DE3734070A1

DE3734070A1 - Syntactic damping foam

Info

Publication number: DE3734070A1
Application number: DE19873734070
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Burger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-20
Also published as: DE3734070C2

Abstract

The object of the invention is to provide a damping foam which is suitable for particularly sensitive vibration systems. This is achieved in a simple manner in that the matrix of the foam comprises a mixture of hydroxyl-carrying, low-molecular-weight, liquid polybutadiene and a crosslinking component, such as polyisocyanate or polymeric acid anhydrides, such as maleic anhydride adducts of low-molecular-weight polybutadiene. The foam is particularly suitable for high-performance industrial tasks, for example for embedding ultrasound sensors in housings.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen syntaktischen Dämpfungs schaum, der für empfindliche Schwingsysteme geeignet ist.The invention relates to a syntactic damping foam that is suitable for sensitive vibration systems.

Stand der Technik ist, daß nach DIN 7726 künstlich hergestellte Schaumstoffe Werkstoffe zelliger Struktur darstellen. Um be stimmte mechanische oder akustische Dämpfungscharakteristika zu erreichen, werden hauptsächlich sogenannte Weichschäume eingesetzt. Da die Dämpfungseigenschaften des Schaumes bei Aufnahme von Wasser sehr stark unerwünscht beeinflußt werden, müssen die Schäume geschlossenzellig sein. Um das Wasser am Eindringen in Spalte zu verhindern, wird auch eine hohe Haf tung gefordert.State of the art is that according to DIN 7726 artificially produced Foams represent materials with a cellular structure. To be agreed mechanical or acoustic damping characteristics so-called soft foams are mainly to be achieved used. Since the damping properties of the foam Absorption of water can be influenced very undesirably, the foams must be closed-celled. To the water on Preventing gaps from entering will also be a high haf required.

Je nach Herstellungsart spricht man von mechanisch geschlagenen oder chemisch getriebenen Schäumen. Für Dämpfungsaufgaben werden hauptsächlich getriebene Polyurethanschäume eingesetzt, bei de nen die Erzeugung der Zellstruktur durch fein verteilte Bildung von Gasblasen erreicht wird. Die Grenzen der Anwendung solcher Art von Schäumen liegen im absoluten Gießvolumen, da mit zu nehmender Verminderung der Volumina durch relativ eklatante Einflüsse von Temperaturen, Oberflächen, Feuchtigkeiten usw. ein gleichmäßiges Dämpfungsverhalten nicht mehr hergestellt werden kann. Eine andere Grenze ist die starke Abhängigkeit der Dämpfung von der Einsatztemperatur, die üblicherweise im technischen Bereich meist zwischen -25°C +80°C liegt.Depending on the type of manufacture, one speaks of mechanically struck or chemically driven foams. For damping tasks mainly polyurethane foams used, de NEN the generation of the cell structure through finely divided formation is reached by gas bubbles. The limits of using such Kind of foams are in the absolute casting volume, because with decreasing volumes due to relatively blatant Influences of temperatures, surfaces, moisture, etc. a uniform damping behavior is no longer produced can be. Another limit is the strong dependency the damping of the operating temperature, which is usually in technical range is usually between -25 ° C + 80 ° C.

Bei besonders empfindlichen Schwingungssystemen, wie z.B. Ul traschall-Sensoren befriedigen solche Dämpfungsschäume selten. Im Prinzip würden Silikonschäume die Aufgabe erfüllen, diese haben aber ein extrem hohes thermisches Ausdehnungsverhalten und eine starke Quellung bei Einwirkung gebräuchlicher Lösungs mittel.For particularly sensitive vibration systems, such as Ul ultrasonic sensors rarely satisfy such damping foams. In principle, silicone foams would do the job but have an extremely high thermal expansion behavior and strong swelling when exposed to common solutions medium.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfungs schaum zu schaffen, der für empfindliche Schwingungssysteme ge eignet ist.The invention is therefore based on the object of a damping to create foam suitable for sensitive vibration systems is suitable.

Dies wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß die Matrix des Schaums aus einer Mischung von Hydroxylgruppen tragenden niedermolekularem flüssigen Polybutadien und einer Vernetzungs komponente, wie Polyisocyanat oder polymere Säureanhydride, wie Maleinsäureanhydridaddukte von niedermolekularem Polybutadien, besteht.This is easily achieved in that the matrix of the foam from a mixture of hydroxyl groups low molecular weight liquid polybutadiene and a crosslinking component, such as polyisocyanate or polymeric acid anhydrides, such as Maleic anhydride adducts of low molecular weight polybutadiene, consists.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein System aus folgenden Komponenten herausgestellt: Ein hydroxylgruppentragendes nie dermolekulares flüssiges Polybutadien wird mit einem Malein säureanhydridaddukt eines niedermolekularen Polybutadiens im Massenverhältnis 1,5 : 1 bis 1 : 1,5 kombiniert. Besonders vor teilhaft sind solche Kombinationen, die nicht mehr als 20% vom stöchiometrischen Verhältnis abweichen. Die Vernetzung verläuft als additive Veresterung zwischen Raumtemperatur in nerhalb mehrerer Tage und 100°C in wenigen Minuten. Die Her stellungsverfahren der Einzelkomponenten sind beispielsweise aus folgenden Druckschriften bekannt:A system of the following has proven to be particularly advantageous Components exposed: never a hydroxyl group dermolecular liquid polybutadiene comes in one go acid anhydride adduct of a low molecular weight polybutadiene combined in a mass ratio of 1.5: 1 to 1: 1.5. Especially before combinations that do not exceed 20% deviate from the stoichiometric ratio. The networking runs as an additive esterification between room temperature in within several days and 100 ° C in a few minutes. The Her Positioning methods of the individual components are, for example known from the following publications:

E-PS 01 49 736, DE-PS 12 19 684, DE-PS 20 13 096, DE-PS 23 25 826, E-PS 00 82 973, E-PS 00 99 976.E-PS 01 49 736, DE-PS 12 19 684, DE-PS 20 13 096, DE-PS 23 25 826, E-PS 00 82 973, E-PS 00 99 976.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der noch unvernetz ten Matrix Mikrohohlkugeln, vorzugsweise aus Polyvinylidenfluo rid, als kompressible Komponente im Mischungsverhältnis von 1-5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Harze beigemischt sind. Da es sich weder um einen getriebenen noch um einen geschlagenen Schaum handelt, sondern um eine gießfähige Mischung von gleichmäßig verteilten elastischen Mikrohohlkugeln in ela stischer Matrix, bezeichnet man dieses System als einen syntak tischen Weichschaum. Ein Mischungsverhältnis von 3 Gewichtstei len auf 100 Gewichtsteile Harze hat sich hier als besonders vorteilhaft erwiesen. Um einer Sedimentation entgegenzuwirken, ist fibrilliertes Polyäthylen im Mischungsverhältnis von 1-5 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Harze zugegeben. Auch hier hat sich ein Mischungsverhältnis von 3 Gewichtsteilen eines thixotropierenden Mittels auf 100 Gewichtsteile Harze als vor teilhaft erwiesen, was auch eine Erhöhung der inneren Festig keit bewirkt. Zur Anpassung der Eigenschaften können weitere Füllstoffe oder Verstärkungsstoffe beigegeben werden. Die Ver netzung verläuft als additive Veresterung zwischen Raumtem peratur innerhalb mehrerer Tage und 100°C in wenigen Minuten.It is particularly advantageous here if the is not yet networked th matrix hollow microspheres, preferably made of polyvinylidene fluo rid, as a compressible component in the mixing ratio of 1-5 parts by weight per 100 parts by weight of resins are. Since it is neither driven nor one whipped foam is a pourable mixture of evenly distributed elastic micro hollow spheres in ela tic matrix, this system is called a syntak tables soft foam. A mixing ratio of 3 parts by weight len on 100 parts by weight of resin has been found to be special here proven advantageous. To counteract sedimentation, is fibrillated polyethylene in a mixing ratio of 1-5 Parts by weight per 100 parts by weight of resins added. Here too has a mixing ratio of 3 parts by weight of one thixotropic agent on 100 parts by weight of resins as before Partially proven, which also increases the internal strength effect. To adjust the properties, other Fillers or reinforcing materials are added. The Ver Networking runs as an additive esterification between room elements temperature within several days and 100 ° C in a few minutes.

Wenn alle bekannten Herstell-Erfordernisse erfüllt werden, ent steht ein syntaktischer Schaum mit sehr gleichmäßig verteilter Porosität, sehr gleichmäßiger Kompressibiliät und Dämpfung über einen weiten Temperaturbereich. Die sehr geringe Wasseraufnahme, die ausreichende Lösungsmittelbeständigkeit und die gute Haftung an unterschiedlichen Werkstoffen prädestinieren diesen Dämpfungs schaum besonders für hochwertige technische Aufgaben, z.B. zur Einbettung von Ultraschall-Sensoren in Gehäusen oder ähnlichem.If all known manufacturing requirements are met, ent is a syntactic foam with very evenly distributed Porosity, very uniform compressibility and damping over a wide temperature range. The very low water absorption, sufficient solvent resistance and good adhesion on different materials predestine this damping foam especially for high-quality technical tasks, e.g. to Embedding ultrasonic sensors in housings or the like.

Claims

1. Syntactic damping foam which is suitable for sensitive vibration systems, characterized in that the matrix of the foam consists of a mixture of hydroxyl-containing low molecular weight liquid polybutadiene and a crosslinking component such as polyisocyanate or polymeric acid anhydrides such as maleic anhydride adducts of low molecular weight polybutadiene.

2. Syntactic damping foam according to claim 1, characterized characterized that the as yet uncrosslinked matrix Hollow microspheres, preferably made of polyvinylidene fluoride, as a com pressible component in a mixing ratio of 1-5 weight parts per 100 parts by weight of resins are added.

3. Syntactic damping foam according to claim 1, characterized characterized that as sedimentation prevention rer and mechanical amplifier fibrillated polyethylene in Mi ratio of 1-5 parts by weight to 100 parts by weight Resins is added.

4. Syntactic damping foam according to claim 1, characterized characterized that to adapt the Eigen additional fillers or reinforcing materials are.