリベンズオキサジン−コポリマーエアロゲルを得ることである。ベンズオキサジンおよびコモノマー、例えばエポキシ樹脂、二無水物、ジカルボン酸およびジイソシアネートの混合物が合成されている。得られるエアロゲルは、純粋なポリベンズオキサジンエアロゲルと比較して減少した脆さを有する。しかしながら、これらのエアロゲルを得るためには比較的長い反応時間および高温が必要とされる。
【００１０】
ゾル−ゲル化学から多孔質構造を得るために種々の乾燥技術も研究されてきた（図１はエアロゲルの形成における工程を示している）。これらの乾燥プロセスは亜臨界および超臨界乾燥技術として分類することができる。亜臨界乾燥のための主な方法は周囲乾燥であり、適切な溶媒および温度条件の選択を必要とする。最も有効な乾燥方法は超臨界乾燥であり、これは亜臨界乾燥の問題を克服する。そのプロセスは、超臨界流体を使用することによって初期溶媒を除去することを利用する。これらの手段によって、その蒸発のために溶媒によって及ぼされる毛細管力が最小化され、大きな内部隙間空間を有する構造が達成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の全ての戦略は、エアロゲルの特性の顕著な向上をもたらしたが、機械的特性が改善されつつ、優れた断熱特性を有するエアロゲルが依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、粘土の表面上のシラノール部分；イソシアネート化合物Ａ；イソシアネート化合物Ｂ；環状エーテル化合物；溶媒Ａ；および溶媒Ｂを反応させることによって得られるエアロゲルに関する。
【００１３】
本発明はまた、本発明によるエアロゲルを含む断熱材料および／または遮音材料に関する。
【００１４】
本発明は、断熱材料および／または遮音材料としての本発明によるエアロゲルの使用を包含する。
【００１５】
本発明はまた、本発明によるエアロゲルを調製するための方法であって：１）溶媒Ａと溶媒Ｂとの混合物に粘土を添加し、高剪断速度で混合する工程；２）工程１で調製された混合物に環状エーテル化合物を溶解する工程；３）イソシアネート化合物Ｂを添加し、混合する工程；４）イソシアネート化合物Ａを添加し、混合する工程；５）存在する場合、触媒を添加し、混合する工程；６）ゲルを形成するために混合物を放置する工程；７）前記ゲルの溶媒をある溶媒と交換する工程；および８）超臨界または周囲乾燥によって前記ゲルを乾燥させる工程を含む、方法を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エアロゲルの形成の工程を示している。
【図２】本発明によるエアロゲルの形成を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の節において本発明をより詳細に説明する。そのように説明された各態様は、そうでないことが明確に示されていない限り、任意の他の１つの態様または複数の態様と組み合わせてもよい。特に、好ましいまたは有利であると示された任意の特徴は、好ましいまたは有利であると示された任意の他の１つまたは複数の特徴と組み合わせてもよい。
【００１８】
本発明の文脈において、使用される用語は、文脈が他に指示しない限り、以下の定義に従って解釈されたい。
【００１９】
本明細書中で用いられる場合、単数形「ａ」「ａｎ」（ある）、および「ｔｈｅ」（該）は、文脈が明瞭にそうでないことを指示するのでなければ、単数および複数の指示対象を共に含む。
【００２０】
本明細書中で用いられる用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」（含んでいる）、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」（含む）および「ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ」（含んでなる）は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」（包含している）、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」（包含する）または「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」（含有している）、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」（含有する）と同義であって、包括的であるか、または非限定的であって、追加の記載されていない部材、エレメントまたは方法工程を排除しない。
【００２１】
数値の終点の列挙は、列挙された終点だけでなく、それぞれの範囲内に包含される全ての数および分数を含む。
【００２２】
本明細書で言及される全ての百分率、部、割合などは、そうでないことが示さない限り、重量に基づく。
【００２３】
量、濃度または他の数値もしくはパラメータが範囲、好ましい範囲、または好ましい上限値および好ましい下限値の形態で表される場合、任意の上限値または好ましい値を任意の下限値または好ましい値と組み合わせることによって得られる任意の範囲は、得られた範囲が文脈で明確に記述されているかどうかを考慮することなく、具体的に開示されるものと理解されるべきである。
【００２４】
本明細書で引用された全ての参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００２５】
定義されない限り、技術的および科学的用語を含む、本発明の開示において使用される全ての用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般的に理解される意味を有する。更なる指針によって、本発明の教示をより良好に理解するために用語定義が含まれる。
【００２６】
本発明の目的は、無機エアロゲルの脆性を克服する一方で、その良好な断熱特性を維持するエアロゲル材料を提供することである。本発明による方法では、ゲル化は、ポリイソシアネートを環状エーテル基と、ポリイソシアネートを粘土の表面上のシラノール部分と反応させることによって行われる。得られるコポリマー３Ｄネットワークは、有機および無機材料の特性の組合せを示す。本発明によるエアロゲルは、調節可能な機械的特性および存在しない粉塵性と共に、良好な熱的性能を有する。
【００２７】
また、本発明によるエアロゲルの形態は、使用される化学物質の比を調節することによって変性することができる。例えば、イソシアネートおよび環状エーテルポリマーネットワークをベースとする有機エアロゲルは、球状の形態を有し、前記粒子はナノメートルサイズのものである。一方、溶媒の存在下でイソシアネート化合物と粘土を反応させることによって得られるハイブリッドエアロゲルは、相互接続されたナノメートル繊維のフィブリル構造を示す。
【００２８】
更に、本発明によるエアロゲルは、それらを調製するために必要とされる穏やかなゲル化条件のために、異なる材料で容易に強化することができる。
【００２９】
「湿潤ゲル」という用語は、本明細書では、溶媒が超臨界条件によってまだ抽出されていない間に、試薬を混合し反応させた後に得られるゲルを意味する。
【００３０】
「エアロゲル」という用語は、本明細書では、超臨界条件下で湿潤ゲルの溶媒を乾燥させた後に得られる材料を意味する。
【００３１】
本発明によるエアロゲルは、粘土の表面上のシラノール部分と；イソシアネート化合物Ａと；イソシアネート化合物Ｂと；環状エーテル化合物と；溶媒Ａと；溶媒Ｂとを反応させることによって得られる。
【００３２】
イソシアネート化合物Ｂは、粘土の表面上のシラノール部分と反応してポリウレタン成分を形成する。しかし、イソシアネート化合物Ｂは、ポリウレアおよびポリイソシアヌレート成分も形成してもよいが、副反応としてより少ない程度である。一方、イソシアネート化合物Ａは環状エーテル化合物と反応してポリウレタンを形成し、これは本発明によるエアロゲルのコポリマーハイブリッドネットワークの一部である。
【００３３】
図２は、本発明によるエアロゲルの形成を示している。より具体的には、図２は、どのように溶液Ａおよび溶液Ｂが異なる体積比で混合され、その後にポリウレタンおよびポリウレアのハイブリッドネットワークがより少ない程度で得られるかを示している。
【００３４】
本発明で使用するのに好適なイソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂは、独立して、芳香族イソシアネート化合物または脂肪族イソシアネート化合物である。好ましくは、前記イソシアネート化合物Ａは芳香族イソシアネート化合物であり、前記イソシアネート化合物Ｂは脂肪族イソシアネート化合物である。
【００３５】
脂肪族イソシアネート化合物Ｂ（脂肪族）のエポキシ化合物に対する反応性は低く、そのため、イソシアネート化合物Ａ（芳香族）の大部分はエポキシと反応し、一方でイソシアネート化合物Ｂの大部分は粘土の表面上のシラノール部分と反応すると予想される。しかしながら、芳香族イソシアネート化合物Ａの粘土に対する反応も可能であるが、小さな副反応としてのみである。
【００３６】
本発明で使用するのに好適なイソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂは、独立して、
【化１】
2019533745.tif 000002
（式中、Ｒ１は、単結合の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｓ（ＰＯ３）−、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基ならびにそれらの組合せからなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化２】
2019533745.tif 000003
（式中、Ｘは、置換基、または異なる置換基を表し、それぞれのフェニル環に２位、３位または４位で結合した、水素、ハロゲンおよび直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ６アルキル基、ならびにそれぞれの異性体からなる群から独立して選択され、Ｒ２は、単結合の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｓ（ＰＯ３）−、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基ならびにそれらの組合せからなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化３】
2019533745.tif 000004
（式中、Ｒ３は、独立して、アルキル、水素およびアルケニルからなる群から選択され、Ｙは、
2019533745.tif 000005
および
2019533745.tif 000006
からなる群から選択され、ｎは０〜３の整数である）；
【化４】
2019533745.tif 000007
（式中、Ｒ４は、独立して、アルキル、水素およびアルケニルからなる群から選択される）からなる群から選択される。
【００３７】
好ましくは、イソシアネート化合物Ａおよびイソシアネート化合物Ｂは、独立して、１，３，５−トリス（６−イソシアナトヘキシル）−１，３，５−トリアジナン−２，４，６−トリオン、６−［３−（６−イソシアナトヘキシル）−２，４−ジオキソ−１，３−ジアゼチジン−１−イル］ヘキシルＮ−（６−イソシアナトヘキシル）カルバメート、１，６−ジイソシアナトヘキサン、メチレンジフェニルジイソシアネート、１−［ビス（４−イソシアナトフェニル）メチル］−４−イソシアナトベンゼン、２，４−ジイソシアナト−１−メチル−ベンゼン、上記のオリゴマーおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００３８】
より好ましくは、イソシアネート化合物Ａは芳香族イソシアネート化合物であり、メチレンジフェニルジイソシアネート、１−［ビス（４−イソシアナトフェニル）メチル］−４−イソシアナトベンゼン、２，４−ジイソシアナト−１−メチル−ベンゼン、上記のオリゴマーおよびそれらの混合物からなる群から選択され；イソシアネート化合物Ｂは脂肪族イソシアネート化合物であり、１，３，５−トリス（６−イソシアナトヘキシル）−１，３，５−トリアジナン−２，４，６−トリオン、６−［３−（６−イソシアナトヘキシル）−２，４−ジオキソ−１，３−ジアゼチジン−１−イル］ヘキシルＮ−（６−イソシアナトヘキシル）カルバメート、１，６−ジイソシアナトヘキサン、上記のオリゴマーおよびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００３９】
本発明で使用するための商業的に利用可能なイソシアネートには、Ｂａｙｅｒ製のＤｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３２００、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＩＬ、およびＤｅｓｍｏｄｕｒ  ＨＬ；Ｍｅｒｃｋ製のジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）；およびＳａｐｉｃｉ製のＰｏｌｕｒｅｎｅ  ＫＣ、Ｐｏｌｕｒｅｎｅ  ＨＲ、ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＶＯＲＡＳＴＡＲ  ＨＢ６０４２が含まれるがこれらに限定されない。
【００４０】
本発明によるエアロゲルは、溶媒Ａの重量を基準として０．１〜６５％、好ましくは１〜４０％、より好ましくは２〜３０％のイソシアネート化合物Ａ含有量を有する。
【００４１】
本発明によるエアロゲルは、溶媒Ｂの重量を基準として１〜６０％、好ましくは２〜４０％、より好ましくは５〜２５％のイソシアネート化合物Ｂ含有量を有する。
【００４２】
これらの範囲は、所望の材料を得ることができるので好ましい：低い熱伝導率および収縮。また、材料の形態は、先行技術に記載されているエアロゲルとは異なる。エアロゲルがイソシアネート化合物ＡまたはＢの量を超える場合、得られる材料は過度に高い熱伝導率と組み合わせてより高い密度を有するであろう。
【００４３】
環状エーテル化合物はイソシアネート化合物Ａと反応してウレタンを形成し、これは本発明によるエアロゲルのコポリマーハイブリッドネットワークの一部である。本発明で使用するのに好適な環状エーテル化合物は、エポキシ化合物またはオキセタン化合物である。
【００４４】
環状エーテル化合物がエポキシ化合部である場合、それは好ましくは、
【化５】
2019533745.tif 000008
（式中、Ｒ５は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基からなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）；
【化６】
2019533745.tif 000009
（式中、Ｒ６は、独立して、水素、ハロゲン、アルキルおよびアルケニルからなる群から選択され；ｎは１〜１０の整数である）；
【化７】
2019533745.tif 000010
（式中、Ｒ７は、独立して、水素、ヒドロキシル、ハロゲン、アルキルおよびアルケニルからなる群から選択される）；
【化８】
2019533745.tif 000011
（式中、ｎは０〜１６の整数である）；
【化９】
2019533745.tif 000012
（式中、Ｒ８は、置換基または異なる置換基を表し、それぞれのフェニル環に３、４または５位で結合した、水素、ハロゲンおよび直鎖または分岐Ｃ１〜Ｃ１５アルキルもしくはアルケニル基ならびにそれぞれの異性体からなる群から独立して選択され、ｐは１〜５の整数であり；ｎおよびｍは１〜１０の整数である）；
【化１０】
2019533745.tif 000013
（式中、ｎは０〜５の整数である）；
【化１１】
2019533745.tif 000014
（式中、ａおよびｂは独立して１〜１２であり；式中、ｘ１、ｘ２、ｘ３は独立して１〜２６であり、ｙ１、ｙ２、ｙ３は独立して０〜６であり、但し、ｙ１＋ｙ２＋ｙ３は少なくとも２であり、ｚ１、ｚ２、ｚ３は独立して０〜２５であり；式中、ｊ１、ｊ２、ｊ３は独立して１〜２６であり、ｋ１、ｋ２、ｋ３は独立して０〜６であり、但し、ｋ１＋ｋ２＋ｋ３は少なくとも２であり、ｌ１、ｌ２、ｌ３は独立して０〜２５である）からなる群から選択される。
【００４５】
好ましい実施形態では、式（３１）または（３２）によって表される化合物は、個々の鎖において２８個を超える炭素原子を有しなくてもよく、例えば、ｘ１、ｙ１およびｚ１を含有する鎖において、カルボニルの炭素から出発して、ｘ１、ｙ１およびｚ１は鎖が２８個以下の炭素原子を有するような値を有する。
【００４６】
より好ましくは、前記エポキシ化合物は、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル−４−グリシジルオキシアニリン、ソルビトールグリシジルエーテル−脂肪族多官能エポキシ樹脂、４，４’−メチレンビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン）、２−［［４−［２−［４−（オキシラン−２−イルメトキシ）フェニル］プロパン−２−イル］フェノキシ］メチル］オキシランおよびポリ［（ｏ−クレジルグリシジルエーテル）−コ−ホルムアルデヒド］からなる群から選択される。
【００４７】
本発明で使用するのに好適な商業的に利用可能なエポキシ化合物には、１，４ブタンジオールジグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ２１）、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ２２）、エチレングリコールジグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＥＤＧＥ）、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ２３）、１，６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ２５）、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ３０）、ポリグリセロール−３−ポリグリシジルエーテル（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ３８）、ソルビトールグリシジルエーテル−脂肪族多官能エポキシ樹脂（ＥｒｉｓｙｓＴＭＧＥ６０）、フェノールノボラックエポキシ樹脂（ＥｐａｌｌｏｙＴＭ８２２０、８２３０、８２４０、８２５０、８２８０、８３３０、８３５０、８３７０）（ＣＶＣ  Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ  ｒｅｓｉｎｓ製）；１，１，２，２−テトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンのテトラグリシジルエーテル（Ａｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＸＢ−４３９９−３）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−メチレンビスベンゼンアミン（Ａｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＭＹ７２０）、トリス−（ヒドロキシルフェニル）メタンをベースとするエポキシ樹脂（Ｔａｃｔｉｘ（登録商標）７４２）、メタ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル（Ａｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＭＹ０６１０、ＭＹ０６００）、パラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル（Ａｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＭＹ０５１０、ＭＹ０５００）、ビスフェノールＡをベースとするエポキシ樹脂（Ａｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＧＹ６００４、ＧＹ６００５、ＧＹ９５１３、ＧＹ９５８０、ＧＹ９６１３、ＧＹ９６１５、ＧＴ６２４３、ＧＴ４２４８、ＧＴ６０９７、ＧＴ７０７２、Ｔａｃｔｉｘ（登録商標）１２３）およびフェノールノボラックエポキシ樹脂（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＥＰＮ  １１７９、１１８０）およびＡｒａｌｄｉｔｅ（登録商標）ＣＹ５６２２（Ｈｕｎｔｓｍａｎ製）；ビスフェノールＡをベースとするエポキシ樹脂（Ｄ．Ｅ．Ｒ．ＴＭ３１７、３３０、３３１、３３２、３３７、３６２、３８３）およびポリプロピレングリコールエポキシ（Ｄ．Ｅ．Ｒ．ＴＭ７３２、７３６）、フェノールノボラックエポキシ樹脂（Ｄ．Ｅ．Ｎ．ＴＭ４２５、４３１、４３８、４３９、４４０）（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ（ＮＣ−５４７、ＮＣ−５１４およびＮＣ−５１４Ｓ）（Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ製）；Ｅｐｉｃｌｏｎ（ＨＰ−５０００、ＨＰ７２００ＨおよびＨＰ−９５００）（ＤＩＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）；ヒマシ油トリグリシジルエーテル（Ｅｒｉｓｙｓ  ＧＥ３５）（ＣＶＣ  ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ製）；ＣＥＲ  ４２２１（ＤＫＳＨ製）；エポキシ化パーム油、エポキシ化ダイズ油（Ｖｉｋｏｆｌｅｘ  ７１７０）およびエポキシ化アマニ油（Ｖｉｋｏｆｌｅｘ  ７１９０）（Ａｒｋｅｍａ製）が含まれるがこれらに限定されない。
【００４８】
環状エーテル化合物がオキセタン化合部である場合、それは好ましくは、
【化１２】
2019533745.tif 000015
（式中、Ｒ９は、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０アルキル基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０シクロアルキル基、置換または非置換アリール基、置換または非置換Ｃ７〜Ｃ３０アルキルアリール基、置換または非置換Ｃ３〜Ｃ３０ヘテロシクロアルキル基および置換または非置換Ｃ１〜Ｃ３０ヘテロアルキル基からなる群から選択され；ｎは１〜３０の整数である）からなる群から選択される。
【００４９】
より好ましくは、前記オキセタン化合物は、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼンおよびビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテルからなる群から選択される。
【００５０】
本発明で使用するのに好適な商業的に利用可能なオキセタン化合物には、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン（Ｅｔｅｒｎａｃｏｌｌ  ＯＸＢＰ）、ビス［（３−エチル−３−オキセタニル）メチル］テレフタレート（Ｅｔｅｒｎａｃｏｌｌ  ＯＸＴＰ）、ビス［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル（Ａｒｏｎ  ＯＸＴ  ２２１）、および１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン（Ａｒｏｎ  ＯＸＴ  １２１）（Ｔｏａｇｏｓｅｉ  Ａｍｅｒｉｃａ  ＩＮＣ製）が含まれるがこれらに限定されない。
【００５１】
本発明によるエアロゲルは、初期溶媒Ａの重量の０．１〜６５重量％、好ましくは１〜４０％、より好ましくは２〜３０％の環状エーテル含有量を有する。
【００５２】
本発明によるエアロゲルは、１５：１〜１：１５、好ましくは１０：１〜１：１０、より好ましくは５：１〜１：５の、エポキシまたはオキセタン基とイソシアネート化合物Ａのイソシアネート基との当量比を有する。
【００５３】
好ましい比は、得られるエアロゲルが低い熱伝導率およびより少ない収縮を有するので望ましい。２０：１または１：２０または５０：１または１：５０などのより高い比で得られるエアロゲルはより多くの未反応化合物を含有するであろう。
【００５４】
本発明によるエアロゲルは、イソシアネート化合物Ｂおよび粘土の表面上のシラノール部分を反応させて、本発明によるエアロゲルのハイブリッドネットワークの一部であるポリウレタン成分を形成することによって得られる。しかし、それはまた、ポリウレアおよびポリイソシアヌレート成分も形成してもよいが、より少ない程度である。
【００５５】
粘土は、特に層間剥離状態にある場合、非常に高いアスペクト比が達成されるので、最終材料特性に大きな影響を及ぼす。また、適切に分散され、整列した粘土小板は、剛性を向上させるのに非常に効果的であることが証明されている。そのため、粘土ベースのエアロゲルは、無機および有機材料からの両方の利点を組み合わせることができる。低い熱伝導率および良好な機械的特性が維持される一方で、粉塵性は最小限に抑えられる。
【００５６】
粘土は、天然で親水性のアルミノケイ酸塩鉱物の部類である。粘土はいくつかのアルミノケイ酸塩小板を含有する。各小板は、間に挟まれた酸化アルミニウム層を有する２つのケイ酸塩層によって形成される。いくつかのアルミニウム原子は、マグネシウムによって置き換えられ、全体的な負電荷を生成する。Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｃａ２＋などのような小さなイオンは、小板の間のギャラリー内に留まり、電荷を相殺する。有機粘土では、これらのカチオンは、炭化水素置換基を有する第４級アンモニウム塩に存在する。各小板のアスペクト比は非常に高い。横寸法はミクロンサイズの範囲内にあり、一方で厚さは約１ナノメートルである。強い静電相互作用は小板を積層し、凝集体およびタクトイドを一緒に形成する。
【００５７】
粘土を溶媒またはポリマーと接触させた場合、２つの主な状況を得ることができる：１）溶媒またはポリマーが２つの異なる小板の間に位置するインターカレーション；２）小板が剥離され、連続溶媒またはポリマーマトリックス中に分散される層間剥離。溶媒または疎水性ポリマーの存在下での層間剥離を促すため、粘土を有機的に変性することができる。そのような有機粘土では、ギャラリー間のカチオンは、第４級アルキルアンモニウムによって置き換えられ、有機系とのそれらの相溶性を増大させる。
【００５８】
本発明によれば、粘土の表面上に位置するシラノール基とイソシアネート化合物Ｂのイソシアネート基との間の反応によって形成されるネットワークを達成するために、粘土は反応前に層間剥離されなければならない。
【００５９】
層間剥離は、凝集した小板の間に閉じ込められたシラノール基がイソシアネートと反応することを可能にする。そのため、分散および層間剥離は、所望のエアロゲルを達成するために、エアロゲル調製プロセス中の重要な工程である。その上、高度の層間剥離が達成された場合にのみ、粘土の存在による最終材料の特性の向上が観察される。
【００６０】
本発明で使用するのに好適な粘土は、粘土の非水性媒体との相溶性を向上させるために、主に有機的に変性される。しかしながら、非変性粘土もまた、いくつかの非水性溶媒中でエアロゲルを提供してもよい。
【００６１】
本発明によるエアロゲルでは、粘土自体が架橋ブリッジを介してエアロゲルの強力な３Ｄネットワークの形成を促進するのを助けている。ゲル形成を指示する適切な超分子相互作用を得るために、粘土、反応性イソシアネート化合物ＡおよびＢ、反応性環状エーテル、固形分含有量ならびに溶媒の間の良好な妥協点を慎重に設計する必要がある。
【００６２】
本発明で使用するのに好適な粘土は、フィロケイ酸塩鉱物種である。好ましくは、粘土は、２：１層状ケイ酸塩からなる群から選択され、より好ましくはモンモリロナイトまたはセピオライトおよびそれらの混合物の副次群から選択される。
【００６３】
非常に好ましい実施形態では、粘土は、第４級アンモニウムアルキルおよび／またはアリール変性粘土である。
【００６４】
好ましい粘土は、良好な分散性および良好な溶媒相溶性を有し、これは均質な材料をもたらす。
【００６５】
本発明で使用するための商業的に利用可能な粘土の例には、Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ、Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＭＰＺ、Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＰ、Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＭＰ２５０、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  ３０Ｂ、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  １０Ａ、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  １５、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  ２０、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  ９３、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ  １１６、Ｏｐｔｉｇｅｌ  ＣＬ、Ｃｌａｙｔｏｎｅ  ＡＦ、Ｃｌａｙｔｏｎｅ  ４０、Ｌａｐｏｎｉｔｅ  ＥＰ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ  Ｂ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ  ＲＤ、Ｌａｐｏｎｉｔｅ  ＲＤＳおよびＧａｒａｍｉｔｅ  １９５８（ＢＹＫ製）；Ｎａｎｏｃｏｒ  Ｉ３０ＰおよびＮａｎｏｃｏｒ  ＰＧＮ（Ｎａｎｏｃｏｒ製）；Ｐａｎｇｅｌ  Ｓ９、Ｐａｎｇｅｌ  Ｗ、Ｐａｎｇｅｌ  ２０Ｂ、Ｐａｎｇｅｌ  ４０Ｂ  Ｐａｎｓｉｌ  ４００（Ｔｏｌｓａ製）が含まれるがこれらに限定されない。
【００６６】
本発明によるエアロゲルは、初期溶媒Ｂの重量の０．５〜３０重量％、好ましくは０．５〜２０％、より好ましくは０．５〜１０％の粘土含有量を有する。
【００６７】
粘土含有量が０．５％未満の場合、得られるゲルは不十分な性能を有する。一方、粘土含有量が３０％より高い場合、得られるゲルは、より高い密度および過度に高い熱伝導率を有するであろう。
【００６８】
本発明によるエアロゲルは、溶媒Ａおよび溶媒Ｂの存在下で得られる。溶媒Ａおよび溶媒Ｂは、同じまたは異なる溶媒であることができる。好ましくは、溶媒Ａおよび溶媒Ｂは同じ溶媒である。
【００６９】
本発明で使用するのに好適な溶媒は極性溶媒、好ましくは非プロトン性極性溶媒である。好ましくは、溶媒Ａおよび溶媒Ｂは極性溶媒、好ましくは極性非プロトン性溶媒である。より好ましくは、溶媒Ａおよび溶媒Ｂは、独立して、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００７０】
本発明によるエアロゲルは、１０：１〜１：１０、好ましくは６：１〜１：６、より好ましくは３：１〜１：３の溶液Ａと溶液Ｂとの体積比を有する。
【００７１】
本発明によるエアロゲルは、触媒の存在下で得られてもよい。触媒の存在は反応条件に依存する。
【００７２】
触媒は、総固形分含有量が２０％未満である場合に必要とされ、これは、より低い固形分含有量ではゲル化時間が増加するためである。しかし、通常の条件では、触媒は、ゲル化時間を速め、反応性を制御するために使用される。
【００７３】
本発明で使用するのに好適な触媒は、アルキルアミン、芳香族アミン、イミダゾール誘導体、アザ化合物、グアニジン誘導体およびアミジンからなる群から選択され、好ましくは前記触媒は、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ベンジルジメチルアミン（ＤＭＢＡ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１−フェニルメタンアミン、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、４，４’−メチレン−ビス（２−エチル−５−メチルイミダゾール）、３，４，６，７，８，９−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン、２，３，４，６，７，８，９，１０−オクタヒドロピリミド［１，２−ａ］アゼピン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデス−７−エン（ＤＢＵ）、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デス−５−エン（ＴＢＤ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノン−５−エン、キヌクリジン、ジブチルスズジラウレート（ＤＢＴＤＬ）およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００７４】
触媒が存在する場合、触媒含有量は、イソシアネート化合物Ａおよび環状エーテル化合物の総重量の０．０１〜３０重量％、好ましくは０．１〜２０％、より好ましくは１〜１５％、より好ましくは１〜１０％である。
【００７５】
エアロゲルの機械的特性を改善するために、種々の材料を構造強化剤として使用することができる。エアロゲルを強化するために、反応物の全てが溶解した後であるがゲル化が開始する前に、強化剤が合成に導入される。これにより、系内での強化剤の均一な分布が可能になる。
【００７６】
別の実施形態では、強化剤はまた、他の反応物の添加前または添加中に合成に導入してもよい。
【００７７】
そのため、本発明によるエアロゲルは、少なくとも１つの強化剤を更に含んでもよく、前記強化剤は、繊維、粒子、不織布および織物繊維布、ガラス繊維チョップドストランドマット、３Ｄ構造体およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００７８】
より具体的に好適な強化剤は、ハニカムコア（アラミド繊維または他のものをベースとする）、ガラス繊維、グラスウールセルロース繊維、ジュート繊維布、カーボンブラックまたは他のものを含んでもよい。
【００７９】
本発明によるエアロゲルは、総初期溶液の総重量を基準として、４〜３２％、好ましくは５〜２０％、より好ましくは５〜１０％の固形分含有量を有する。この文脈では、総初期溶液は、溶液Ａおよび溶液Ｂの合計を意味する。
【００８０】
固形分含有量が４％未満の場合、ゲル化が観察されず、一方で固形分含有量が３２％を超える場合、熱伝導率が過度に上昇する。
【００８１】
本発明によるエアロゲルは、７５ｍＷ／ｍ・Ｋ未満、好ましくは５５ｍＷ／ｍ・Ｋ未満、より好ましくは５０ｍＷ／ｍ・Ｋ未満、更により好ましくは４０ｍＷ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する。熱伝導率は、以下に記載されるように、拡散センサ法によって測定される。
【００８２】
拡散センサ法：
熱伝導率は拡散センサを使用することによって測定される。熱源および測定センサは装置の同じ側にある。センサは、センサから材料全体に拡散する熱を測定する。拡散センサ法は実験室規模の試験に適している。使用された拡散センサは、Ｃ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉ（Ｃ−Ｔｈｅｒｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）であった。
【００８３】
本発明は、エアロゲルの配合変数を変えることによってエアロゲルの熱伝導率および圧縮ヤング係数を調節することを可能にする。例えば、表１は、体積比を変えることの効果を示している。
【００８４】
【表１】
2019533745.tif 000016
【００８５】
上記の表１は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂを異なる体積比で混合することによって得られたコポリマーハイブリッドエアロゲルの比較を示している。溶液Ａはアセトン中のエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）および芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）から構成されている。溶液Ｂはアセトン中の有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されている。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１２重量％である。
【００８６】
エアロゲルの熱伝導率は、１００％の溶液Ａを用いて得られるエアロゲルについての４０．０ｍＷ／ｍＫから、１／１の溶液Ａおよび溶液Ｂの体積比を使用した場合の３８．４ｍＷ／ｍ・Ｋまで減少する。１００％の溶液Ｂを使用した場合、エアロゲルの熱伝導率は４１．７ｍＷ／ｍＫまで上昇する。
【００８７】
コポリマーハイブリッドエアロゲルのエアロゲル収縮は、１／１の体積比を使用した場合、１０．９％（３／１の体積比）から７．２％に減少した。溶液Ｂの体積を増加させることにより、２１％までの線収縮の増加が観察される。
【００８８】
エアロゲルの形態は、１００％の溶液Ａを使用したときに得られる完全に粒子ベースの形態から、より高い体積比の溶液Ｂを使用した場合には、混合フィブリル状および粒子様の形態に変化する。
【００８９】
本発明によるエアロゲルは、０．０１ＭＰａを超える、好ましくは０．１ＭＰａを超える、より好ましくは１５ＭＰａを超える、最も好ましくは３０ＭＰａを超える圧縮ヤング係数を有する。圧縮ヤング係数は、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１の方法に従って測定される。
【００９０】
本発明によるエアロゲルは、０．０１〜０．８ｇ／ｃｃの範囲の嵩密度を有する。嵩密度は、軽量された質量を測定されたエアロゲルの体積で除した比として測定される。
【００９１】
本発明によるエアロゲルは、好ましくは１０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲の比表面積を有する。表面積は、比表面積分析機Ｍｉｃｒｏｍｅｒｅｔｉｃｓ  ＡＳＡＰ２０００において、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法を使用して−１９６℃でのＮ２収着分析から決定される。高い表面積値は、低い熱伝導率値の指標であってもよい小さな細孔サイズを示すので好ましい。
【００９２】
本発明によるエアロゲルは、好ましくは５〜５０ｎｍの範囲の平均細孔サイズを有する。細孔サイズ分布は、Ｎ２収着分析によって測定される等温線から脱着枝に適用されたＢａｒｒｅｔ−Ｊｏｙｎｅｒ−Ｈａｌｅｎｄａ（ＢＪＨ）モデルから計算される。平均細孔サイズは、以下の式を適用することによって決定された：平均細孔サイズ＝（４＊Ｖ／ＳＡ）（式中、Ｖは総細孔容積であり、ＳＡはＢＪＨから計算される表面積である）。試料の多孔率はまた、Ｈｅピクノメトリーによって評価することができる。
【００９３】
空気分子の平均自由行程（７０ｎｍである）未満のエアロゲル細孔径が望ましく、その理由は、非常に低い熱伝導率値を有する高性能の断熱エアロゲルを得ることが可能になるからである。
【００９４】
本発明によるエアロゲルは、ナノメートルサイズの相互接続粒子およびナノメートル幅のフィブリルを含む調節可能な形態を有するか、または粒子およびフィブリルの両方が得られる。表１は、成分の体積比を変化させることによってエアロゲルの形態をどのように調節することができるかを示している。
【００９５】
エアロゲルの調製は広く知られており、３つの主な工程に分けることができる。第一に、反応性モノマーが反応してオリゴマーを形成し、これらのオリゴマー間の経時的な超分子相互作用がゲルを生成するゾル−ゲルプロセス。次の工程は、不純物を除去するために初期溶媒を新たな溶媒で１回以上置き換える溶媒交換を含む。そして最後に、溶媒の除去が固体主鎖中の応力を最小にすることによって行われて、高い多孔度および低い密度を有する材料を生成する乾燥工程。乾燥工程は、通常は亜臨界または超臨界として分類される異なる技術により行われてもよい。図１はエアロゲルの一般的な形成における段階を示している。
【００９６】
亜臨界乾燥の主な方法は、適切な溶媒を周囲条件下で乾燥させる室温乾燥である。この手順は比較的安価であるが、いくつかの問題を伴う。ゲル内の元の溶媒が蒸発すると、ゲルの細孔内の毛細管応力が細孔ネットワークの支柱の崩壊を誘発し、材料が収縮する。エアロゲルの密度が増加し、結果的に、より断熱性の低い材料が得られる。最も効果的な方法である超臨界乾燥はこれらの問題を克服する。そのプロセスは、超臨界流体を使用することによって初期溶媒を除去することを利用する。これらの手段によって、蒸発のために溶媒によって及ぼされる毛細管力が最小化され、大きな内部隙間空間を有する構造が達成される。本明細書に示された材料は、周囲乾燥および超臨界乾燥の両方の手順によって乾燥させることができ、乾燥技術を用途の要求に従って選択することを可能にする。
【００９７】
本発明によるエアロゲルの特性の多くは、製造プロセスを調整することによって調節することができる。嵩密度はこれの１つの良好な例であり、多かれ少なかれ濃縮された前駆体ゲルを作製することによって単純に調節することができる。熱伝導率は密度に関連するので、エアロゲルの熱伝導率もこの方法で調節することができる。
【００９８】
本発明によるエアロゲルを調製するための方法は：
１）溶媒Ａと溶媒Ｂとの混合物に粘土を添加し、高剪断速度で混合する工程；
２）工程１で調製された混合物に環状エーテル化合物を溶解する工程；
３）イソシアネート化合物Ｂを添加し、混合する工程；
４）イソシアネート化合物Ａを添加し、混合する工程；
５）存在する場合、触媒を添加し、混合する工程；
６）ゲルを形成するために混合物を放置する工程；
７）前記ゲルの溶媒をある溶媒と交換する工程；および
８）超臨界または周囲乾燥により前記ゲルを乾燥させる工程、
を含む。
【００９９】
イソシアネート化合物ＡおよびＢの添加を含む工程３および４は、任意の順序で行うことができるが、より反応性の低いイソシアネート化合物を最初に添加することが好ましく、これは、脂肪族イソシアネート化合物を最初に添加し、芳香族イソシアネート化合物を２番目に添加することを意味する。
【０１００】
ゲル化工程である工程６は、予め設定された時間および温度で行われる。工程６におけるゲル化は、好ましくは室温で行われるが、本発明による方法におけるゲル化は、２０℃〜１６０℃、より好ましくは３５℃〜１５５℃の温度で行われる。工程６におけるゲル化は、ほとんどの場合、２４時間未満で達成される。本発明による方法における典型的なゲル化時間は、１０分〜４８時間、好ましくは１０分〜２４時間、より好ましくは１０分〜５時間である。
【０１０１】
湿潤ゲルの溶媒は、工程７におけるゲル化の後に１回以上交換される。溶媒を、必要な場合には、乾燥プロセスに好ましい溶媒に徐々に交換する。
【０１０２】
一実施形態では、溶媒は次のように徐々に交換される：１）Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド；２）Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド：アセトン３：１；３）Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド：アセトン１：１；４）Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド：アセトン１：３；５）アセトン。
【０１０３】
溶媒交換時間は、工程７において１２時間〜９６時間、好ましくは２４時間〜７２時間である。
【０１０４】
工程７において湿潤ゲルが適切な溶媒中に残存すると、工程８において超臨界（ＣＯ２）または周囲条件で乾燥させ、エアロゲル材料を得る。例えば、得られたゲルがＣＯ２中で乾燥される場合、置換溶媒はアセトンであり、一方、得られたゲルが周囲条件で乾燥される場合、置換溶媒はヘキサンである。
【０１０５】
超臨界条件での乾燥プロセスは、ゲル中の溶媒をＣＯ２または他の好適な溶媒と超臨界状態で交換することによって実施される。このため、ナノメートルの細孔内において蒸発中に溶媒によって及ぼされる毛細管力が最小化され、ゲルの収縮を減少させることができる。
【０１０６】
物質の液相および気相が区別できなくなると、物質の超臨界状態に達する。物質がこの相に入る圧力および温度は臨界点と呼ばれる。この相では、流体は低い気体の粘性および高い液体の密度を示す。流体は気体のように固体を通って流出し、液体のように材料を溶解させることができる。エアロゲルを考慮すると、湿潤ゲルの細孔内の液体が超臨界相に達すると、その分子は、毛細管応力を生み出す必要な表面張力を生み出すのに十分な分子間力を有しない。それ故、ゲルを乾燥させ、ゲルネットワークの収縮および起こり得る崩壊を最小限に抑えることができる。
【０１０７】
代替的に、湿潤ゲルは、溶媒が室温で蒸発する周囲条件で乾燥させることができる。しかしながら、液体が細孔から蒸発するにつれて、湿潤ゲルは、界面エネルギー間の差のためにゲル内に後退するメニスカスを生み出すことができる。これはゲルに毛細管応力を生み出してもよく、それは収縮によって反応する。これらの力が十分に強い場合、構造全体の崩壊またはひび割れにさえつながることができる。しかしながら、この現象を最小限に抑えるための種々の可能性がある。１つの実用的な解決策は、液体と細孔との間の界面エネルギーを最小限に抑えるために低い表面張力を有する溶媒を使用することを含む。ヘキサンは、その表面張力が従来の溶媒の中で最も低いものの１つであるので、通常、周囲乾燥のための好都合な溶媒として使用される。残念なことに、全ての溶媒がゲル化をもたらすわけではなく、このことは、いくつかの場合では、ゲル形成に必要とされる初期のものから、乾燥プロセスに大抵適している第２のものへの溶媒の交換が必要とされるであろうことを意味している。
【０１０８】
本発明による方法を使用することによって調製されたエアロゲルにおいて、（湿潤ゲルの初期体積と比較して）最終エアロゲル構造の非常に制限された収縮が生じたことが見出された。収縮は、超臨界乾燥によって乾燥させた試料についてはおよそ５〜１０％であり、周囲条件で乾燥させた試料については１５〜２０％であった。
【０１０９】
本発明によるエアロゲルは、断熱および／または遮音材料として使用することができる。
【０１１０】
本発明はまた、本発明によるエアロゲルを含む断熱および／または遮音材料に関する。
【０１１１】
本発明によるエアロゲルは、建築物構築、電子機器などの様々な用途で、または航空宇宙産業に使用してもよい。本発明によるエアロゲルは、冷蔵庫、冷凍庫、自動車エンジンおよび電子デバイスのための断熱材料として使用することができるであろう。エアロゲルのための他の潜在的用途は吸音材料および触媒担体としてである。
【０１１２】
本発明による本発明によるエアロゲルは、現在使用されているフォームパネルおよび他のフォーム製品を置き換える航空機、宇宙船、パイプライン、タンカおよび海上船舶、カーバッテリーハウジング内でおよびフードライナ、ランプ下で、タンクおよびボックスを含む低温包装技術において、ジャケットおよび履物およびテントなどの種々の用途において断熱のために使用することができる。
【０１１３】
本発明による本発明によるエアロゲルはまた、それらの軽量性、強度、所望の形状に成形される能力および優れた断熱特性のため、建造物材料にも使用することができる。
【０１１４】
本発明による本発明によるエアロゲルはまた、極低温物質の保管および輸送における断熱材としても使用することができる。
【０１１５】
本発明による本発明によるエアロゲルはまた、それらの高い油吸収速度のために、油流出浄化用の吸着剤としても使用することができる。
【０１１６】
本発明による本発明によるエアロゲルはまた、衝撃吸収媒体として安全および保護機器においても使用することができる。
【実施例】
【０１１７】
実施例１：触媒を用いないチョップドガラス繊維で強化されたコポリマーハイブリッドエアロゲル
エアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液ＡとＢとの体積比は１：１であった。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）および３官能芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）から構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は２７重量％であった。
【０１１８】
２０ｍＬの試料の調製のために、７．４８ｇの溶媒（溶液Ａ中０．０９ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中７．３９ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いてＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ（０．１９ｇ）および２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。この系をスピードミキサにおいて３５００ｒｐｍで３分間混合した。得られた分散液からセラミックビーズを除去し、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０（１．８７ｇ）を添加し、手動で撹拌した。その後、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００（０．６３ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。最後に、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（８．３５ｇ、２．２５ｇの純粋なイソシアネートを含有する）を添加し、手動で撹拌した。
【０１１９】
０．５〜２ｃｍの範囲の長さを有する１重量％（総初期溶液ＡおよびＢの重量を基準とする）のチョップドガラス繊維を混合物に組み込み、木製へらで慎重に分布させた。最終混合物を同じ受容器内でオーブン内で４５℃で一晩放置してゲル化させた。得られたゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表２は、エアロゲルについて得られた特性を要約している。
【０１２０】
【表２】
2019533745.tif 000017
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１２１】
実施例２：高温（１５５℃）で調製されたコポリマーハイブリッドエアロゲル
エアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂを基準とした。溶液ＡとＢとの体積比は１：１であった。溶液Ａは、エポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ＤＭＡｃ）、芳香族イソシアネート（ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート、ＭＤＩ）および触媒（Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、ＤＭＢＡ）から構成されていた。この溶液は、３：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（ＤＭＡｃ）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１９重量％であった。
【０１２２】
３０ｍＬの試料の調製のために、２１．８３ｇの溶媒（溶液Ａ中１０．４４ｇのＤＭＡｃおよび溶液Ｂ中１１．３９ｇのＤＭＡｃ）をポリプロピレン容器（１２０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いてＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ（０．３３ｇ）および２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｙｒｉｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。この系をスピードミキサにおいて３５００ｒｐｍで３分間混合した。分散液からセラミックビーズを除去し、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０（２．６４ｇ）を添加し、手動で撹拌した。その後、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００（１．１０ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。ＭＤＩ（１．０９ｇ）を分散液に添加し、手動で撹拌した。最後に、ＤＭＢＡ（０．７５ｇ）を系に組み込み、手動で撹拌した。
【０１２３】
最終混合物を同じ受容器内でオーブン内で１５５℃で１．５時間放置してゲル化させた。溶媒（ＤＭＡｃ）をいくつかの段階：ＤＭＡｃ、ＤＭＡｃ／アセトン３：１、１：１、１：３およびアセトンでアセトンに交換した。試料をＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表３は、エアロゲルについて得られた特性を要約している。
【０１２４】
【表３】
2019533745.tif 000018
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１２５】
実施例３：カーボンブラックで強化したコポリマーハイブリッドエアロゲル
エアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液ＡとＢとの体積比は１：１であった。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、３官能芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）および触媒（１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ＤＡＢＣＯ）から構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は７．５重量％であった。
【０１２６】
２０ｍＬの試料の調製のために、１４．５ｇの溶媒（溶液Ａ中７．１ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中７．４ｇの溶媒）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いてＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ（０．１９ｇ）および２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物をスピードミキサにおいて３５００ｒｐｍで３分間混合した。分散液からセラミックビーズを除去し、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０（０．１８４ｇ）を添加し、手動で撹拌した。Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００（０．６３７ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（０．８２ｇ、０．２２ｇの純粋なイソシアネートを含有する）を分散液に添加し、手動で撹拌した。最後に、ＤＡＢＣＯ（０．０４ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。
【０１２７】
０．１重量％（総初期溶液ＡおよびＢの重量を基準とする）のカーボンブラックを系に組み込み、スピードミキサにおいて３５００ｒｐｍで３分間混合した。最終混合物を同じ受容器内でオーブン内で４５℃で２時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表４は、エアロゲルについて得られた特性を要約している。
【０１２８】
【表４】
2019533745.tif 000019
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１２９】
実施例４：ガラス繊維布で強化したコポリマーハイブリッドエアロゲル
エアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液ＡとＢとの体積比は１：１であった。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、３官能芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）および触媒（１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ＤＡＢＣＯ）から構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は７．５重量％であった。
【０１３０】
２０ｍＬの試料の調製のために、１４．５ｇの溶媒（溶液Ａ中７．１ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中７．４ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いてＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ（０．１９ｇ）および２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。この系をスピードミキサにおいて３５００ｒｐｍで３分の間混合した。分散液からセラミックビーズを除去し、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０（０．１８４ｇ）を添加し、手動で撹拌した。Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００（０．６３７ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（０．８２ｇ、０．２２ｇの純粋なイソシアネートを含有する）を分散液に添加し、手動で撹拌した。最後に、ＤＡＢＣＯ（０．０４ｇ）を組み込み、手動で撹拌した。
【０１３１】
２５重量％（総初期溶液ＡおよびＢの重量を基準とする）のガラス繊維布（１０層の布）を系に入れた。最終混合物を同じ受容器内でオーブン内で４５℃で２時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表５は、エアロゲルについて得られた特性を要約している。
【０１３２】
【表５】
2019533745.tif 000020
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１３３】
実施例５：２官能および３官能イソシアネートを使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、それぞれ１０ｍｌの２つの異なる溶液の混合物を基準とした。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、３官能芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）および触媒（１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ＤＡＢＣＯ）から構成されていた。この溶液Ａは、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および２官能および３官能脂肪族イソシアネートの混合物（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３２００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は２６重量％であった。
【０１３４】
２０ｍＬの試料の調製のために、７．４７ｇのアセトン（溶液Ａ中０．０８ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中７．３９ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．１９ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、１．７３ｇのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０を添加し、手動で撹拌する。次いで、０．６３ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３２００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、７．７３ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（酢酸エチル中に２．０９ｇの純粋なイソシアネートを含有する）を分散液に添加し、次いで０．７６ｇのＤＡＢＣＯ触媒を組み込み、溶液を手動で撹拌した。
【０１３５】
最終混合物を同じ受容器内で室温で放置してゲル化させた。ゲルは５分で形成された。次いでゲルをいくつかの段階で溶媒で洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表６は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１３６】
【表６】
2019533745.tif 000021
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１３７】
実施例６：４官能エポキシおよび４官能イソシアネートを使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は１：１であった。溶液Ａは、エポキシ（Ｅｒｉｓｙｓ  ＧＥ６０）、溶媒（ＤＭＡｃ）、イソシアネート（Ｐｏｌｕｒｅｎｅ  ＨＲ）、および触媒としてのＴＢＤから構成されていた。当量比エポキシ／イソシアネートは１：１であった。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（ＤＭＡｃ）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１５重量％であった。
【０１３８】
２０ｍＬの試料の調製のために、１５．３６ｇのＤＭＡｃ（溶液Ａ中６．７２ｇのＤＭＡｃおよび溶液Ｂ中８．６４ｇのＤＭＡｃ）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．２２ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、０．８ｇのＥｒｉｓｙｓ  ＧＥ６０を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｐｏｌｕｒｅｎｅ  ＨＲ（２．３６ｇ、酢酸ブチル中に１．１８ｇの純粋なＨＲを含有する）を組み込み、手動で撹拌した。次いで、０．７４ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．０１９ｇの触媒を分散液に添加し、手動で撹拌した。
【０１３９】
最終混合物を同じ受容器内で室温で５時間放置してゲル化させた。得られたゲルをアセトン１：３ＤＭＡｃ、アセトン１：１ＤＭＡｃ、アセトン３：１ＤＭＡｃの混合物およびアセトン中で段階的に洗浄した。各段階の持続時間は２４時間であり、各段階についてゲルの体積の３倍の溶媒を使用した。その後、ゲルをＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表７は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１４０】
【表７】
2019533745.tif 000022
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１４１】
実施例７：５：１のエポキシ／イソシアネート当量比を使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は１：１であった。溶液Ａは、エポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）、および触媒としてのＤＭＢＡから構成されていた。当量比エポキシ／イソシアネートは５：１であった。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１０重量％であった。
【０１４２】
２０ｍＬの試料の調製のために、１４．２７ｇのアセトン（溶液Ａ中６．８８ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中７．３９ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．１８９ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌する。分散液からセラミックビーズを除去し、０．６５ｇのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（０．５８ｇ、酢酸エチル中に０．１６ｇの純粋なＲＥを含有する）を組み込み、手動で撹拌した。次いで、０．６３ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．１６１ｇの触媒を分散液に添加し、また、手動で撹拌した。
【０１４３】
最終混合物を同じ受容器内で４０℃で２４時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表８は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１４４】
【表８】
2019533745.tif 000023
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１４５】
実施例８：オキセタンを使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液である溶液Ａおよび溶液Ｂの混合物を基準とした。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は１：１であった。溶液Ａは、オキセタン（ＯＸＴ−２２１）、溶媒（ＤＭＡｃ）、イソシアネート（Ｐｏｌｕｒｅｎｅ  ＫＣ）、および触媒としてのＴＢＤから構成されていた。当量比オキセタン／イソシアネートは１：１であった。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）およびイソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。イソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１５重量％であった。
【０１４６】
２０ｍＬの試料の調製のために、１３．７４ｇ（溶液Ａ中６．３５ｇのＤＭＡｃおよび溶液Ｂ中７．３９ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．１８９ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、０．５６ｇのＯＸＴ−２２１を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｐｏｌｕｒｅｎｅ  ＫＣ（２．７４ｇ、酢酸ブチル中に１．３７ｇの純粋なＫＣを含有する）を組み込み、手動で撹拌する。次いで、０．６３ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．０１９ｇの触媒を分散液に添加し、手動で撹拌した。
【０１４７】
最終混合物を同じ受容器内で室温で３時間放置してゲル化させた。ゲルをアセトン１：１ＤＭＡｃ、アセトン３：１ＤＭＡｃおよびアセトンで洗浄した。各段階の持続時間は２４時間であり、各段階についてゲルの体積の３倍の溶媒を使用した。その後、ゲルをＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表９は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１４８】
【表９】
2019533745.tif 000024
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１４９】
実施例９：１対６の体積比を使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液ＡおよびＢの混合物を基準とした。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は１：６であり、溶液Ａは２．８６ｍｌ、溶液Ｂは１７．１４ｍｌであった。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）および触媒としての１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）から構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。溶液Ｂ中のイソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１０重量％であった。
【０１５０】
２０ｍＬの試料の調製のために、１４．４ｇのアセトン（溶液Ａ中１．７７ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中１２．６７ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．３２ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、０．１１ｇのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（０．４８ｇ、酢酸エチル中に０．１３ｇの純粋なＲＥを含有する）を組み込み、手動で撹拌した。次いで、１．０８ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．０２５ｇの触媒を分散液に添加し、手動で撹拌した。
【０１５１】
最終混合物を同じ受容器内で４０℃で２４時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表１０は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１５２】
【表１０】
2019533745.tif 000025
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１５３】
実施例１０：２対１の体積比および４官能エポキシを使用するコポリマーハイブリッドエアロゲル
コポリマーハイブリッドエアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液ＡおよびＢの混合物を基準とした。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は２：１であり、溶液Ａは１３．３ｍｌ、溶液Ｂは６．７ｍｌであった。溶液Ａは、エポキシ（４，４，メチレンビスＮ；Ｎジグリシジルアニリン）、溶媒（アセトン）、芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）、および触媒としてのＤＭＢＡから構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｔｉｘｏｇｅｌ  ＶＺ）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。溶液Ｂ中のイソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は７．３重量％であった。
【０１５４】
２０ｍＬの試料の調製のために、１４．４ｇのアセトン（溶液Ａ中９．４５ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中４．９４ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．１５ｇのＴｉｘｏｇｅｌ  ＶＺおよび２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、０．２７ｇの４，４’−メチレンビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン）を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（１．０３ｇ、酢酸エチル中に０．２８ｇの純粋なＲＥを含有する）を組み込み、手動で撹拌した。次いで、０．４９２ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．１１ｇの触媒を分散液に添加し、手動で撹拌した。
【０１５５】
最終混合物を同じ受容器内で４５℃で５時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表１１は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１５６】
【表１１】
2019533745.tif 000026
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【０１５７】
実施例１１ハニカムで強化したコポリマーハイブリッドエアロゲル
エアロゲルの合成のための成分含有量の計算は、２つの異なる溶液ＡおよびＢの混合物を基準とする。溶液Ａと溶液Ｂとの体積比は１：２であり、溶液Ａは６．７ｍｌ、溶液Ｂは１３．３ｍｌであった。溶液Ａはエポキシ（Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０）、溶媒（アセトン）、３官能芳香族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ）および触媒（ＤＭＢＡ）から構成されていた。この溶液は、１：１のエポキシ／イソシアネートの当量比で調製した。溶液Ｂは有機変性された粘土（Ｇａｒａｍｉｔｅ  １９５８）、溶媒（アセトン）および３官能脂肪族イソシアネート（Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００）から構成されていた。この溶液のイソシアネート／粘土の重量比は１０／３であった。総溶液（溶液Ａ＋溶液Ｂ）の固形分含有量は１１重量％であった。組み込まれたハニカムは、４８ｋｇ％ｍ３の密度および４．８ｍｍの気泡サイズを有するアラミド繊維およびフェノール樹脂をベースとしていた。
【０１５８】
２０ｍＬの試料の調製のために、１３．９３ｇのアセトン（溶液Ａ中４．０６ｇのアセトンおよび溶液Ｂ中９．８７ｇのアセトン）をポリプロピレンスピードミキサカップ（５０ｍＬ）に注ぎ入れ、続いて０．２９ｇのＧａｒａｍｉｔｅ  １９５８および２０ｐｈｒの粉砕セラミックビーズ（Ｚｉｒｍｙｌ  Ｙ）を添加して、混合しながら剪断を増加させた。その混合物を３５００ｒｐｍで３分間撹拌した。分散液からセラミックビーズを除去し、０．２４ｇのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０５１０を添加し、手動で撹拌した。次いで、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ  ＲＥ（１．０９ｇ、酢酸エチル中に０．２９ｇの純粋なＲＥを含有する）を組み込み、手動で撹拌した。次いで、０．９８ｇのＤｅｓｍｏｄｕｒ  Ｎ３３００を組み込み、手動で撹拌した。最後に、０．２２ｇのＤＭＢＡ触媒を分散液に添加し、また、手動で撹拌した。反応物が分散したら、強化材、アラミド繊維をベースとするハニカムコアおよびフェノール樹脂を組み込んだ。
【０１５９】
最終混合物を同じ受容器内でオーブン内で４５℃で２時間放置してゲル化させた。ゲルをいくつかの段階でアセトンで洗浄し、その後ＣＯ２超臨界乾燥（ＳＣＤ）により乾燥させた。表１２は、得られたエアロゲルの測定された特性を示している。
【０１６０】
【表１２】
2019533745.tif 000027
＊上述した方法に従ってＣ−Ｔｈｅｒｍ  ＴＣｉで測定された熱伝導率。
＊＊ＡＳＴＭ  Ｄ１６２１に従って決定された機械的特性
【図１】
2019533745.tif 000042
【図２】
2019533745.tif 000043
【国際調査報告】
2019533745.tif 000044
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