WO1993016129A1 - Syntaktischer schaum - Google Patents

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WO1993016129A1
WO1993016129A1 PCT/EP1993/000137 EP9300137W WO9316129A1 WO 1993016129 A1 WO1993016129 A1 WO 1993016129A1 EP 9300137 W EP9300137 W EP 9300137W WO 9316129 A1 WO9316129 A1 WO 9316129A1
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hollow
bodies
mixture
micro
syntactic foam
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PCT/EP1993/000137
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Hans-Joachim Burger
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/32—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof from compositions containing microballoons, e.g. syntactic foams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/58—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres
    • B29C70/66—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising fillers only, e.g. particles, powder, beads, flakes, spheres the filler comprising hollow constituents, e.g. syntactic foam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K2995/0037—Other properties
    • B29K2995/0068—Permeability to liquids; Adsorption
    • B29K2995/0069—Permeability to liquids; Adsorption non-permeable

Definitions

  • the invention relates to a syntactic foam with hollow micro-bodies which are held together by a matrix adhesive and between which there are gussets.
  • Syntactic foams of this type are already part of the prior art, e.g. disclosed in DE-OS 34 36 592 AI. Syntactic foams are used to an increasing extent in technology, which essentially consist of a plastic matrix and admixed organic or / and inorganic hollow microspheres and which belong to the area of closed-cell soft to hard foams.
  • the process delivers a foamed plastic from a closed-cell, syntactic foam.
  • the cell walls of the hollow bodies which largely assume a spherical shape, are almost entirely preserved.
  • Foaming levels of up to 80 volume percent are achieved.
  • An increase in the degree of curl beyond the densest spherical packing of about 80 percent by volume is achieved here in that the plastic polymers used as carrier substances are physically or chemically cellular plastics polymers because the carrier substance filling the gusset of the densest spherical packing is also used
  • Degree of curling contributes; because in addition to the hollow microbeads, blowing agents are introduced into the gusset, ie the gusset mass is reduced by foam formation. But even with such foam plastics, the weight limit, which essentially results from the filled gusset, is not fallen below.
  • the invention is therefore based on the object of providing a foam of the type mentioned at the outset with a significantly reduced weight.
  • the foam should be closed-cell, waterproof, solvent-resistant, fine-pored. In the case of a foam, this is achieved in that the hollow micro-bodies are deformed polyhedral and are largely held together by the matrix adhesive while avoiding gussets.
  • Foam meets the above requirements. It has a density of approx. 25 - 300 kg / m 3 and has a completely uniform micro-fine structure.
  • a particularly advantageous embodiment of the foam is provided when the hollow micro-bodies are polyhedral hollow micro-bodies created by deformation in connection with matrix adhesive under the action of external pressure and when the matrix adhesive maintains the state of the polyhedral shape of the hollow micro-bodies against their restoring force.
  • the hollow bodies are formed from polymers such as polyvenylidene chloride or polyvenylidene fluoride or polymethyl methacrylate, this is advantageous because of the thin walls and elasticity of these hollow bodies, since a foam made in this way is particularly light, elastic and yet stable.
  • the physical properties of the foam are hereby desired influenceable.
  • the degree of hardness can be varied from rubber-elastic to hard-brittle.
  • these polymers can be processed inexpensively and do not cause any unpleasant odors.
  • the matrix adhesive is a hot-melt adhesive, since such is also available in rod form and can be processed in a simple manner with an adhesive gun.
  • the hardness of the foam can be varied within certain limits by appropriate metering of the adhesive.
  • the foam contains fibrous fillers.
  • the foam may be desirable to color the foam, which is achieved without difficulty if the foam contains a dye.
  • a flame retardant e.g. contains a halogen or hydrate.
  • the syntactic foam described above is produced in the following steps, after which a matrix adhesive is added to a mixture with hollow micro-bodies and then this mixture is rolled with the matrix adhesive for polyhedral deformation of the hollow micro-bodies and this manufacturing step is followed by a phase for curing the milled mixture.
  • the foam can be produced economically into plate-shaped semi-finished products according to the process described and is also suitable for filling molded parts.
  • the rolled mixture it is expedient for the rolled mixture to harden in a shape is brought.
  • a different strength may be required, which can be achieved in a wide range in a simple manner by applying an external pressure to the tumbled mixture during curing in the mold, at least briefly.
  • 1 shows a section of a syntactic foam according to the invention, as it results from a microscopic picture
  • 2 shows a section of a known syntactic
  • Foam plastic in a greatly enlarged representation Foam plastic in a greatly enlarged representation.
  • FIG. 2 shows a greatly enlarged section of the already known syntactic foam plastic with a degree of distortion of approximately 80 percent by volume.
  • the individual hollow bodies 1, the wall 4 of which consists of a cross-linked, elastic plastic practically have the densest spherical packing, in which the individual, almost spherical hollow bodies 1 touch one another and in which the carrier substance 2 is only in contact the gussets 3 formed by balls.
  • the carrier substance 2 located in these gussets 3 is also in a cellular state.
  • the individual gas bubbles enclosed by the carrier substance 2 are denoted by 5.
  • the hollow micro-bodies 1 are polyhedral and are held flat against one another by a matrix adhesive 2, gussets between the hollow micro-bodies 1 being largely avoided.
  • flat is to be understood here in the sense of large area, based on the size of the hollow micro-bodies 1, that is, it does not include the contact surface of the hollow microspheres according to FIG. 2, which touch almost in a punctiform manner or, based on the size of the hollow spheres, an extremely small area.
  • the polyhedral hollow micro-bodies 1 are hollow micro-bodies 1 formed by deformation with the matrix adhesive 2 under the action of external pressure.
  • the matrix adhesive 2 maintains the state of the polyhedral shape of the hollow micro-spheres against their restoring force.
  • the syntactic foam according to FIG. 1 can be produced in the following steps: matrix adhesive 2 is added to a mixture of hollow microspheres 1 and this mixture with matrix adhesive 2 is then tumbled for the polyhedral deformation of hollow microspheres 1. The milling process is followed by a phase for curing the milled mixture.
  • reversible adhesives e.g. Heat seal adhesives
  • irreversible adhesives such as reactive adhesives based on polyurethane, urea-formaldehyde resin, unsaturated polyesters, epoxies, polymethyl ethacrylates and the like
  • These adhesive systems used are said to be largely liquid during processing, since the viscous surface lubrication allows the hollow spheres 1 to slide against one another, which in the end, in contrast to polystyrene foam, makes it possible to press this semi-finished foam according to the invention through nozzles into closed molds or cavities.
  • the foam should stick to the walls after being pressed into cavities, as is necessary, for example, when sealing electronic assemblies, or should detach from the surfaces, such as when manufacturing semi-finished products or molded parts made of foam.
  • the surface-coated hollow spheres must be heated so that the adhesive becomes viscous for injection into a cavity.
  • the same pretreated hollow spheres can also be pressed into molds and then briefly up to the sealing temperature, e.g. in the high-frequency field. After cooling, the stable foam body can be removed from the mold.
  • reactive adhesives systems which are liquid at room temperature are preferably used. If these systems network at room temperature, the processable mixture must be prepared shortly before processing. Since adhesive systems can be used which have pot lives of hours or days, this is not a problem, especially since the hollow bodies can be coated in a few minutes in a high-speed mixer and kneader.
  • the foam according to the invention can be produced by coordinating volume and processing pressure within very narrow density limits.
  • foams can also be produced by the method according to the invention, but because of the limited scope Deformability may have residual gusset and are therefore not sufficiently waterproof.

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Abstract

Bei syntaktischen Schäumen, die aus dicht gepackten Mikrohohlkugeln bestanden, wurde bisher ein minimales Raumgewicht bis zu etwa 450 kg/m3 erreicht. Das Raumgewicht ergab sich hierbei im wesentlichen durch in den Zwickeln (3) zwischen den Mikrohohlkugeln (1) liegende Trägersubstanz (2). Eine wesentliche Reduzierung des Raumgewichts läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, wenn die Mikrohohlkugeln (1) polyedrisch verformt sind und unter weitgehender Vermeidung von Zwickeln (3) durch den Matrixkleber (2) flächig aneinandergehalten sind. Ein solcher Schaum weist eine gleichmäßige Struktur auf, er ist druckfest und wasserdicht. Es lassen sich Raumgewichte unter 50 kg/m3 erreichen.

Description

Syntaktischer Schaum
Die Erfindung betrifft einen syntaktischen Schaum mit Mikrohohlkorpern, die durch einen Matrixkleber miteinander in Verbindung gehalten sind und zwischen denen Zwickel be¬ stehen.
Syntaktische Schäume dieser Art gehören bereits zum Stand der Technik, wie z.B. in der DE-OS 34 36 592 AI offenbart. In zunehmendem Maße werden in der Technik syntaktische Schäume eingesetzt, welche im wesentlichen aus einer Kunststoffmatrix und beigemischten organischen oder/und anorganischen Mikrohohlkugeln bestehen und die in das Ge¬ biet der geschlossenzelligen weichen bis harten Schäume gehören.
Die Vorteile dieser Schäume gegenüber den chemisch oder physikalisch getriebenen Schäumen sind hauptsächlich die hervorragende Gleichmäßigkeit der Struktur, die besonders gefordert wird beim Ausschäumen von Hohlräumen oder der Herstellung geometrisch kleiner Teile, z.B. bei Volumina von kleiner als 10 ml. Zugleich läßt sich bei diesen Schäumen eine hohe Druckfestigkeit erreichen. Eine ein¬ schränkende Grenze besteht bei solcher Art syntaktischen Schäumen darin, daß bei der üblicherweise notwendigen
Wasserdichtigkeit die zwischen den Hohlkugeln vorhandenen Zwickel von der verbindenden Matrix völlig gefüllt sein müssen. Die praktische Grenze liegt bei einem Mindestrau - gewicht von etwa 450 kg pro m3, was zwangsläufig bedeutet, daß diese Schäume extrem druckfest sein können und sich demzufolge für Tiefseeanwendungen gut eignen. Für die An¬ wendung im Hochfrequenzbereich sind derartige Schäume dagegen ungeeignet, da sie eine unerwünscht hohe relative Dielektrizitätszahl aufweisen. In der DE-OS 34 36 592 AI ist ein Verfahren zur Her¬ stellung eines syntaktischen Schaumkunststoffes mit einem Kunststoffpolymer als Trägersubstanz beschrieben. Darin ist an Anwendungsfälle, z.B. als Aderisolierung gedacht, die die Verwendung von physikalischen oder chemisch hoch- verzellten Schaumkunststoffen ausschließen, da diese nicht w asserdicht, bei freiem Aufschäumen nicht formgenau und von geringer und ungleichmäßiger Festigkeit sind. Zur Her¬ stellung des syntaktischen Schaumstoffs gemäß der DE-OS 34 36 592 AI wurde davon ausgegangen, daß feinpulvrige Kunststoffpolymere auf dem Markt sind, deren Partikel expandierbare Hohlkörper darstellen, die nach dem Auf¬ schäumen eine Volumenvergrößerung etwa um das Vierzig- bis Sechzigfache ihres Ausgangsvolumens erfahren und eine elastische Wandung besitzen. Bei dem beschriebenen Her¬ stellungsverfahren wird das Kunststoffpolymer in Granulat¬ oder Pulverform mit expandierbaren Mikrohohlkorpern (räum¬ liche Ausdehnung = 10 μm) in Pulverform gemischt, in einem Extruder homogenisiert, dabei mindestens auf die Expan- sionste peratur der Hohlkörper erwärmt und mittels ge¬ eigneter Spritzköpfe in die gewünschten Formen extrudiert.
Das Verfahren liefert einen verschäumten Kunststoff aus einem geschlossenzelligen, syntaktischen Schaum. Die Zell- wände der Hohlkörper, die weitgehend Kugelform annehmen, bleiben fast durchweg erhalten. Dabei werden Verschaumungs- grade bis zu 80 Volumen Prozent erreicht. Eine Erhöhung des Verzellungsgrades über die dichteste Kugelpackung von etwa 80 Volumenprozent hinaus wird hier dadurch erreicht, daß die als Trägersubstanzen verwendeten Kunststoffpoly¬ mere physikalisch oder chemisch verzellbare Kunststoff¬ polymere sind, weil hierbei die die Zwickel der dichtesten Kugelpackung ausfüllende Trägersubstanz ebenfalls noch zum Verzellungsgrad beiträgt; denn zusätzlich zu den Mikrohohl¬ kugeln werden in die Zwickel Treibmittel eingebracht, d.h. die Zwickelmasse wird durch Schaumbildung reduziert. Doch auch bei derartigen Schaumkunststoffen wird eine Gewichts- grenze, die sich im wesentlichen durch die ausgefüllten Zwickel ergibt, nicht unterschritten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schaum der eingangs genannten Art mit bedeutend verringer- tem Gewicht bereitzustellen. Darüber hinaus soll der Schaum geschlossenzellig, wasserdicht, lösungsmittelbeständig, feinporig sein. Erreicht wird dies bei einem Schaum da¬ durch, daß die Mikrohohlkorper polyedrisch verformt sind und unter weitgehender Vermeidung von Zwickeln durch den Matrixkleber flächig aneinandergehalten sind. Dieser
Schaum erfüllt die obengenannten Anforderungen. Er weist Raumgewichte von ca. 25 - 300 kg/m3 auf und hat dabei eine völlig gleichmäßige mikrofeine Struktur. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Schaumes ist gegeben, wenn dessen Mikrohohlkorper durch Verformung in Verbindung mit Matrixkleber unter äußerer Druckeinwirkung entstandene polyedrische Mikrohohlkorper sind und wenn der Matrixkle¬ ber den Zustand polyedrischer Form der Mikrohohlkorper entgegen deren Rückstellkraft aufrechterhält.
Sind die Hohlkörper aus Polymeren wie Polyvenylidenchlorid oder Polyvenylidenfluorid oder Polymethylmethacrylat gebil¬ det, so ist dies wegen der Dünnwandigkeit und Elastizität dieser Hohlkörper vorteilhaft, da ein derart ausgeführter Schaum besonders leicht, elastisch und doch stabil ist.
Wenn als Matrixkleber ein reaktives Polymer verwendet ist, so sind hierdurch die physikalischen Eigenschaften des Schaums, insbesondere sein Härtegrad, in gewünschter Weise beeinflußbar. Mit Epoxiden oder Polyurethan als Matrix¬ kleber ist der Härtegrad von gummielastisch bis hartspröde variierbar. Zudem lassen sich diese Polymere günstig ver¬ arbeiten und bringen keine Geruchsbelästigung mit sich. Hinsichtlich der Handhabung ist es auch günstig, wenn der Matrixkleber ein Schmelzkleber ist, da ein solcher auch in Stangenform lieferbar und mit einer Klebepistole auf ein¬ fache Weise verarbeitbar ist. Durch entsprechende Dosie¬ rung des Klebers kann die Härte des Schaums in gewissen Grenzen variiert werden.
Um besondere Festigkeit und Elastizität des Schaums zu erzielen, erweist es sich als günstig, wenn der Schaum faserige Füllstoffe enthält.
Aus ästhetischen Gründen oder zur Unterscheidung kann eine Farbgebung des Schaums gewünscht sein, die ohne Schwierig¬ keit erreicht wird, wenn der Schaum einen Farbstoff ent¬ hält. Für brandgefährdete Anwendungsbereiche erweist es sich als zweckmäßig vorzusehen, daß der Schaum ein Flamm¬ schutzmittel, z.B. ein Halogen oder Hydrat enthält.
Die Herstellung des oben beschriebenen syntaktischen Schaums erfolgt erfindungsgemäß in den folgenden Schritten, wonach einem Gemisch mit Mikrohohlkorpern ein Matrixkleber beigemengt wird und dann dieses Gemisch mit dem Matrixkle¬ ber zur polyedrischen Verformung der Mikrohohlkorper ge¬ walkt wird und sich diesem Herstellungsschritt eine Phase zur Aushärtung des gewalkten Gemisches anschließt. Der Schaum läßt sich gemäß dem beschriebenen Verfahren wirt¬ schaftlich zu plattenförmigem Halbzeug herstellen und ist außerdem zum Füllen von Formteileπ geeignet. Um Schaum¬ stoffteile in gewünschter Gestalt zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn das gewalkte Gemisch zum Aushärten in eine Form gebracht wird. Je nach dem für den Schaum vorgesehenen Anwendungsfall kann eine unterschiedliche Festigkeit erforderlich sein, die auf einfache Weise in einem weiten Bereich dadurch erreichbar ist, daß auf das gewalkte Gemisch beim Aushärten in der Form zumindest kurzzeitig ein äußerer Druck aufgebracht wird.
In vielen Fällen stellt sich die Aufgabe, Hohlräume was¬ serdicht auszuschäumen. Mit dem auf beschriebene Weise herstellbaren Schaum läßt sich diese Aufgabe einfach da¬ durch erreichen, daß das gewalkte Gemisch in einen Hohl¬ raum eingebracht wird und darin aushärtet. Als problema¬ tisch bei der Hohlraumausfüllung kann es sich erweisen, wenn der Hohlraum nur durch eine kleine Öffnung zugänglich ist. Eine Hohlraumausschäumung läßt sich dennoch gut in der Weise durchführen, daß das gewalkte Gemisch mit erhöh¬ tem Druck durch die Öffnung in den Hohlraum eingespritzt wird, in dem es dann aushärtet. Im Vergleich hierzu bringt z.B. ein Ausschäumen mit dem ebenfalls als Leichtschaum unter einem Raumgewicht von ca. 200 kg/m3 bekannten Poly¬ urethan-Schaum den Nachteil mit sich, daß dieser nicht wasserdicht ist und eine grobe Struktur aufweist. Eine be¬ vorzugte Ausführung für großvolumige Hohlraumfüllung ist gegeben, wenn ein als Ausgangsstoff verwendete Mikrohohl- körpergemisch Schaumpartikel und/oder Mikrohohlkugeln auf¬ weist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an¬ hand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen syntakti¬ schen Schaumes, wie er sich bei mikroskopischer Aufnahme ergibt, FIG 2 einen Ausschnitt eines bekannten syntaktischen
Schaumkunststoffes in stark vergrößerter Darstellung.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird zunächst eine zum Stand der Technik gehörender syntaktischer Schaumkunst¬ stoff beschrieben, wie er in FIG 2 dargestellt ist. FIG 2 zeigt einen stark vergrößerten Ausschnitt des bereits be¬ kannten syntaktischen Schaumkunststoffs mit einem Verzel¬ lungsgrad von ca. 80 Volumenprozent. Bei diesem weisen die einzelnen Hohlkörper 1, deren Wandung 4 aus einem vernetz¬ ten, elastischen Kunststoff besteht, praktisch die dich¬ teste Kugelpackung auf, bei der sich die einzelnen, nahezu kugelförmigen Hohlkörper 1 untereinander berühren und bei der sich die Trägersubstanz 2 nur in den von Kugeln gebil- deten Zwickeln 3 befindet. Die in diesen Zwickeln 3 befind¬ liche Trägersubstanz 2 befindet sich ebenfalls in einem verzellten Zustand. Die einzelnen von der Trägersubstanz 2 umschlossenen Gasblasen sind mit 5 bezeichnet. Man erkennt, daß dadurch der Gasanteil des Schaumkunststoffes und damit der Verzellungsgrad noch gegenüber dem Zustand der dichte¬ sten Kugelpackung vergrößert ist. Auf diese Weise ist ein Verzellungsgrad von nahezu 90 Volumenprozent erzielbar, wobei der Schaumkunststoff weiterhin als geschlossenporig angesehen werden kann, also auch wasserdicht ist.
Beim erfindungsgemäßen, in FIG 1 ausschπittsweise stark vergrößert dargestellten syntaktischen Schaum sind die Mikrohohlkorper 1 polyedrisch geformt und untereinander durch einen Matrixkleber 2 flächig aneinandergehalten, wobei Zwickel zwischen den Mikrohohlkorpern 1 weitgehend vermieden sind.
Der Ausdruck "flächig" ist hier im Sinne von großflächig, bezogen auf die Größe der Mikrohohlkorper 1 zu verstehen, d.h. er beinhaltet nicht die Berührungsfläche der Mikro¬ hohlkugeln gemäß FIG 2, die sich nahezu punktförmig bzw. bezogen auf die Hohlkugelgröße äußerst kleinflächig be¬ rühren.
Die polyedrisch geformten Mikrohohlkorper 1 sind durch Verformung mit dem Matrixkleber 2 unter äußerer Druckein¬ wirkung entstandene Mikrohohlkorper 1. Der Matrixkleber 2 hält den Zustand polyedrischer Form der Mikrohohlkugeln entgegen deren Rückstellkraft aufrecht.
Der syntaktische Schaum gemäß FIG 1 ist in folgenden Schritten herstellbar: Einem Gemisch aus Mikrohohlkugeln 1 wird Matrixkleber 2 beigemengt und dieses Gemisch mit dem Matrixkleber 2 wird dann zur polyedrischen Verformung der Mikrohohlkugeln 1 gewalkt. Dem Walkvorgang schließt sich eine Phase zur Aushärtung des gewalkten Gemisches an.
Dabei können als Matrixkleber sowohl reversible Kleber, z.B. Heißsiegelkleber, als auch irreversible Kleber, wie reaktive Kleber auf Basis von Polyurethan, Harnstoff-For¬ maldehyd-Harz, ungesättigte Polyester, Epoxide, Polymethyl- ethacrylate und ähnliches verwendet werden. Diese verwen¬ deten Klebesysteme sollen während der Verarbeitung weit- gehend flüssig sein, da die viskose Oberflächenschmierung ein gegenseitiges Gleiten der Hohlkugeln 1 erlaubt, was schließlich ermöglicht - im Gegensatz zu Polystyrolschaum ■ diesen erfindungsgemäßen halbfertigen Schaum durch Düsen in geschlossene Formen oder Hohlräume zu pressen.
Durch die Auswahl und geeignete Formulierung der Klebe¬ systeme kann vorbestimmt werden, ob der Schaum nach Ein¬ pressen in Hohlräume an den Wänden kleben soll, wie z.B. beim Versiegeln elektronischer Baugruppen notwendig, oder sich von den Oberflächen lösen soll, wie beim Herstellen von Halbzeug oder von Formteilen aus Schaum.
Werden Heißsiegelkleber verwendet, so sind die oberflächen- beschichteten Hohlkugeln so zu erwärmen, daß der Kleber zum Einspritzen in einen Hohlraum viskos wird. Die gleich vorbehandelten Hohlkugeln können aber auch in Formen gepreßt werden und dann kurzfristig bis zur Siegeltempe¬ ratur, z.B. im Hochfrequenzfeld, erwärmt werden. Nach Abkühlung ist der stabile Schaumkörper entformbar. Werden reaktive Kleber verwendet, so nimmt man vorzugsweise bei Raumtemperatur flüssige Systeme. Vernetzen diese Systeme bei Raumtemperatur, so ist die verarbeitbare Mischung kurz vor der Verarbeitung aufzubereiten. Da man Klebesysteme verwenden kann, die Topfzeiten von Stunden oder Tagen haben, ist dies kein Problem, vor allem, weil sich eine Beschichtung der Hohlkörper in wenigen Minuten im Schnell¬ mischer und Kneter herstellen läßt.
Bei der Herstellung von großen Teilen oder Halbzeug, bei der ein Fließen der aufbereiteten Masse nur in geringem Maß erfolgt, kann auch mit Beschichtungen gearbeitet wer¬ den, die bei Raumtemperatur trocken sind und bei Tempera¬ tureinwirkung bei der Verarbeitung schmelzen und verkleben.
Der erfindungsgemäße Schaum kann durch Abstimmung von Volumen und Verarbeitungsdruck in sehr engen Dichtegrenzen hergestellt werden.
Sollen aus physikalischen, chemischen oder wirtschaftli¬ chen Gründen Hohlkugeln aus Glas verwendet werden, so können Schäume auch nach der er indungsgemäßen Methode hergestellt werden, die jedoch wegen der beschränkten Verformbarkeit Restzwickel aufweisen können und deshalb nicht genügend wasserdicht sind.
Werden weichhäutige mit harthäutigen Hohlkugeln zu Hybriden vermischt angewandt, so ergeben sich harte und doch wasserdichte Schäume.

Claims

Patentansprüche
1. Syntaktischer Schaum mit Mikrohohlkorpern (1), die durch einen Matrixkleber (2) miteinander in Verbindung gehalten sind und zwischen denen Zwickel (3) bestehen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mikrohohlkorper polyedrisch geformt sind und unter weit¬ gehender Vermeidung von Zwickeln (3) durch den Matrix¬ kleber (2) flächig aneinandergehalten sind.
2. Syntaktischer Schaum nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dessen Mikrohohlkorper
(1) durch Verformung in Verbindung mit dem Matrixklebεr
(2) unter äußerer Druckeinwirkung entstandene polyedrische Mikrohohlkorper (1) sind und daß der Matrixkleber (2) den
Zustand polyedrischer Form der Mikrohohlkorper (1) ent¬ gegen deren Rückstellkraft aufrechterhält.
3. Syntaktischer Schaum nach Anspruch 1 oder 2, d a - d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mikro¬ hohlkorper (1) durch Polyvenylidenchlorid, Polyvenyliden- fluorid, Polymethylmetacrylat oder andere Polymere oder anorganische Werkstoffe gebildet sind.
4. Syntaktischer Schaum nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Matrixkleber ein reaktives Polymer (2) verwendet ist.
5. Syntaktischer Schaum nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Matrixkleber (2) ein Schmelzkleber ist.
6. Syntaktischer Schaum nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schaum faserige Füllstoffe enthält.
7. Syntaktischer Schaum nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schaum einen Farbstoff enthält.
8. Syntaktischer Schaum nach einem der vorangehenden An- sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schaum ein Flammschutzmittel enthält.
9. Verfahren zur Herstellung eines syntaktischen Schaums nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß einem Gemisch mit Mikrohohlkorpern (1) ein Matrixkleber (2) beigemengt wird, daß dann dieses Gemisch mit dem Matrixkleber (2) zur polyedrischen Verformung der Mikrohohlkorper (1) ge¬ walkt wird und daß sich diesem Herstellungsschritt eine Phase zur Aushärtung des gewalkten Gemisches anschließt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e - k e n nz e i c h n e t , daß das gewalkte Gemisch zur Aushärtung in eine Form gegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß auf das gewalkte Gemisch in der Form zumindest kurzzeitig ein äußerer Druck aufge¬ bracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das gewalkte formbare Gemisch in einen Hohlraum eingebracht wird, in dem es aushärtet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das gewalkte Gemisch durch eine Öffnung in den Hohlraum eingespritzt wird, in dem es dann aushärtet.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Ma¬ trixkleber ein viskoser Kleber (2) verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 9 - 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das als Ausgangsstoff verwendete Mikrohohlkorpergemisch Mikrohohl¬ kugeln oder Schaumpartikel aufweist.
PCT/EP1993/000137 1992-02-05 1993-01-21 Syntaktischer schaum WO1993016129A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP92101881.8 1992-02-05
EP92101881 1992-02-05

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20153233A1 (it) * 2015-08-26 2017-02-26 A P I Applicazioni Plastiche Ind S P A Procedimento per la produzione di disposizioni di particelle di polimeri espansi; disposizioni di particelle di polimeri espansi e relativi articoli

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB899223A (en) * 1958-03-12 1962-06-20 Contraves Ag Improvements in or relating to structural members
US3280230A (en) * 1965-08-13 1966-10-18 Jr Lawrence R Bradshaw Method of forming lightweight material
DE2020125A1 (de) * 1969-04-25 1970-11-12 Saint Gobain Zellfoermige Produkte aus thermoplastischem Harz und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1629381A1 (de) * 1962-12-21 1971-01-28 Dow Chemical Co Verfahren zur Herstellung geschaeumter Formkoerper
US3598672A (en) * 1966-03-23 1971-08-10 Contraves Ag Method of producing shaped bodies of low specific gravity
US3640787A (en) * 1966-03-23 1972-02-08 Rudolf Heller Method of producing shaped bodies of low specific gravity
US4379857A (en) * 1981-10-28 1983-04-12 Cook Paint And Varnish Company Insulation composition

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB899223A (en) * 1958-03-12 1962-06-20 Contraves Ag Improvements in or relating to structural members
DE1629381A1 (de) * 1962-12-21 1971-01-28 Dow Chemical Co Verfahren zur Herstellung geschaeumter Formkoerper
US3280230A (en) * 1965-08-13 1966-10-18 Jr Lawrence R Bradshaw Method of forming lightweight material
US3598672A (en) * 1966-03-23 1971-08-10 Contraves Ag Method of producing shaped bodies of low specific gravity
US3640787A (en) * 1966-03-23 1972-02-08 Rudolf Heller Method of producing shaped bodies of low specific gravity
DE2020125A1 (de) * 1969-04-25 1970-11-12 Saint Gobain Zellfoermige Produkte aus thermoplastischem Harz und Verfahren zu ihrer Herstellung
US4379857A (en) * 1981-10-28 1983-04-12 Cook Paint And Varnish Company Insulation composition

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPIL Week 8148, Derwent Publications Ltd., London, GB; AN 81-88438D *
N.T.I.S. TECHNICAL NOTES Nr. 3, März 1986, SPRINGFIELD, VIRGINIA, USA Seite 316 J.E. SCHROEDER 'LIGHTWEIGHT ELECTRICAL INSULATION' *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20153233A1 (it) * 2015-08-26 2017-02-26 A P I Applicazioni Plastiche Ind S P A Procedimento per la produzione di disposizioni di particelle di polimeri espansi; disposizioni di particelle di polimeri espansi e relativi articoli

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