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DE1694604A1 - product - Google Patents

product

Info

Publication number
DE1694604A1
DE1694604A1 DE19671694604 DE1694604A DE1694604A1 DE 1694604 A1 DE1694604 A1 DE 1694604A1 DE 19671694604 DE19671694604 DE 19671694604 DE 1694604 A DE1694604 A DE 1694604A DE 1694604 A1 DE1694604 A1 DE 1694604A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filled
resin
microspheres
resin system
viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19671694604
Other languages
German (de)
Inventor
Schurb Joseph N
Modig Gerald R
Johnson Roger W
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of DE1694604A1 publication Critical patent/DE1694604A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/32Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof from compositions containing microballoons, e.g. syntactic foams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

M 2150.M 2150.

Minnesota Mining and "Manufacturing Company,, Saii.t Pcul, Mini es ο ta 55101, V. St. A.Minnesota Mining and Manufacturing Company Saii.t Pcul, Mini es ο ta 55101, V. St. A.

Produktproduct

Dieae iirfindurig bezii.hu sich auf sehr feste Materialien niedriger Dichte, uei dene.t Λα Hax'Z^Systeni mit Mikro-Hohlglaskügelcheu gefüllt iüt, in dex' Technik als syntaktischer Schaum uekannt, und auf giesöbi-r-e Massen, aus denen solche Schäume hergestellt werden i-. önneri.Dieae iirfindurig bezii.hu on very solid materials of low density, uei dene.t Λα Hax'Z ^ Systeni with micro Hohlglaskügelcheu iüt filled uekannt in dex 'art as syntactic foam, and to re-giesöbi compositions from which such foams be made i-. önneri.

;-xikro-houlkt%elehen wurden bereits zur Herstellung von Harzsysteriien mit ge ringer Dichte ve X1Vf endet j siehe z.B. die USA-Patentuohr'if ν ^ 0^0 215 von Veatch u.a., herausgegeben am I7. April I962. DX^öo Schäume unterscheiden sich von den Uolichen Schaumkunstctoffen, uei denen ein ,Blähmittel benutzt wird, dadurci, dass die; -xikro-houlkt% elehen have already been used for the production of resin systies with low density ve X 1 Vf ends j see, for example, the USA-Patentuohr'if ν ^ 0 ^ 0 215 by Veatch et al., published on 17. April I962. DX ^ öo foams differ from the Uolichen foam plastics, uei which a blowing agent is used, dadurci that the

10081072006"10081072006 "

Neue Unterfaden ιαπ,/α.»^-^.«-» ^^^<^nmimw.v.4.%mn New bobbin thread ιαπ, / α. »^ - ^.« - » ^^^ <^ nm in wv4.% Mn

" - 2. - . M 2150"- 2. -. M 2150

Leerstellen viel einheitlicher in der Grosse und viel gleiciaruässiger verteilt sind.Empty spaces are much more uniform in size and much more uniform are distributed.

Es gestand ein Bedarf a leichten Materialien zur Herstellung von Fahrzeugen für die Weltraumfahrt und die Tiefseeforschung. Jedoch erfordern diese. AnwendungsDereiche auch im all^ernoinengrosse Druckfestigkeit des Materials, und für den fall der Anwendung in der Tiefseeforschung., Widerstandsfähigkeit gegen-Wrsserausorption unter starkem hydrostatischen. Druck. Material mit geringer Dichte, das vorher verwendet wurde, hatte rächt die geforderte Druckfestigkeit, siehe z.B. Spalte 9 der oben angegebenen Patentschrift von Veatch u.a., worin Material mit einer Druckfestigkeit von 23,20 kg/cm'" offenbart wird. ...ei den Versuchen, Schäume mit grösserer Druckfestigkeit herzustellen, wurden Mjlroglaskügelchen mit"grosserer Dichte verwendet, t.ber als Ergebnis stieg die Dichte des Materials um 0,72 - 0,80 g/ciir an. Dieses Material war schwerer als erwartet, sodass z.ß. bei der Anwendung für ein .Unterseeschiff das Flotationsrnaterial ^in so grosses Vo-. lumen in Anspruch nahm, dass nur ein kleiner Anteil ε,η Last transportiert werden konnte. . 'There has been a need for lightweight materials for manufacture of vehicles for space travel and deep-sea research. However, these require. It is also used in an all-over-the-world market Compressive strength of the material, and in case of application in deep sea research., Resistance to water absorption under strong hydrostatic. Pressure. Low density material that was previously used had avenged the demanded Compressive strength, see e.g. column 9 of the above The Veatch et al patent disclosing material having a compressive strength of 23.20 kg / cm '". To produce foams with greater compressive strength, glass beads were used with "greater density used, t.ber as a result the density of the material increased by 0.72-0.80 g / ciir. This Material was heavier than expected. in the application for a submarine the flotation material is so large in volume. lumen that only a small proportion ε, η transported load could be. . '

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen syntaktiscaen Schaum herzustellen, der im wesentlichen frei von Leerstellen ist, mit Ausnahme jener in den Mikrokügelohen, der eine geringe Dichte hat, weniger als etwa 0,673 g/cm * der widerstandsfähig ge,:,en hydrostatische und einachsige Druckkräfte von/250 - 700 ■ kg/etn oder mehr ist, und der weniger als 2 Gew.-; , und im allgemeinenIt is the object of the present invention to produce a syntactic foam that is substantially free of voids except for those in the microsphere which has a low density, less than about 0.673 g / cm * the tough ge, : , en hydrostatic and uniaxial compressive forces of / 250 - 700 ■ kg / etn or more, and which is less than 2 wt. , and in general

10 9818/2006 " Bm QmmmL 10 9818/2006 " Bm QmmmL

-■"■■-■ 169450 A- ■ "■■ - ■ 169450 A

■ . ■ - 3'- M 2150■. ■ - 3'- M 2150

weniger als 0,5 Gew.-^.J Wasser absoroiert, wenn er in direktem Kontakt mit Wasser unter hohem hydrostatischen Druck ( d.h. wenigstens 350 kg/cm ) steht. Die Schäume der vorliegenden Erfindung können in Form von dicken Abschnitten gehärtet werden., d.h. in Würfeln mit 30,48 cm Kantenlänge oder grössei1, ohne dass das Material dabei schrumpft oder einen sonstigen Aobau in der Mitte des Querschnittes erfährt.less than 0.5% by weight of water absorbs when it is in direct contact with water under high hydrostatic pressure (ie at least 350 kg / cm). The foams of the present invention can be cured in the form of thick sections, ie in cubes with an edge length of 30.48 cm or size 1 , without the material shrinking or experiencing any other build-up in the middle of the cross-section.

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im allgemeinen dadurch erreicht, dass man eine Mischung aus einem Polymeren, das grossen Widerstand gegen Druckkraft und ein hohes Molekulargewicht aufweist,.wie"ζ;B. einem Epoxydharz, einschliesslich der notwendigen Aktivatoren oder Katalysatoren, und aus Miki'okügelchen mit grosser Festigkeit und geringer Dichte herstellt.The features and advantages of the present invention are set forth in generally achieved by having a mixture of a polymer that has a high resistance to pressure force and a high one Has molecular weight, like "ζ; B. An epoxy resin, including the necessary activators or catalysts, and from microspheres with great strength and low density.

Die Harze, die für die praktische Durchführung der Erfindung geeignet sind, sollen ein hohes Molekulargewicht haben, eine Barcol-Härte von wenigstens 35> eine Druckfestigkeit von wenigstens etwaThe resins useful in practicing the invention are said to have a high molecular weight, a Barcol hardness of at least 35> a compressive strength of at least about

ρ ρρ ρ

700.kg/cm , und vorzugsweise wenigstens I050 kg/cm , ein Young-700 kg / cm, and preferably at least 1050 kg / cm, a Young

2 Modul von wenigstens etwa 21 000 kg/cm und eine Viasserabsorption von weniger als etwa 0,5 1P nach 7-tägi^em Eintauchen in Wasser bei 25° C aufweisen (" ASTFHPes.t D5|;5-52T). Epoxydharze sind bevorzuget. Harze, die unter geringem Verlust an Festigkeit eingesetzt werden können, sind Polystyrol, Polyester, Polyurethane und Copolymere und/oder Mischungen davon. Ein besonders geeignetes Epoxyd ist der von Wear u.a. in der USA'-Patentschrift 3 052 65O vom 4. September 1962 beschriebene Typ, der bei Raumtemperatur2 have a modulus of at least about 21,000 kg / cm and a water absorption of less than about 0.5 1 P after immersion in water at 25 ° C for 7 days ("ASTFHPes.t D5 |; 5-52T). Epoxy resins Resins which can be used with little loss of strength are polystyrene, polyesters, polyurethanes and copolymers and / or mixtures thereof. A particularly suitable epoxy is that of Wear et al. in US Pat. September 1962 the type described at room temperature

BAUBUILDING

1098 18/20061098 18/2006

18946041894604

ziemlich inaktiv ist, aber durch kurzes Erhitzen auf eine geeignete Temperatur in einen zänen, harten Feststoff verwandelt wird, •Kurz zusammengefasst, üestehen diese bevorzugten Massen i- der Hauptsache aus einer Mischung ausis quite inactive, but is transformed into a tough, hard solid by brief heating to a suitable temperature, • In short , these preferred masses mainly consist of a mixture

(1) Einem Epoxydharz ( z.B. einem Po lyglycidy lather vsihes mehrwertigen Phenols ) mit mehr als einer 1,2-Epoxy dgnuppe auf ein durchschnittliches Molekulargewicht,(1) An epoxy resin (e.g. a polyglycidy lather vsihes polyvalent Phenol) with more than one 1,2-epoxy group average molecular weight,

(2) .einem Anhydrid einer Polycaroonsäure in einem genügenden Anteil, dass etwa 0,5 - 2 Anhydridgruppen auf eine l,2-j£po\ydgruppe entfallen, wobei diese Menge des Anhydrids in einem flüssigen Polyglycidyläther eines mehrwertigen Phenols ^elöst ist, sodass Massen entstehen, die bei Raumtemperatur flüssig oleioen, und(2) .an anhydride of a polycaroonic acid in a sufficient amount Proportion that about 0.5 - 2 anhydride groups per 1,2-j £ po \ ydgruppe omitted, this amount of anhydride being dissolved in a liquid polyglycidyl ether of a polyhydric phenol, so that masses arise that are liquid oleioene at room temperature, and

(j5) einem Alfinkatalysator.(j5) an alfine catalyst.

Bevorzugte Polymere für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung sind stark vernetzte, wärmehärt...are Materialien, die z.B. im Falle der bevorzugten Epoxyde von fast unendlichem Molekulargewicht sind. Die oben angegebenen physikalischen Eigenschaften, die von dem Harz gefordert werden, sind im allgemeinen am oesten zu erreichen, indem man stark vernetztes Material mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 000 verwendet. Jeuoeh sind auch gewisse langkettige, thermoplastische Materialien,- s..i. gewisse Klassen der Polystyrole und Polyurethane und äquivalente derselben dazu geeignet.Preferred polymers for practicing the present invention are highly crosslinked, thermoset materials which, for example, in the case of the preferred epoxies, are of near infinite molecular weight. The physical properties set forth above which are required of the resin, can be reached, in general, on Oesten by highly cross-linked material having a molecular weight of at least 100 000th Jeuoeh are also certain long-chain, thermoplastic materials, - s..i. certain classes of polystyrenes and polyurethanes and equivalents thereof are suitable therefor.

Um die Schäume der vorliegenden Erfindung herzustellen, solltenTo make the foams of the present invention, should

109818/2006 bad ORiGUw"109818/2006 bad ORiGUw "

- 5 - M 2150- 5 - M 2150

die polymeren Materialien von fliessoarer Konsistenz sein. Für den Pail von giessoaren Massen aus Harz und Mikrokügelchen sollte die Viskosität geringer als etwa 100 000 Centipoise sein. Für den Fall, dass das Harz in die Mikrokügelchen unter Druck eingeflochten wird, sollte die Viskosität des Harzes vorzugsweise unterhalb von -ö-tvfa 000 Centipoise bei der Hecht temperatur liegen. Diese Eigenschaften können durch Alterung der Harzmasse, durch das Verhältnis von Harz zu den Mikrokügelchen, durch aie Temperatur usw. ^esteuere wurden. Für den Fall der thermoplastischen Harzmassen erreicht ma : die fliessbar-e Viskosität, indem man das Harz a;hr.iilzt und solange weiter erwärmt, bis die Viskosität auf den jewünceilten Grad Herabgesetzt ist.the polymeric materials must be of a fluid consistency. For the pail of castable masses of resin and microspheres the viscosity can be less than about 100,000 centipoise. For the In the event that the resin is braided into the microspheres under pressure, the viscosity of the resin should preferably be below from -ö-tvfa 000 centipoise at the pike temperature. These Properties can be due to aging of the resin composition, due to the ratio from resin to microspheres, by temperature, etc. ^ taxes were. In the case of the thermoplastic resin compositions achieved ma: the flowable viscosity by making the resin a; hr.tilts and continues to heat until the viscosity reaches the is reduced to the respective degree.

Die Glasniikrokügelchen, die für die vorliegende Erfindung benötig':; wurden., haben einen Durchmesser von etwa 5 - 300 Mikron, sie müssen hohe Druckfestigkeit und dennoch ei:.e wahre Teilchendichte ur:terhal;j von 0,4 ^m/aver im Durchschnitt aufweisen.The glass microspheres required for the present invention :; have a diameter of about 5 - 300 microns, they must have high compressive strength and yet have a true particle density ur: terhal; j of 0.4 ^ m / aver on average.

Die uavorzugten Mikrokügelchen werden aus Gks mit"hohem SiQp-Gexialt hergestellt, d.h. aus einem Glas, das wenigstensΛ0 Gew.->a oiü,, enthält". Die Mikrokügelchen müssen gegen Wasser sehr wi>-derstur;a;ifähig jnd in dex· Lage sein, siedendem Wasser mindestens Io 3tufid',n ( d.h. über Nacht ) mit einem Gewichtsverlust von wejii/^or ale ^i '/: zu viidorstehe,n.The preferred microspheres are made from Gks with "high SiQp-Gexialt, ie from a glass which " contains "at least 0 % by weight. The microspheres have to water very wi>-derstur;a; be ifähig jnd in dex · able boiling water Io 3tufid ', n (ie, overnight) with a weight loss of wejii / ^ or ale ^ i' / at least: to viidorstehe , n.

LIo ijcvoi'zugton Mik/-okügelehen sind ausgedehnte Teilchen νυη feüt';i'i vo Vt/.i L'or intern Glas, daa durch V/iedererhitzen der voi'geformtenLIo ijcvoi'zugton Mik / -okugelehen are extended particles νυη feüt ';i'i vo Vt / .i L'or internal glass, daa by reheating the preformed

109818/2000109818/2000

- 6 - . i»i 2150- 6 - . i »i 2150

Glasteilchen auf erhöhte Temperatur in die Kugelform, gebracht wurde, södass das Glas erweicht und Gase absorbiert werden, a. ;. HgO, COp, SOg usw., die die Ausdehnung der Teilchen bewirken (Vergl. USA-Patentschrift 3 365 315 vom .23. Januar 1968 ).Glass particles are brought into spherical shape at elevated temperature so that the glass is softened and gases are absorbed, a. ;. HgO, COp, SOg, etc., which cause the particles to expand (See U.S. Patent 3,365,315, January 23, 1968).

Es ist zweekmässig solche Mikrokügelchen zu verwenden, die oberflächlich behandelt sind, um die Haftfestigkeit üss Harzes darauf au verbessern, ζ,3. mit- einem Aminnsilan, einem Epo.iysilan oder einem Chronikornplex vom Werner-Typ -ir, Alkohol. (z.^„ "Volari", Me thacrylat-Chromsäureclilorid). Solche die Haftfestigkeit verbessernden Mittel ermöglichen die Ausbildung fester und einheitlicher Bindungen zwischen den "Mikrokiigelchen und der Haijz-Grundmasse,, die wichtig für die Ausbildung einer leerstellenfreier. Grundmasse ist.Two microspheres are to be used that have been surface-treated to improve the adhesive strength of the resin on them, ζ, 3. with - an aminesilane, an epo.iysilane or a chronicle complex of the Werner type --ir, alcohol. (e.g. " " Volari ", methacrylate-chromic acid chloride). Such the adhesion strength improving agents allow the formation of firm and uniform bonds between the "Mikrokiigelchen and the shark j z-matrix ,, which is important for the formation of a void-free. Matrix.

Dies Schäume dieser Erfindung erhält man, inaem man die iMikroglaskügelchen in Anteilen von etwa. 15 bis etwa βθ Gew.-^ des Harzes oder nahezu 55 - 90 Volumen-^ verwendet. Bei der Verarbeitung u-.d Verformung der Masse dieser Erfindung ist grosse Sorgfalt geboten, um sicher zu gehen, dass die polymere Grundmasse im wesentlichen frei von anderen Beersteilen ist, als jenen, die in den Mikrokügelchen enthalten sind* Man glaubt, dass bei Zurückbleiben ir- I gendwelcher Poren in der Grundmasse aufgrund von Lufteinschluss i diese Leerstellen Kanäle bilden, wenn das Material hohem Druok •ausgesetzt wird, in die dann Wasser oder andere Flüssigkeiten eindringen können.The foams of this invention are obtained by using the glass microspheres in proportions of about. 15 to about βθ wt .- ^ of the resin or nearly 55-90 volume- ^ used. When processing and .d Great care must be taken to deform the composition of this invention to ensure that the polymeric matrix is essentially is free from other berries than those in the microspheres are included * It is believed that if left behind, ir- I Regardless of the pores in the matrix due to the inclusion of air, these voids form channels when the material is under high pressure • is exposed to water or other liquids can penetrate.

BAD ORIGINAL 10.98.18/2006 BAD ORIGINAL 10.98.18 / 2006

- 7 - '■ M 2150- 7 - '■ M 2150

Das eine Verfahren* um die Grundmasse ( Matrix ) frei von Leerstellen herzustellen* besteht darin,, dass in eine Kammer so viel Mlkroküg- lehen gefüllt werden, bis sie völlig ausgefüllt ist, die Luft aus den Zwischenräumen evakuiert wird und die härtbare die Grundmasse bildeme Masse in die evakuierte Kammer eingefülltThe one process * around the basic mass (matrix) free of voids to manufacture * is, that in one chamber so much Mlkroküg- lehen to be filled until it is completely filled, the Air is evacuated from the interstices and the hardenable the Basic mass formed mass filled into the evacuated chamber

manman

v.'ird, Das liar's kann/mit Hilfe von Schwerkraft und/oder Kapillarität i.-i die Hohlräume zwischen die Mikrokügelchen fIiessen lassen. Ir; einigen Fällen ka*m das- Harz mit Hilfe der Kapillarität in die !■iikrokügelciien ohne A-Wendung eines Vakuums eindringen. Das Harz wird dann gehärtet und man.erhält ein Produkt, das man weiter zuschneiden kann ο(ϊ3Γ, wenn die Kammer genaue Abmessungen hsfcfce, kann maii den Giessling verwenden, so wie er geformt worden ist.v.'ird, the liar's can / with the help of gravity and / or capillarity i.-i let the voids flow between the microspheres. Ir; In some cases the resin came into the water with the help of capillarity ! ■ microbeads penetrate without a vacuum turn. The resin is then hardened and you get a product that you can further cut can ο (ϊ3Γ if the chamber hsfcfce, exact dimensions can maii use the casting as it was shaped.

Das oevorzugte Verfahren der Herstellung von porenfreien Formstücken besteht darin, dass man die Harzmasse und die Mikrokügelchen zusammen mit einem Mittel vermischt, das die-Abtennung der I4ikrokügeleher! mit geringer Dichte aus dem Harz oder die Flotation darin verhindert, ohne dass die Viskosität der Mischung merklich zunimmt. Solehe Agentien werden im Folgenden der Einfachheit halber als "Anti-Sehwebemittel" ("enti-levitation agents") bezeichnet. Das Vermischen wird im Vakuum durchgeführt, um sicher alle Luft zu entfernen,, und die entstandene Masse kann direkt in Formen jeder* Art gegossen werden,, oder , nach einer bevorzugten Ausführungform dieser Erfindung, im ungehärteten Zustand zum späteren Gl es sen i« den Handel gebracht wei'deri. Das Härten der polymeren Grunoinasse kann später erfolgen, z.B. indem man die Masc·. inVcUjr Form auf eine entsprechende massig erhöhte Temperatur,The preferred method of making pore-free moldings is to mix the resin compound and microspheres together with an agent that tends to separate the microspheres ! low density from the resin or prevents flotation in it without the viscosity of the mixture increasing noticeably. For the sake of simplicity, sole agents are referred to below as "enti-levitation agents". The mixing is carried out in a vacuum to safely remove all air, and the resulting mass can be poured directly into any kind of mold, or, according to a preferred embodiment of this invention, in the uncured state for later glassing Trade brought wei'deri. The hardening of the polymeric green mass can take place later, for example by turning the masc ·. inVcUjr form to a corresponding moderately increased temperature,

109818/2006109818/2006

- 8 - M 2150- 8 - M 2150

im allgemeinen im Bereich von 121 - I76 C, erhitzt. Nach einem anderen Verfahren kann man Systeme erzeugen, die ein Härtungsmit-•tel enthalten, das innerhalb kurzer Zeit nach dem Giesseo bei Raumtemperatur Härtungbewirkt. Eine sorgfältige Ausvialilo.es Anti — schwebemittels ist notwendig, weil die Mehrzahl der Produkte, die eine·solche Funktion erfüllen könnten, als Gelier- oder Dickungsmittel wirken, die - selbst wenn sie nur in geringen Anteilen vorliegen - die Viskosität der Mischungen auf ein solches Ausmass erhöhen, dass sie nicht mehr giessoar sind.generally in the range of 121-176 ° C. After a other processes can be used to create systems that use a hardening agent included that within a short time after the Giesseo Cure at room temperature. Careful Ausvialilo.es anti- Suspending agent is necessary because the majority of the products that could fulfill such a function act as gelling or thickening agents act that - even if they are only present in small proportions - the viscosity of the mixtures to such an extent increase that they are no longer pourable.

Ein besonders geeignetes Material wird unter der Bezeichnung "Bentone 11" von der National Lead Co. gehandelt und besteht aus nadelartigen Teilchen von Montmorillonitton, die mit einem quaternären Ammoniumsalz in der Vieise überzogen sind, dass die Natriui::- und Calciumionen auf der Oberfläche der Tdmteilchen durch quaternäre Ammoniumkationen ersetzt sind. Das Verfahren zum Beschichten von Tonteilchen mit einem Amin ist in der USA-Patentschrift Nr. 2 531 427 vom 28. November 1950 -beschrieben ( vgl. auch "Kolloid-Zeitschrift" 1^1, Heft 1, S. 40-48, 1954 ). Der Überzug auf den Tonteilchen verleiht dem Antischwebemittel eine gewisse katalytische Wirksamkeit, welches dadurch eine zweifache Funktion zu erfüllen vermag. Wenn die Tonteilehen in dem Harz in der richtigen V/eise verteilt sind, sind sie in "Form, von Agglomerate^ nit einer Grosse von 5. Mikron ( oder kleiner ) vorhanden. Ein weitern oevorzugtiöS Antischwebemittel ist fein verteiltes Siliciumdioxid mit ein.<r Teilchengrüsse von 0,01 bis 0,02 Mikron," vorzugsweise 0,01'> Mikron,A particularly suitable material is called "Bentone 11" traded by the National Lead Co. and consists of needle-like particles of montmorillonite clay that are filled with a quaternary Ammonium salts are coated in the Vieise that the Natriui :: - and calcium ions on the surface of the dairy particles through quaternary Ammonium cations are replaced. The method for coating clay particles with an amine is described in U.S. Patent No. 2,531,427 of November 28, 1950 - described (see also "Kolloid-Zeitschrift" 1 ^ 1, No. 1, pp. 40-48, 1954). The coating on the Clay particles give the anti-floating agent a certain catalytic effect Effectiveness, which is able to fulfill a double function. If the clay parts in the resin are in the correct V / e are distributed, they are in "form, of agglomerates ^ nit a 5. Micron (or smaller) size available. Another important thing Anti-floating agent is finely divided silica having a particle size of 0.01 to 0.02 microns, "preferably 0.01"> Micron,

10 9 818/2 0 0 6 ' ■ £ÄD Qmßm~ 10 9 818/2 0 0 6 '■ £ AD Qm ~

- 9 - μ 2150- 9 - μ 2150

Um das Vermischen der Mikr okiige lchen und des Harzes zu erMehtern und ein ^iesscares System zu erzeugen,, soll die Viskosität der Mischur^j oei einer Temperatur von weniger als .etwa 9^- C nicht ^r ös is ar -..Is etwa 100 000 Centipoise und vorzugsweise geringer als etwa 50 000 Centipoise sein. Die Viskosität ist au einem erheoli- o.a-iti Mass vom Verhältnis des Harzes zu den Mikrokügelchen, vorn Typ Gis verwendeten Harzsystemes und von dem veiwendeter· Antisciiwu.jemittel abhängig und, es wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Kombinationen dieser Bestandteile für die Herstellung von Massel; dieser Erfindung geeignet sind.In order to generate the mixing of the Micr okiige uring and erMehtern of the resin and a ^ iesscares system ,, the viscosity of the Mischur ^ j oei a temperature of less than .Approximately 9 ^ to - C ^ r not ös is ar - Is .. about 100,000 centipoise, and preferably less than about 50,000 centipoise. The viscosity is dependent au a erheoli- oa-iti measure of the ratio of the resin to the microspheres, the front resin system used type Gis and the veiwendeter · Antisciiwu.jemittel and it will be clear to the skilled person that various combinations of these ingredients for making von Massel; of this invention are suitable.

.Die Erfiauung wird weiter durch die folgenden Beispiele erläutert, worir. alle Teile, wenn nicht anders vormeMr-t,. Gewichts teile sind.The experience is further illustrated by the following examples, whatir. all parts, if not mentioned otherwise. Weight parts are.

Durch Vermischen uer folgenden Bestandteile wurde eine HarzmasseA resin composition was obtained by mixing the following ingredients

Teile parts

PoIyglycidylather eines mehrwertigen PhenolsPolyglycidyl ethers of a polyhydric phenol

( ,akeli'te iCRL-2774 Epoxydharz ) 59,8(, akeli'te iCRL-2774 epoxy resin) 59.8

Hcthyi~endo-ois-Mcyolo-(2,2,l)-5-hepten-2,3-dioavuonsaureanhydiad ( Vernetzungsmittel ) .58,7.Hcthyi ~ endo-ois-Mcyolo- (2.2, l) -5-hepten-2,3-dioavuonic anhydride (Crosslinking agent) 58.7.

Or...·:.-iIsohos Derivat eines wasserhaltigen Magne- L Lun-/ilumi"aium-Sllikats mit einem Polyamin als o^erflluilienaktivurn Mittel ( Bentone 11, Antlcchv;oi;emlttol ) "1,5Or ... ·: .- iIsohos derivative of a water-containing Magne- L Lun- / ilumi "aium-Sllikats with a polyamine as o ^ erflluilienaktivurn agent (Bentone 11, Antlcchv; oi; emlttol)" 1,5

■'1,5 'f'-.-il·, U'^r* Harzma.'iso wurden mit 28,5 Teilen dor von eier MLnne- :ota I-'ILrii-iiij, ari'i kanu fao tür ing Company hergestellten Hohlglaskügel-■ '1,5' f '-.- il ·, U' ^ r * Harzma.'iso were mixed with 28.5 parts of egg mlnne- : ota I-'ILrii-iiij, ari'i kanu fao door ing company manufactured hollow glass bead

1098 18/20061098 18/2006

- 10 - H "2150- 10 - H "2150

ehen des Typs i.5j55A, hergestellt gemäss der USA-Patentschrift 3 365 315, vermischt, deren Teilcher.grösse i\:\ bereich von 20 Mikron liegt, die eine durchschnittliche Teilchengrösse von 40 Mikron hauen und ein spezifisches Gewicht von etwa 0,34 g/cm^, und mit einer 1 ;jigen wässrigen Lösung von Yolan A, einem Komplex des Werner-Typs ( Methacrylat-Chromsäurechlorid in Isopröpanol ) behandelt sind. Die Masse wurde im Vakuum solange kräftig gemischt.,, bis die Mikrokügelchen-im Harz einheitlich verteilt waren. Die angehärtete Mischung wurde gewöhnlich nach Wiedererhitzen auf etwa 60° C wieder flüssig, nachdem sie 4 Wochen lang bei Raumtemperatur und 6 Monate lang bei einer reduzierten Temperatur von 5° C gelagert hatte, und konnte "demzufolge in der ungehärteten Form ,jehandelt werden. Ein Giesslii g in Form eines Würfels von 30,5 e-rn Kantenlänge wurde hergestellt, indem ein Teil der Masse ei 65° C direkt nach dem Vermischen in eine Metallform ge^gossen wurde, innerhalb von 24 Stunden allmählich auf I7I0 C erwärmt, 8 Stunden lang bei 171" G gehalten und mit einem Temperaturgefälle von 14°C je 4 Stunden abgekühlt wurde. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der Giessling aus der Metallform entfernt. Der erhaltene Giessling hatte einj Dichte von etwa 0,672 g/cm-^ bei einem vertikalen Dichtegradienten von nur etwa 0,0l6 g/cm"'. ■ ßin 25,4 mm-ViUrfei absorbierte, weniger als etwa 2 Gow,-£ Wasser nachdem er mit allen Oberflächen 1000 Stunden lang Direkten Kontakt mit Viasset' unter ■einem Druck von 770 kg/cm hatte. Das Material hat eine rie; ,ungsfestigkeit von etwa 420 kg/cm , einen ISiegunrörnodul von etwa 282IO kg/cm'"", eine Zugfestigkeit von etwa j32i' kg/oin"', einen Zu,;-festigkeitsmodul von etwa 3II50 kg/cm1", ο ine einachsige Di'uck-address type i.5j55A, prepared according to US Patent 3,365,315, mixed whose Teilcher.grösse i \: \ range of 20 microns, which cut an average particle size of 40 microns and a specific gravity of about 0.34 g / cm ^, and treated with a 1; jigen aqueous solution of Yolan A, a complex of the Werner type (methacrylate chromic acid chloride in isopropanol). The mass was mixed vigorously in vacuo until the microspheres were uniformly distributed in the resin. The cured mixture usually became liquid again after being reheated to about 60 ° C after being stored for 4 weeks at room temperature and 6 months at a reduced temperature of 5 ° C, and could therefore "be treated in the uncured form. A Giesslii g in the form of a cube of 30.5 e-rn edge length was prepared by mixing egg part of the mass 65 ° C was cast directly after mixing in a metal mold ge ^, gradually heated within 24 hours to I7I 0 C, 8 Maintained for hours at 171 "G and was cooled with a temperature gradient of 14 ° C for 4 hours. After cooling to room temperature, the casting was removed from the metal mold. The casting obtained had a density of about 0.672 g / cm- ^ with a vertical density gradient of only about 0.016 g / cm "'. In 25.4 mm-ViUrfei absorbed less than about 2 g / cm of water afterwards he with all surfaces for 1000 hours direct contact with Viasset '. under ■ a pressure of 770 kg / cm had The material has a RIE, ungsfestigkeit of about 420 kg / cm, a ISiegunrörnodul of about 282IO kg / cm'"" a tensile strength of about j32i 'kg / oin "', too, - modulus of rigidity of about 3II50 kg / cm 1" ο ine uniaxial Di'uck-

1098 18/20061098 18/2006

- 11 - M 2150- 11 - M 2150

festigkeit- von etwa 9oO kg/cm , einen einachsigen Druckmodul vonstrength - of about 90 kg / cm, a uniaxial pressure module of

etwa 335*500 kg/eisf" und einen hydrostatischen Zusammenbruchdruck ( collapse-pressure ) von etwa 1225 kg/cm .about 335 * 500 kg / eisf "and a hydrostatic collapse pressure (collapse pressure) of about 1225 kg / cm.

Beispiel 2Example 2

Durch Vermischen der folgenden Bestandteile wurde eine HarzmasseA resin composition was obtained by mixing the following ingredients

hergestellt; " .manufactured; ".

Teile " Parts "

Polyglycidyläther von mehrwertigem PhenolPolyglycidyl ether of polyhydric phenol

( Bakelite EEL-2774 Epoxydharz ) 60,6(Bakelite EEL-2774 epoxy resin) 60.6

Metliyl-endo-cis-bic3rclo-(2,2,1)-5—hepten-2,5-dicarbonsäiiireanliydrid (Vernetzungsmittel) 39Λ Methyl-endo-cis-bic3 r clo- (2,2,1) -5-hepten-2,5-dicarboxylic acid anhydride (crosslinking agent) 39Λ

Glasmikrokügelcheii mit einer durchschnittlichen Teilchendichte von 0,196, deren Durchmesser im Bereich von 20 -"174 Mikron liegen, und deren durchschnittlicher Durchmesser weniger als etwa 55 beträgt, werden in eine zylindrische Form ( 6j,5 Innendurchmesser -- ^5,7 ram Höhe ) gefüllt unddurch Schütteln dicht gepackt. Die Kügelchen wurden mit Hilfe von feinmaschigen Tüchern ( z.B. Seihtuch ) oder Sieben am Kopf und am Boden des Gefässes gehalten. Das Harz wird in die Kügelchen eingefüllt, indem die zylindrische Fo rw bei 60 - IO7 C in einen Trog des Harzes gelegt und am oberen iilnue ein Vakuum angelegt wird. Der Atrnosphärendruck zwingt das Harz durcli die kapillaren Zviischenräume der gepackten Kügelchen, 'tie feucht und von Harz umgeben waren. -Wenn das Harz alle ZwI-schenräuffi^ amsgyfüllt hatte, \vurde die Forin allmählich auf I760 G oi'hitat, um die Kilrtung einzuleiten. Die- Temperatur wurde einige >n #oi XV'6 "" i^Iialton urr.i darm die Form unu der GiesiGlass microspheres with an average particle density of 0.196, whose diameters are in the range of 20-174 microns, and whose average diameter is less than about 55, are filled into a cylindrical mold (6j.5 inner diameters - ^ 5.7 ram height) and by shaking tightly. The beads were held at the top and bottom of the vessel with the help of fine-meshed cloths (e.g. cheesecloth) or sieves. The resin is poured into the beads by placing the cylindrical shape in a trough at 60-107 ° C The atrnospheric pressure forces the resin through the capillary spaces of the packed spheres, deeply moist and surrounded by resin on 176 0 G oi'hitat to initiate the curing. The temperature was a few> n #oi XV'6 "" i ^ Iialton urr.i darm the form and the Giesi

10981 8/200S10981 8 / 200S

- 12 - M 2150- 12 - M 2150

auf Raumtemperatur abgekühlt. Man erhält einen sehr festen, syntaktischen Schaum geringer Dichtej der mit HA Gezeichnet wurde und dessen !eigenschaften in Tabelle I zusammengefasst sind. .cooled to room temperature. You get a very solid, syntactic one Low density foam drawn with HA and its properties are summarized in Table I. .

Ein Schaum1 wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, nur dass die Mikrokügelchen eine wahre Teilchendichte von 0,196 g/crtr hatten. Die Eigenschaften des erhaltenen Schaumes, der1 mit Ilß bezeichnet wurde,, sind in Tabelle I zum Vergleich susarnmengefasst. Die angegebenen Werte sind die Durchschnittswerte von mehreren Proben.A foam 1 was made according to the procedure of Example 1, except that the microspheres had a true particle density of 0.196 g / cmtr. The properties of the foam obtained, which was designated 1 with ILSS, are summarized in Table I for comparison. The stated values are the average values of several samples.

Tabelle 1 . ·Table 1 . ·

Eigenschaft Vakuum- . MechanischesProperty vacuum. Mechanical

Imprägnierung MischenMixing impregnation

. HA HB . HA HB

Dichte (g/cnr5) 0,52.8 0,576Density (g / cnr 5 ) 0.52.8 0.576

Einachsige Druckfestigkeit . ·-Uniaxial compressive strength. -

(kg/öm2) 623 672(kg / öm 2 ) 623 672

Einachsige Druckmodul (kg/cnf") 24 500 2o 6OOUniaxial pressure module (kg / cnf ") 24 500 2o 6OO

Einachsige 0,2 % versetzt (offset)Uniaxial 0.2 % offset

Streckgrenze (kg/cm )Yield point (kg / cm)

Hydrostatische Breehfestigkeit
(kg/cm )
Hydrostatic tensile strength
(kg / cm)

Wasserabsorption in Gew.-^o nach ein-Water absorption in wt .- ^ o after one

wöchiger Einwirkung bei etwa 350 kg/cm 1,5 1,3weekly exposure at about 350 kg / cm 1.5 1.3

(kg/cm2) · 809 882(kg / cm 2 ) x 809 882

- Patentansprüche 109818/2006 - Claims 109818/2006

Claims (1)

M 2150 Patentans ρ rü c h e :M 2150 patent application back: 1. Ungehärtetes, ein Härtungsmittel enthaltendes Epoxyharzsystem, das mit 55 bis 90 VolT# GlasmikrokUgelehen von 5 bis 300 Mikron Durchmesser gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mit uen Mikrokügelchen gefüllte System vergiessbar und im wesentlichen frei von eingeschlossener Luft ist, eine Viskosität von weniger als 100 000 Gp bei einer Temperatur unterhalb 93° G hat, und weiterhin ein Antischwebemittel enthält, welches entweder fein verteiltes Siliciumdioxid oder nadeiförmige Teilchen aus einem mit einem quaternäron Amin überzogenen Ton ist.1. Uncured, a curing agent-containing epoxy resin system which is filled with 55 to 90 Vol T # glass microspheres of 5 to 300 microns in diameter, characterized in that the system filled with microspheres is castable and essentially free of entrapped air, a viscosity of is less than 100,000 Gp at a temperature below 93 ° G and further contains an anti-floating agent which is either finely divided silica or acicular particles of a clay coated with a quaternary amine. Gefülltes Harzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das Antisonv/üb^tnittel in dem gefüllten Ilarzsystem in einer iiofi I-lcngö voi'lianden ist, dass die gleiclmiässige Vorteilung Mik:··)!'ügolohon In dom- geaarnton, gefüllten Harzsystem mindestens 'snd oirieü Zeitraumes von Tagen aufrechterhalten wird.Filled resin system according to claim 1, characterized in that the antisonic agent in the filled Ilarz system in one iiofi I-lcngö voi'lianden is that the equal advantage Mik: ··)! 'Ügolohon In dom- geaarnton, filled resin system at least 'snd oirieü is maintained for a period of days. BADBATH 109818/200 6109818/200 6 j5. Gefülltes Harzsysteni nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gefüllte Harzsystem eine Viskosität von weniger als 50 000 Cp bei 93° C hat.j5. Filled resin system according to claim 1 or 2, characterized in that that the filled resin system has a viscosity of less than 50,000 Cp at 93 ° C. Me/-ir, .Me / -ir,. 109818/2006109818/2006
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