DE19521154A1 - Impact softening material used, e.g., in cars, aeroplanes - Google Patents

Impact softening material used, e.g., in cars, aeroplanes

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Abstract

An impact softening material is claimed, in which on impact organic liq. is released from the material onto the finely porous silicate material.

Description

Im Automobil-. Flugzeug- und Schienenfahrzeugbau lassen sich stoßabmildernde Materialien in Sitzen, tragenden Metallstruk­ turen, in Anbauteilen aus Kunststoffen, in Verkleidungen im Innenraum, in Vertiefungen der Karosserie, in Integralsitzen für Kinder, Stoßfänger usw. mitverwenden und einbauen. Die stoßabmildernden Materialien dienen somit der Sicherheit der Insassen bei einem crash.In the automotive. Aircraft and rail vehicle construction can be shock-absorbing materials in seats, load-bearing metal structure doors, in plastic attachments, in cladding in the Interior, in recesses in the body, in integral seats for children, bumpers etc. use and install. The shock-absorbing materials thus serve the safety of the Occupants in a crash.

Durch Freiwerden einer organischen Flüssigkeit aus dem Material wird der Stoß abgemildert.By liberating an organic liquid from the material the shock is mitigated.

Als organische Flüssigkeit zusammen mit organisch modifizierten Schichtsilicaten werden beispielsweise Heptan, Octan, Nonan, iso-Amylalkohol, Propionsäureester, Olivenöl, Paraffinum liquid, sog. "Neutralöle" (der Fa. Dynamit Nobel, D-53842 Troisdorf- Oberlar) usw. verwendet. Die organischen Flüssigkeiten weisen alle bei 20°C eine Zähigkeit von 0,2-15,0 mPa·s auf (vgl. "Taschenbuch für Chemiker und Physiker" von J.D′Ans und E.Lax, Springer Verlag, 1943, Seite 1094-1097).As an organic liquid together with organically modified Layered silicates are, for example, heptane, octane, nonane, iso-amyl alcohol, propionic acid ester, olive oil, paraffin liquid, so-called "neutral oils" (from Dynamit Nobel, D-53842 Troisdorf- Oberlar) etc. used. The organic liquids show all have a toughness of 0.2-15.0 mPa · s at 20 ° C (cf. "Paperback for chemists and physicists" by J.D′Ans and E.Lax, Springer Verlag, 1943, pages 1094-1097).

Zur Erhöhung der Zähigkeit organischer Flüssigkeiten kann ein Zusatz zur organischen Flüssigkeit von Methyl- oder Ethylcellu­ lose verwendet werden (vgl. Verdickungsmittel" in Römpps Chemie Lexikon, Bd 6, Seite 4488, Stuttgart, Franckh′sche Verlagshand­ lung, 1988). Die Zähigkeit der organischen Flüssigkeiten in den aufgequollenen organisch modifizierten Schichtsilicaten läßt sich am einfachsten über einen Zusatz von Verdickungsmitteln zur orga­ nischen Flüssigkeit einstellen. Die als Verdickungsmittel neben Ethylcellulose verwendete Methylcellulose enthält mehr als zwei Ethergruppen je Glucoseeinheit. Methyl- und Ethylcellulose erfül­ len zwei Ziele: Erhöhung der Zähigkeit der organischen Flüssig­ keit, insbesondere der Alkohole und sofortige Aufnahme der frei­ werdenden organischen Flüssigkeit nach dem Stoß. Übliche Ethyl­ cellulosen enthalten 2,2 bis 2,6 Ethoxygruppen je Glucose-Ein­ heit (vgl. "Römpps Chemie Lexikon", Bd 2, S. 1203, a.a.O., 1981).To increase the viscosity of organic liquids, a Addition to the organic liquid of methyl or ethyl cellu are used loosely (cf. thickeners "in Römpps Chemie  Lexicon, Vol 6, page 4488, Stuttgart, Franckh'sche publishing house lung, 1988). The viscosity of the organic liquids in the swollen organically modified layered silicates can be the easiest way is to add thickeners to the orga adjust the liquid. The next as a thickener Methyl cellulose used contains more than two Ether groups per glucose unit. Meets methyl and ethyl cellulose len two goals: increasing the viscosity of the organic liquid speed, especially of alcohols and immediate intake of free organic liquid after the shock. Usual ethyl celluloses contain 2.2 to 2.6 ethoxy groups per glucose unit unit (cf. "Römpps Chemie Lexikon", Vol. 2, p. 1203, op. cit., 1981).

Auch Gemische organischer Flüssigkeiten in den organisch modifi­ zierten Schichtsilicaten können verwendet werden, um so die ge­ wünschte Zähigkeit einzustellen. Als Zusatz zu den aufgequolle­ nen Schichtsilicaten werden Calciumsulfat, -silicat, Titandioxid, Zeolith, Kaolin usw. benutzt. Zu den organischen ,Flüssigkeiten werden auch flammhemmende Stoffe, z. B. Aluminiumhydroxid, roter Phosphor, Antimontrioxid usw. gegeben. Der Anteil der organischen Flüssigkeiten am stoßabmilderndem Material ist meist ebenso groß wie der des organisch modifizierten Schichtsilicates, beträgt aber oft ein Vielfaches davon.Also mixtures of organic liquids in the organic modifi Ornate layered silicates can be used so that the ge desired toughness to adjust. As an addition to the swollen Layered silicates are calcium sulfate, silicate, titanium dioxide, Zeolite, kaolin, etc. used. To the organic, liquids are also flame retardant substances such. B. aluminum hydroxide, red Given phosphorus, antimony trioxide, etc. The proportion of organic Liquids on the shock-absorbing material are usually the same large as that of the organically modified layered silicate but often a multiple of it.

Flammhemmende Stoffe, z. B. Aluminiumhydroxid, Antimontrioxid, roter Phosphor usw. werden in der Regel zum gequollenen Schicht­ silicat gegeben. Das die organische Flüssigkeit enthaltende Ma­ terial ist in einer Ausbuchtung oder Umhüllung aus Metall, Kunst­ stoff, Kautschuk usw. enthalten. Die gequollenen, organischen Schichtsilicate werden analog wie übliche Füllstoffe durch Ex­ trusion (Entgasungsextruder) oder Spritzgießen mit Kunststoffen oder Elastomeren verarbeitet. Die quellbaren Schichtsilicate kön­ nen,ebenso wie Verdickungsmittel, dadurch in Hohlfasern eingear­ beitet werden, indem noch nicht gequollene Schichtsilicate oder Verdickungsmittel in einer organischen Flüssigkeit aufgeschlämmt, die Hohlfaser mit der Aufschlämmung getränkt und danach das Schicht­ silicat in einem weiteren Bad, enthaltend den Aktivator Propylen­ carbonat, Methyl-, Ethylalkohol und wenig Wasser, aufgequollen wird. Die in organischen Flüssigkeiten quellbaren Schichtsilicate werden vorzugsweise in thermoplastischen Kunststoffen verwendet. Als organische Flüssigkeit werden vorzugsweise die "Miglyol"- Neutralöle der Dynamit Nobel AG, D-53842 Troisdorf-Oberlar ver­ wendet. Organisch modifizierte Schichtsilicate sind im Handel als Bentonite 27, 34, 38 SD-1, SD-2 und SD-3 der Kronos Titan GmbH, D-51373 Leverkusen und Tixogel der Süd-Chemie AG, D-80333 München.Flame retardant substances, e.g. B. aluminum hydroxide, antimony trioxide, red phosphorus etc. usually become the swollen layer given silicate. The Ma containing the organic liquid material is in a bulge or envelope made of metal, art contain fabric, rubber, etc. The swollen, organic Layered silicates are made by Ex trusion (degassing extruder) or injection molding with plastics or elastomers processed. The swellable layered silicates can NEN, like thickeners, thereby incorporated into hollow fibers be processed by not yet swollen layer silicates or  Thickening agent suspended in an organic liquid, the hollow fiber soaked with the slurry and then the layer silicate in another bath containing the activator propylene carbonate, methyl, ethyl alcohol and a little water, swollen becomes. Layered silicates swellable in organic liquids are preferably used in thermoplastics. The "Miglyol" - are preferably used as the organic liquid. Neutral oils from Dynamit Nobel AG, D-53842 Troisdorf-Oberlar ver turns. Organically modified layered silicates are commercially available as Bentonite 27, 34, 38 SD-1, SD-2 and SD-3 from Kronos Titan GmbH, D-51373 Leverkusen and Tixogel of Süd-Chemie AG, D-80333 Munich.

Bei eventuellen Schwierigkeiten beim Mischen schwer mischbarer Flüssigkeiten in den Flüssigkeitsgemischen wird ein handelsüblicher Wasser-in-Öl-Emulgator, z. B. Span-Typen, besonders Sorbitanmono­ oleat und -stearat der Firma Atlas verwendet.In case of difficulties with mixing difficult to mix Liquids in the liquid mixtures become a commercially available one Water-in-oil emulsifier, e.g. B. Span types, especially sorbitan mono oleate and stearate from Atlas.

Zur Aufnahme der organischen Flüssigkeit aus dem organisch modi­ fizierten (handelsüblichen) Schichtsilicat nach dem Stoß werden in Methylalkohol lösliche bestimmte Methylcellulose oder in orga­ nischen Lösemittel lösliche Ethylcellulose benützt. Auch Cellu­ losenitrat kann in Stoßfängern benutzt werden.To absorb the organic liquid from the organic mode fied (commercially available) layered silicate after the impact certain methyl cellulose soluble in methyl alcohol or in orga African solvent uses soluble ethyl cellulose. Cellu too Loose nitrate can be used in bumpers.

BeispieleExamples Beispiel 1example 1

Ein Gemisch von 50 g Aluminiumhydroxid und 100 g Titandioxid werden in ein Gemisch von 400 g Hexadecanol und 100 g Propion­ säureethylester eingerührt. Darin werden 61 g Bentone 27 (orga­ nisch modifizierter Bentonit der Kronos Titan GmbH) und 10 g Antimontrioxid mit Hilfe eines Hochleistungsscheibenrührgeräts während 12 Minuten dispergiert. Nach Zugabe von 3 g Ethanol, das 0,8 g Wasser enthält, wird nochmals 4 min lang dispergiert. A mixture of 50 g aluminum hydroxide and 100 g titanium dioxide are in a mixture of 400 g of hexadecanol and 100 g of propion acid ethyl ester stirred. 61 g of Bentone 27 (orga nically modified bentonite from Kronos Titan GmbH) and 10 g Antimony trioxide using a high-performance disk mixer dispersed for 12 minutes. After adding 3 g of ethanol, the Containing 0.8 g of water is dispersed again for 4 minutes.  

In die gelierte Masse werden 50 g Olivenöl eingerührt. Eine Probe dieses Materials wird nun einem Stoß ausgesetzt, und nach dem Stoß wird auf einem Filtrierpapier die organische Flüssig­ keit aus dem gequollenen Material frei. Zugleich wird ein großer Teil der Energie, der beim Stoß frei wird, aufgefangen. Der Stamm­ ansatz wird in einer Menge von 15% dem Kautschuk- oder Kunststoff­ granulat zugegeben, das wie üblicher Füllstoff im Entgasungs­ extruder oder in der Spritzgußeinrichtung verarbeitet wird. Wird ein Copolymerisat von Butadien mit einem Acrylnitril-Anteil von 30% als Granulat (=Perbunan N) verwendet, so wird das Er­ zeugnis mit dem lösungsmittelhaltigen, organisch modifizierten Hectorit (Schichtsilicat) als Stoßfänger verwendet.50 g of olive oil are stirred into the gelled mass. A Sample of this material is now subjected to a shock, and after the organic liquid on a filter paper free from the swollen material. At the same time it will be a big one Part of the energy that is released during the impact is absorbed. The tribe The rubber or plastic is used in an amount of 15% added granules, which as usual filler in the degassing extruder or is processed in the injection molding device. Is a copolymer of butadiene with an acrylonitrile content of 30% used as granules (= Perbunan N), the Er certificate with the solvent-based, organically modified Hectorite (layered silicate) used as a bumper.

Beispiel 2Example 2

In 400 g Butylacetat werden 150 g Alkydharz gelöst und dann 60 g Titandioxid und 20 g Aluminiumhydroxid darin aufgeschlämmt. In der Mischung werden während 9 Minuten 21 g Bentone SD-1 mit Hilfe eines Hochleistungsscheibenrührgeräts dispergiert. Dann wer­ den 10 g Ethanol, das 0,9 g Wasser enthält, zugegeben und während 6 Minuten in der beschriebenen Weise dispergiert.150 g of alkyd resin are dissolved in 400 g of butyl acetate and then 60 g of titanium dioxide and 20 g of aluminum hydroxide slurried in it. 21 g of Bentone SD-1 are mixed in with the mixture for 9 minutes Dispersed with the help of a high-performance disk stirrer. Then who the 10 g of ethanol containing 0.9 g of water are added and during Dispersed 6 minutes in the manner described.

Claims (9)

1. Stoßabmilderndes Material, dadurch gekennzeich­ net, daß durch Stoß auf das feinporige Silicat-Material organische Flüssigkeit aus dem Material freigesetzt wird.1. shock-absorbing material, characterized in that organic liquid is released from the material by impact on the fine-pored silicate material. 2. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in gequollenen organisch modifi­ zierten Schichtsilicaten eine organische Flüssigkeit der Zähig­ keit 0,2-15,0 mPa·s bei 20°C ist und dieses Gemisch einem Stoß ausgesetzt ist.2. Shock-absorbing material according to claim 1, characterized ge indicates that in swollen organic modifi layered silicates adorned an organic liquid of tough speed is 0.2-15.0 mPa · s at 20 ° C and this mixture one Is exposed to shock. 3. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß organisch modifizierte handelsüb­ liche Schichtsilicate verwendet werden, in denen aliphatische oder niedrig- bis hochpolare Lösemittel der Zähigkeit 0,2-15,0 mPa·s bei 20°C dispergiert oder verteilt sind und dieses Gemisch von Metall, Elastomeren, Kunststoff oder Kautschuk um­ hüllt oder in Elastomere, Kunststoff oder Kautschuk eingear­ beitet und einem Stoß ausgesetzt wird. 3. shock-absorbing material according to claim 1 and 2, characterized ge indicates that organically modified commercially Liche layer silicates are used in which aliphatic or low to highly polar solvents with a toughness of 0.2-15.0 mPa · s dispersed or distributed at 20 ° C and this Mixture of metal, elastomers, plastic or rubber around wraps or embedded in elastomers, plastic or rubber processed and subjected to a shock.   4. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine organische Flüssigkeit in organisch modifiziertem handelsüblichen Schichtsilicat aus Smec­ tit, Bentonit, Hectorit und/oder Montmorillonit einem Stoß aus­ gesetzt wird.4. shock-absorbing material according to claims 1-3, characterized ge indicates that an organic liquid in organically modified commercially available layered silicate from Smec tit, bentonite, hectorite and / or montmorillonite is set. 5. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Herstellung des Materials 5% Wasser, bezogen auf das Schichtsilicat, verwendet werden.5. shock-absorbing material according to claim 1-4, characterized ge indicates that 5% of the material is produced Water, based on the layered silicate, can be used. 6. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Herstellung des Materials Aktivator (Methanol, Ethanol, Propanol, Propylencarbonat) und als Verdickungsmittel Methyl- oder Ethylcellulose und Cellu­ losenitrat verwendet wird.6. shock-absorbing material according to claim 1-5, characterized ge indicates that in the manufacture of the material Activator (methanol, ethanol, propanol, propylene carbonate) and as a thickener, methyl or ethyl cellulose and cellu loose nitrate is used. 7. Stoßabmilderndes Material nach Anspruch 1-6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in unter 20°C warme aliphatische oder niedrig- bis hochpolare Lösemittel und darin verteilte modifizierte, nichtgequollene Schichtsilicate in Hohlfasern eingebracht, danach das Schichtsilicat aktiviert (d. h. gequol­ len) und mit Elastomeren, Kautschuk oder Kunststoff extrudiert oder spritzgegossen oder in geschmolzenen Kunststoff einge­ bracht wird.7. shock-absorbing material according to claim 1-6, characterized ge indicates that aliphatic at temperatures below 20 ° C or low to highly polar solvents and dispersed therein modified, non-swollen layered silicates in hollow fibers introduced, then the layered silicate is activated (i.e. quenched len) and extruded with elastomers, rubber or plastic or injection molded or in melted plastic is brought. 8. Verwendung des Materials nach Anspruch 1-7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses im Automobil-, Schienen­ fahrzeug- und Flugzeugbau verwendet wird.8. Use of the material according to claims 1-7, characterized ge indicates that this is in the automobile, rails vehicle and aircraft construction is used. 9. Verwendung des Materials nach Anspruch 1-8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dieses in Verbindung mit Elasto­ meren für Stoßfänger benutzt wird.9. Use of the material according to claims 1-8, characterized ge indicates that this is in connection with Elasto is used for bumpers.
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