DE69918335T4

DE69918335T4 - Geräuschvermindernde und strukturelle verstärkungszusammensetzungen sowie verfahren zu deren verwendung

Info

Publication number: DE69918335T4
Application number: DE1999618335
Authority: DE
Inventors: Chin-Jui Chang; Gerald Fitzgerald
Original assignee: Sika Corp
Current assignee: Sika Corp
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: JP2002529566A; US6387470B1; EP1155084B1; WO2000027920A1; ES2229789T3; DE69918335D1; EP1155084B9; CA2349891A1; CA2349891C; EP1155084A1; US6368438B1; ATE269881T1; DE69918335T2; AU1319900A; EP1155084A4

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein gesprochen expandierbare Abdichtungs- und Dämpfungszusammensetzungen für das Abdichten hohler Bauelemente von Fahrzeugen und Verfahren für die Herstellung und Verwendung derartiger Zusammensetzungen. Die Zusammensetzungen werden durch Herstellen einer expandierbaren Mischung enthaltend ein erstes thermoplastisches Harz (bevorzugt ein SBS-Blockcopolymer) und ein Epoxidharz (bevorzugt ein flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A) zubereitet. Bevorzugt enthalten die Zusammensetzungen auch ein zweites thermoplastisches Harz (bevorzugt Polystyrol), das von dem ersten thermoplastischen Harz verschieden ist, und eine Verbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird, bestehend aus Pigmenten, Treibmitteln, Katalysatoren, Härtern, Verstärkungsmitteln und Mischungen derselben. Die bevorzugten Verstärkungsmittel sind amorphe Siliciumoxidhydrate und Glasmikrokugeln. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind spritzgießbar und können zu freistehenden, selbsttragenden Teilen geformt werden. Als Alternative können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auf gitterartigen Nylonträgern getragen werden. Auf das Erhitzen der Zusammensetzung auf Temperaturen von mindestens ca. 149 °C (300 °F) hin expandieren sich die Zusammensetzung stark unter Bildung von Produkten von leichtem Gewicht mit hohen Druckfestigkeiten.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Während der Herstellung von Fahrzeugen, Lastwagen und ähnlichen Straßenfahrzeugen weisen viele Karosseriekomponenten Bauelemente mit Hohlräumen auf, die zum Verhindern des Eindringens von Feuchtigkeit und Verschmutzungen, die zur Korrosion der Karosserieteile führen können, abgedichtet werden müssen. Es ist auch wünschenswert, diese Elemente wesentlich zu verstärken, jedoch ihr leichtes Gewicht beizubehalten. Auch ist es notwendig, diese Elemente zu stabilisieren, um die Geräusche, die sonst den Hohlraum entlang oder durch diesen hindurch übertragen werden würden, zu reduzieren. Viele dieser Hohlräume weisen eine unregelmäßige Form oder ein enges Ausmaß auf, wodurch es erschwert wird, sie richtig abzudichten und zu dämpfen.
Es sind schon viele Versuche gemacht worden, diese Hohlräume durch Einspritzen von Abdichtungsmitteln in den Hohlraum, Einführen von Schaumprodukten in den Hohlraum und Verwendung von Glasfasermatten und dergleichen abzudichten. Diese Methoden haben jeweils Nachteile. Beispielsweise wirft die Schaumbildung an Ort und Stelle das Problem auf, dass es schwierig zu steuern ist, wohin der Schaum auf das Einführen in den Hohlraum hin strömt. Des Weiteren ist es oft notwendig, eine überschüssige Menge an Schaum in den Hohlraum einzuführen, um sicherzustellen, dass der Hohlraum genügend abgedichtet wird. Schließlich haften Schäume im Allgemeinen nicht an den Innenflächen der Hohlraumwände an, wenn diese Flächen Öl selbst in geringen Mengen enthalten.
Selbsttragende Schaumprodukte mit oder ohne Nichtschaumträgerstruktur sind schon in Hohlräume von Bauelementen beim Versuch eingeführt worden, die Hohlräume abzudichten. Jedoch führen diese Methoden im Allgemeinen zur Zugabe von übermäßigem Gewicht bei dem Bauelement, was in den meisten Fällen unerwünscht ist. Es sind schon Versuche gemacht worden, Schaumprodukte zu verwenden, die gewichtsmäßig leichter sind oder bei denen keine Trägerstruktur verwendet wird. Jedoch haben diese Versuche im Allgemeinen zu Produkten geführt, denen die erhöhte Druckfestigkeit mangelt, die zum ausreichenden Verstärken des Bauelements erforderlich ist.
Die an Wycech vergebene US-Patentschrift Nr. 5,755,486 ist auf ein Verstärkungsbauelement gerichtet, das ein hitzeexpandierbares Material auf Harzbasis enthält. Das Bauelement wird zum Expandieren des Materials auf Harzbasis erwärmt, wobei das Verstärkungselement an Ort und Stelle befestigt wird. Die in dem '486-Patent offenbarten Zusammensetzungen weisen jedoch keine ausreichende Expansionsfähigkeit auf. Daher ist zum angemessenen Füllen und Abdichten eines spezifischen Hohlraum eine größere Menge der Zusammensetzung erforderlich, was zu einem zusätzlichen Gewicht des Wagens und zu zusätzlichen Kosten für den Fahrzeughersteller führt. Des Weiteren wird bei der im '486-Patent offenbarten Zusammensetzung pyrogenes Siliciumdioxid verwendet, was zu einem Produkt hoher Viskosität führt, das daher für das Spritzgießen dieser Zusammensetzung ungeeignet ist.
Die an Hanley et al. vergebenen US-Patentschriften Nr. 5,373,027 und 5,266,133 sind jeweils auf expanierbare Abdichtungs- und Dämpfungszusammensetzungen für das Abdichten und Bereitstellen einer akustischen Dämpfung für Hohlräume in Fahrzeugkarosserien und Verfahren für das Herstellen derartiger Komponenten gerichtet. Die Komponenten expandieren sich auf das Erhitzen hin und dichten so den Hohlraum, in den sie eingegeben werden, ab. Die Komponenten sind aus einer Zusammensetzung hergestellt, die ein α,β-ethylenisch ungesättigtes Ethylen-Carbonsäurecopolymer, ein Treibmittel, einen Klebrigmacher und wahlweise ein Zusatzpolymer und ein Vernetzungsmittel enthalten. Während die Zusammensetzungen der '027- und '133-Patente ausreichende Expansionsvermögen besitzen, sind sie nicht stark genug, um geeignete Verstärkungselemente zu bilden.
Die an Otto et al. vergebene US-Patentschrift Nr. 5,506,025 befasst sich mit einem expandierbaren Dämpfungsgerät für das Abdichten eines Fahrzeughohlraums. Der Apparat des '025-Patents umfasst ein Stück hitzeexpandierbares Abdichtungsmaterial, das in einer Gestalt geformt ist, die der Gestalt des Querschnitts des abzudichtenden Hohlraums entspricht. Das Abdichtungsmaterial wird durch ein Trägerelement aus offenem Gitterwerk getragen, das aus Material wie Nylon hergestellt ist. Während der Apparat des '025-Patents als Hohlraumabdichtungsmittel und Dämpfungsapparat geeignet ist, bietet er keine ausreichende Verstärkung des Bauelements, das den Hohlraum, in den der Apparat eingegeben wird, bildet.
Es besteht ein Bedarf für eine spritzgießbare, expandierbare Zusammensetzung von leichtem Gewicht, die sowohl als Abdichtungsmittel zum Verhindern des Eindringens unerwünschter Komponenten in Fahrzeughohlräume als auch als Dämpfung zum Reduzieren oder Verhindern von Geräuschen wirkt, die normalerweise der Länge des Hohlraums entlanggehen. Des Weiteren sollte diese Zusammensetzung eine hohe Druckfestigkeit aufweisen, so dass sie die Bauelemente, in denen sie verwendet wird, verstärkt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet diese Probleme, indem sie expandierbare Abdichtungs- und Dämpfungszusammensetzungen bietet, die Mischungen von thermoplastischem Harz bzw. thermoplastischen Harzen und einem Epoxidharz bereitstellt, die spritzgießbar sind und ein leichtes Gewicht besitzen und die eine hohe Druckfestigkeit aufweisen.
In weiteren Einzelheiten enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ein erstes thermoplastisches Harz, das gewöhnlich aus der Gruppe ausgewählt wird bestehend aus Polystyrolen, Kautschuken (bevorzugt festen Kautschuken) und Mischungen derselben. Es wird vorgezogen, dass das erste thermoplastische Harz ein fester Kautschuk oder Mischungen von festen Kautschuken ist. Bevorzugte feste Kautschuke umfassen Styrol-Butadien-Kautschuk (wie beispielsweise SBR 1009^®), Nitril-Butadien-Kautschuk (wie beispielsweise Nipol 1411^®), thermoplastische Elastomere, einschließlich SBS-Blockcopolymere (wie Fina Clear 530^®) und Mischungen derselben. (Der Ausdruck "Kautschuk" wie er hier verwendet wird, soll alle synthetischen Kautschuke sowie Elastomere einschließen). Falls es sich bei dem verwendeten Kautschuk um ein SBS-Blockcopolymer handelt, wird bevorzugt, dass das SBS-Blockcopolymer eine Molmasse von ca. 100.000–150.000 und bevorzugt von ca. 110.000–135.000 aufweist. Wenn ein Styrol-Butadien-Kautschuk als Kautschuk verwendet wird, so ist das Verhältnis von Butadien zu Styrol bevorzugt ca. 32:68 bis ca. 18:82 und noch bevorzugter ca. 27:73 bis ca. 23:77. Handelt es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um einen Kautschuk, so liegt der Kautschuk in der Zusammensetzung bevorzugt in einer Menge von ca. 20–30 Gew.-% und noch bevorzugter von ca. 23–28 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vor.
Handelt es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein Polystyrol, so sollte das Polystyrol in der Zusammensetzung bei einem Niveau von ca. 5–20 Gew.-% und bevorzugt bei einem Niveau von ca. 10–15 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, liegen. Es wird bevorzugt, dass das Polystyrol eine Molmasse von ca. 150.000–320.000 und noch bevorzugter von ca. 200.000–270.000 aufweist. Zwei bevorzugte Polystyrole werden unter dem Warennamen Fina Crystal 500^® und Fina Crystal 535^® vertrieben.
Die Zusammensetzungen enthalten außerdem ein Epoxidharz, bevorzugt ein flüssiges Epoxidharz wie beispielsweise ein flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A. Das Epoxidharz sollte in der Zusammensetzung bei einem Niveau von ca. 30–45 Gew.-% und bevorzugt von ca. 35–40 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, liegen. Ein bevorzugtes festes Epoxidharz ist unter dem Warennamen Epon 1001 F^® erhältlich.
Zwei bevorzugte flüssige Epoxidharze werden unter dem Warennamen Araldit 6010^® und Epon 71^® vertrieben.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen des Weiteren ein zweites thermoplastisches Harz, das von dem ersten thermoplastischen Harz verschieden ist. Das zweite thermoplastische Harz wird ebenfalls bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus Polystyrolen, Kautschuken (bevorzugt festen Kautschuken oder thermoplastischen Elastomeren) und Mischungen derselben. Es wird vorgezogen, dass das erste thermoplastische Harz ein fester Kautschuk oder Mischungen von festen Kautschuken ist, während das zweite thermoplastische Harz bevorzugt ein Polystyrol ist, wobei die einzelnen Konzentrationen von festem Kautschuk und Polystyrol die oben beschriebenen sind. Das Gesamtgewicht sowohl des ersten thermoplastischen Harzes als auch des zweiten thermoplastischen Harzes beträgt bevorzugt ca. 25–50 Gew.-% und noch bevorzugter ca. 33–43 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Bei einer anderen Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen des Weiteren ein drittes thermoplastisches Harz zusätzlich zu und verschieden von den ersten und zweiten thermoplastischen Harzen. Das dritte thermoplastische Harz wird bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus Polystyrolen, Kautschuken (bevorzugt festen Kautschuken oder thermoplastischen Elastomeren) und Mischungen derselben. In erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die ein drittes thermoplastisches Harz enthalten, sollte das dritte Harz in einer Menge von ca. 1–10 Gew.-% und bevorzugt von ca. 3–7 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegen. Ein bevorzugtes drittes thermoplastisches Harz ist ein fester Kautschuk wie Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR). Wenn NBR als das dritte thermoplastische Harz verwendet wird, so beträgt das Verhältnis von Acrylnitril zu Butadien bevorzugt ca. 42:58 bis ca. 35:65 und noch bevorzugter ca. 38:62.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sollten auch eine Verbindung enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt wird bestehend aus Pigmenten, Treibmitteln, Katalysatoren, Härtern, Verstärkungsmitteln und Mischungen derselben. Irgendwelche Pigmente, Treibmittel, Katalysatoren und Härter, die im Stand der Technik bekannt sind, sind für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet. Beispiele einiger dieser Verbindungen und ihrer bevorzugten Konzentrationen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

* Gewichtsprozent der jeweiligen Verbindung bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

Die bevorzugten Verstärkungsmittel werden aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus amorphem Siliciumoxidhydrat, Glasmikrokugeln und Mischungen derselben. Bevorzugterweise enthalten die hier verwendeten Zusammensetzungen ca. 1–10 Gew.-% amorphes Siliciumoxidhydrat und ca. 10–20 % Glasmikrokugeln. Die Verwendung beider dieser Verstärkungsmittel führt zu einer Zusammensetzung mit einer sehr hohen Druckfestigkeit. Amorphes Siliciumoxidhydrat ist auch zum Bereitstellen einer Zusammensetzung wichtig, die ein hohes Expansionsvermögen sowie eine Viskosität (bei 110 °C) von weniger als ca. 1500 P und bevorzugt weniger als ca. 1250 P aufweist, so dass die Zusammensetzung ohne weiteres spritzgegossen werden kann.
Eine der bevorzugtesten Ausführungsformen der der vorliegenden Erfindung entsprechenden Zusammensetzungen umfasst Folgendes: ca. 20–30 Gew.-% SBS-Blockcopolymer, ca. 5–20 Gew.-% Polystyrol, ca. 30–45 Gew.-% flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A, ca. 0,5–5 Gew.-% Ruß, ca. 1–10 Gew.-% amorphes Siliciumoxidhydrat, ca. 10–20 Gew.-% Glasmikrokugeln, ca. 0,5–5 Gew.-% Treibmittel, ca. 0,3–5 Gew.-% Katalysatoren und ca. 1–5 Gew.-% Härter, wobei alle Gewichtsprozente auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung bezogen sind.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden durch Mischen des ersten thermoplastischen Harzes (bevorzugt festen Kautschuks) mit einem geringen Anteil (1/40stel der Gesamtmenge) des Epoxidharzes in einem erhitzten Mischer, bis die Temperatur des Mischers ca. 116–127 °C (240–260 °F) erreicht (die Temperatur der Mischung innerhalb des Mischers beträgt mindestens ca. 79 °C (175 °F) und die Mischung im wesentlichen homogen ist, gebildet, zu welchem Zeitpunkt das gesamte zweite thermoplastische Harz (bevorzugt ein Polystyrol) in den Mischer hineingegeben und das Mischen fortgesetzt wird. Nachdem das zweite thermoplastische Harz im Wesentlichen mit der Mischung vom ersten thermoplastischen Harz/Epoxidharz gemischt ist, wird der Rest des Epoxidharzes langsam in den Mischer hineingegeben, wobei der Mischer wie erforderlich abgestellt und wieder angestellt wird, wobei die Bestandteile unter Erzielung einer im Wesentlichen homogenen Mischung gründlich gemischt werden. Die so erhaltene "Vormischung" kann daraufhin sofort zum Bilden der endgültigen Zusammensetzung verwendet werden oder, als Alternative kann sie zu einer dicken Platte (ca. 20 mm) über eine Zweiwalzenmühle geformt, in Stücke geschnitten und für die spätere Verwendung gelagert werden.
Zum Bilden der endgültigen Zusammensetzung aus der Vormischung wird die erwünschte Menge Vormischung in einen erhitzten Mischer (der auf eine Temperatur von ca. 121 °C (250 °F) eingestellt ist) eingegeben und das Mischen begonnen. Während des Mischens werden die erwünschten Pigmente in den Mischer hineingegeben und das Mischen wird ausgesetzt, sobald eine homogene Mischung in dem Mischer erhalten wird. Während des Aussetzens des Mischens wird eines der erwünschten Verstärkungsmittels in den Mischer hineingegeben und das Mischen wieder aufgenommen und fortgesetzt, bis die Mischung homogen ist. Dieser Schritt kann unter Hinzusetzen von zusätzlichen Verstärkungsmitteln, wie erwünscht, wiederholt werden.
Die Temperatur des Mischers wird daraufhin auf eine Temperatur von weniger als 71 °C (160 °F) eingestellt. Wenn die Temperatur des Mischers auf unter 71 °C (160 °F) fällt, werden die erwünschten Treibmittel, Härter und/oder Katalysatoren hinzugegeben und das Mischen wieder aufgenommen und nur so lange fortgesetzt, bis die Mischung homogen ist. Die so erhaltene Mischung wird dann bevorzugt in Strängen extrudiert (bei einer Schneckenstrangpressentemperatur von 77–82 °C (170–180 °F) und einer Schneckendrehgeschwindigkeit von ca. 400 UpM) und in Granulat zerschnitten. Als Alternative können die erwünschten Treibmittel, Härter und/oder Katalysatoren mit dem geschnittenen Granulat trocken vermischt werden, anstatt der Mischung vor dem Extrudieren hinzugegeben zu werden. Das Granulat wird daraufhin bei einer Temperatur von ca. 82–93 °C (180–200 °F) mit Hilfe von Spritzgießtechniken und -geräten, die im Stand der Technik bekannt sind, zu der erwünschten Gestalt spritzgegossen. Die mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleute werden sich im Klaren darüber sein, dass die erwünschte Gestalt der geformten Zusammensetzung vom Volumen des abzudichtenden und zu dämpfenden Hohlraums sowie von der Konfiguration dieses Hohlraums abhängt, so dass sichergestellt wird, dass die Zusammensetzung sich in ein Abdichtverhältnis mit den strukturellen Seitenwänden dehnt. Das geformte Produkt, das gebildet wird, ist eine physikalische Mischung und vor dem Erhitzen des Produkts innerhalb des Fahrzeughohlraums auf eine Temperatur von mindestens ca. 149 °C (300 °F) hat keine chemische Reaktion stattgefunden.
Während die erfindungsgemäßen Abdichtungs- und Dämpfungszusammensetzungen als geformte, freistehende Teile hergestellt werden können, können die Zusammensetzungen bei anderen Ausführungsformen auf eine Stützelement gestützt sein, das ein offenes Gitter umfasst, das die gleiche Gestalt wie die Zusammensetzung aufweist, wobei ein Abdicht- und Dämpfungsapparat gebildet wird. Bevorzugte Gitterträgerelemente werden aus Nylon, und insbesondere aus glasfaserverstärktem Nylon, gebildet. Die Verwendung von offenen Gitterträgern erlaubt es der Zusammensetzung, sich bei Erhitzen der Zusammensetzung auf eine Temperatur von mindestens 149 °C (300 °F) durch die Öffnungen des Gitters hindurch auszudehnen. Diese Struktur ist der Struktur in der an Wycech vergebenen US-Patentschrift Nr. 5,755,486 überlegen, da die Verwendung eines Gitterträgerelements bei dem Apparat nur eine minimale Gewichtszunahme verursacht.
Die expandierte Zusammensetzung haftet dann an den anliegenden Wänden des Hohlraums, in den der Apparat eingegeben wird, an. Bevorzugte Apparate umfassen mehrere U-förmige expandierbare Zusammensetzungsstrukturen, die im Abstand voneinander und in allgemein gleicher Ausrichtung gehalten werden und bei denen das Gitterträgerelement an die drei Außenflächen der U-förmigen Struktur angebracht sind. Diese Ausführungsform ermöglicht den Kontakt der Zusammensetzung mit einem größeren Oberflächenbereich der Hohlraumwände als durch die an Otto et al. vergebene US-Patentschrift Nr. 5,506,025 geboten wird, und bietet auf diese Weise eine bessere Verstärkung des den Hohlraum bildenden Bauelements.
Bei der praktischen Verwendung werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu der oben beschriebenen U-förmigen Struktur geformt oder (entweder in freistehender Form oder als irgendein Typ einer gittergetragenen Form) so gestaltet, dass sie der Querschnittsgestalt des Hohlraums entspricht (obwohl sie etwas kleiner ist), in dem die Zusammensetzung oder der Apparat verwendet werden soll. Die geformte Zusammensetzung oder der geformte Apparat wird daraufhin in den hohlen Kanal oder Hohlraum eingebracht und Hitze wird derart aufgebracht, dass die Zusammensetzung sich dehnt, während das Epoxidharz vernetzt wird und die expandierte Zusammensetzung an den Seitenwänden des Hohlraums haftet, was zu einem Kanal oder einem Hohlraum führt, der im Wesentlichen durch die expandierte Zusammensetzung blockiert ist. Wahlweise kann irgendein Typ von Befestigungsvorrichtung oder -mechanismus zum Befestigen der Zusammensetzung innerhalb des Kanals vor der Hitzeexpansion verwendet werden.
Man wird sich im Klaren darüber sein, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in praktisch jedem Bereich der Fahrzeugindustrie, einschließlich Karosseriewerkstätten, Lackierwerkstätten und Fahrzeugbauanlagen verwendet werden können. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Apparate besteht darin, dass sie in den erwünschten Kanal eingegeben werden können, bevor die Fahrzeugkarosserie durch einen Einbrennofen geführt wird, wo die Temperaturen für die Expansion der Zusammensetzung genügend hoch sind.
Wenn die erfindungsgemäßen Abdichtungs- und Dämpfungszusammensetzungen einer Temperatur von mindestens ca. 149 °C (300 °F) ausgesetzt werden, so beträgt die Expansion der Zusammensetzung in Prozent zumindest ca. 95 %, bevorzugt zumindest ca. 125 % und noch bevorzugter zumindest ca. 150 %, wobei die Expansion in Prozent (wie der Begriff hier verwendet wird) wie folgt definiert wird: 100 × {[(das spezifische Gewicht der Zusammensetzung vor dem Erhitzen) – (das spezifische Gewicht der Zusammensetzung nach dem Erhitzen)]/(das spezifische Gewicht der Zusammensetzung nach dem Erhitzen)}.
Die expandierten Zusammensetzungen weisen eine Druckfestigkeit (unter Zuhilfenahme einer Probe mit einem Durchmesser von 2 Zoll und einer Länge von 4 Zoll und einer Verdichtungsrate von 0,5 Zoll/Minute) von mindestens ca. 1.200 psi, bevorzugt mindestens ca. 1.400 psi und noch bevorzugter von mindestens ca. 1.600 psi auf. Vor der Expansion weisen die Zusammensetzungen ein spezifisches Gewicht (mit Bezug auf Wasser) von mindestens ca. 0,90 auf, während das spezifische Gewicht (mit Bezug auf Wasser) der expandierten Zusammensetzungen weniger als ca. 0,47, bevorzugt weniger als ca. 0,37 und noch bevorzugter weniger als ca. 0,32 beträgt. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen ein Verhältnis von Druckfestigkeit: spezifischem Gewicht nach dem Brennen von mindestens ca. 2.500:1, bevorzugt mindestens ca. 3.000:1 und noch bevorzugter mindestens ca. 3.600:1 auf.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Seitenrissansicht des bevorzugten U-förmigen Abdichtungs- und Dämpfungsapparats unter Verwendung des erfindungsgemäßen offenen Gitterwerkträgerelements;
2 zeigt eine Draufsicht des Apparats von 1;
3 zeigt eine Aufrissansicht des linken Endes des Apparats von 1; und
4 zeigt eine teilweise Ausschnittsansicht der Linie 4-4 von 2 entlang.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenden wir uns nun den Zeichnungen zu, so ist in den 1–4 ein Abdichtungs- und Dämpfungsapparat 10 gezeigt. Allgemein gesprochen umfasst der Apparat 10 drei expandierbare U-förmige Glieder 12, 14, 16 (man vergleiche 1 und 2) und ein Trägerelement 18 (man vergleiche 2 und 3).
In weiteren Einzelheiten und mit Bezug auf 1 umfasst das Glied 12 einen Unterteil 20 und zwei Beinteile 22, 24. Die Glieder 14, 16 sind dem Glied 12 insofern identisch, dass sie jeweils einen Unterteil und zwei Beinteile umfassen. Die Beinteile 26, 28 der Glieder 14, 16 sind jeweils in 2 veranschaulicht, während die Unterteile 30, 32 der Glieder 14, 16 jeweils in 3 veranschaulicht sind. Bei jedem der Glieder 12, 14, 16 sind die Beinteile im Wesentlichen zu ihren jeweiligen Unterteilen senkrecht. Anders ausgedrückt liegt jedes der Beine der Glieder 12, 14, 16 im Wesentlichen seinem entgegengesetzten Bein an dem jeweiligen Glied gegenüber parallel. Die Glieder 12, 14 und 16 sind aus den erfindungsgemäßen hitzedehnbaren Zusammensetzungen gebildet und bevorzugt als integrale Glieder in der veranschaulichten U-Form spritzgegossen.
Das Trägerelement 18 ist aus drei Abschnitten gebildet, d.h. einem unteren Abschnitt und zwei Beinabschnitten, die ebenfalls U-förmig konfiguriert sind. Der untere Abschnitt 34 des Elements 18 ist in 3 veranschaulicht, während der Beinabschnitt 36 in 2 veranschaulicht ist. Der abschließende Beinabschnitt 38 des Elements 18 ist in 1 phantomförmig gezeigt. Jeder der Abschnitte 34, 36, 38 des Trägerelements 18 weist eine Gitterwerkstruktur auf und ist aus einem Material gebildet, das einen Schmelzpunkt aufweist, der höher ist, als die Temperatur, bei der die Glieder 12, 14 und 16 sich dehnen. Ein bevorzugtes Material für das Element 18 ist Nylon, insbesondere glasfaserverstärktes Nylon.
Die Planaren Außenflächen der Unter- und Beinteile der Glieder 12, 14, 16 sind bevorzugt mit Vertiefungen (in 2 und 3 durch Doppellinien 40 angezeigt) ausgebildet.
Diese Vertiefungen entsprechen sowohl bezüglich der Größe als auch der Gestalt der Größe und Gestalt des Gitterwerks des Elements 18. Bevorzugt sind die Vertiefungen mindestens so tief wie das Gitter dick ist und wirken als Rückhaltemechanismus, so dass das Element 18 an den Gliedern 12, 14, 16 befestigt bleibt. So steht die expandierbare Zusammensetzung, aus der die Glieder 12, 14, 16 gebildet sind, etwas durch die Gitteröffnungen des Elements 18 hervor (wie durch die Zahl 42 in 2–4 angezeigt). Das Element 18 kann so gebildet sein, dass jeder der Abschnitte 34, 36, 38 integral ist oder als Alternative kann jeder der Abschnitte 34, 36, 38 getrennt gebildet und durch irgendeinen Befestigungsmechanismus (wie Klemmen oder Schnallen) um die Glieder 12, 14, 16 des Apparats angeschlossen werden.
Im Betrieb wird der Apparat 10 innerhalb des Kanals eines hohlen Glieds (wie beispielsweise innerhalb eines Fahrzeugs) positioniert. Der Apparat 10 kann in irgendeinem Winkel positioniert und wie durch einen Fachmann als geeignet bestimmt orientiert werden. Beispielsweise können die Unterteile 20, 30, 32 und der untere Abschnitt 34 des Apparats 10 gegen die untere Wand des Kanals positioniert werden, während die entsprechenden Beinteile und -abschnitte des Apparats 10 gegen die Seitenwände des Kanals positioniert werden würden. Oder der Apparat 10 könnte umgedreht werden, so dass die Unterteile 20, 30, 32 und der untere Abschnitt 34 gegen die obere wand des Kanals positioniert sind.
Sobald der Apparat 10 innerhalb des Kanals positioniert ist, wird der Apparat 10 Hitze unterworfen (wie beispielsweise durch Hindurchführen des Fahrzeugs durch einen Einbrennofen), die bevorzugt eine Temperatur von mindestens ca. 149 °C (300 °F) aufweist. Die Hitzeanwendung bringt die Zusammensetzung dazu, sich in alle Richtungen auszudehnen und dadurch noch weiter aus den Öffnungen des Gitterwerks herauszudringen. Die expandierte Zusammensetzung wird dann an den Wänden des Kanals anhaften und dadurch den Apparat 10 innerhalb des Kanals befestigen.
Während die Figuren eine Ausführungsform veranschaulichen, bei der eine Trägerstruktur für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet wird, werden die mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleute sich im Klaren darüber sein, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen keine Trägerstruktur benötigen und in einer freistehenden, selbsttragenden Form verwendet werden können. Auch können zahlreiche andere Trägerelemente je nach der jeweiligen Anwendung mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden.
BEISPIELE
In den folgenden Beispielen sind bevorzugte erfindungsgemäße Zusammensetzungen und Verfahren aufgeführt. Man sollte sich jedoch im Klaren darüber sein, dass diese Beispiele als Veranschaulichung geboten werden und nichts darin als Einschränkung des Gesamtumfangs der Erfindung aufgefasst werden sollte.
BEISPIEL 1
1. Zubereitung der Vormischung
Ein mit einem Kolben ausgestatteter Mischer (Moriyama Company, Japan) wurde zum Zubereiten einer Vormischung verwendet. Die Temperatur des Mischers wurde auf 99 °C (210 °F) eingestellt und 266,67 Gramm Fina Clear 530^® (SBS-Blockcopolymer) wurden dem Mischer hinzugegeben, gefolgt von der Zugabe von ca. 10 Gramm Araldit 6010^® (flüssiges Epoxidharz). Der Kolben wurde gesenkt und ein langsames Mischen dann begonnen, wenn die Temperatur des Mischers 93 °C (200 °F) erreicht hatte. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis die Mischung im Wesentlichen homogen war und die Temperaturanzeige 121 °C (250 °F) anzeigte. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Kolben geöffnet und 133,33 Gramm Fina Crystal 500^® (Polystyrol) in den Mischer hineingegeben. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis das Material im Mischer im Wesentlichen homogen wurde. Der Rest des Araldits 6010^® (ca. 390 Gramm) wurde der Mischung langsam in kleinen Mengen hinzugegeben, wobei das Mischen zwischen jeder Zugabe erfolgte.
Nach Zusetzen des gesamten Fina Crystals 500^® wurde die dabei entstehende Mischung ca. 5 Minuten lang gründlich gemischt und das Material daraufhin in eine Doppelwalzenmühle überführt. Das Material wurde zu Platten mit einer Dicke von ca. 20 mm gemahlen und in Stücke geschnitten, die später verwendet werden sollten.
2. Zubereitung der Zwischenverbindung
Bei diesem Schritt wurde ebenfalls ein mit einem Kolben ausgestatteter Moriyama-Mischer verwendet, wobei die Temperatur des Mischers auf 121 °C (250 °F) eingestellt wurde. Die in Teil 1 dieses Beispiels hergestellte Vormischung wurde dem Mischer hinzugegeben. Das Mischen wurde begonnen und 10 Gramm Ruß (Pigment) wurden dem Mischer hinzugegeben. Wenn die Mischung homogen wurde, wurde das Mischen gestoppt, 60 Gramm HiSil 233^® (amorphes Siliciumoxidhydrat) wurden der Mischung hinzugegeben und das Mischen wieder aufgenommen. Das Mischen wurde fortgesetzt, bis die Mischung homogen war, zu welchem Zeitpunkt das Mischen wiederum abgebrochen wurde und 140 Gramm Scotchlite S60/10.000^® (Glasmikrokugeln) der Mischung hinzugegeben wurden. Das Mischen wurde wieder aufgenommen und fortgesetzt, bis die so entstehende Mischung homogen war. Die Temperatur des Mischers wurde auf unter 71 ºC (160 ºF) eingestellt. Wenn die Temperatur des Mischers sich auf unter 71 °C (160 °F) abgekühlt hatte, wurden 16 Gramm Gelogen AZ 765^® (Treibmittel) und 64 Gramm Urisys DDA 10^® (Härter) in den Mischer hineingegeben und das Mischen wieder aufgenommen und fortgesetzt, bis die Mischung homogen war.
3. Granulieren der Zwischenverbindung und Spritzgießen des Granulats
Die im Teil 2 dieses Beispiels gebildete Verbindung wurde in den Einlass einer Einschneckenstrangpresse eingespeist, die auf eine Strangpressentemperatur von 79 °C (175 °F) eingestellt war. Die Schnecke wurde mit einer Geschwindigkeit von ca. 400 UpM gedreht und die strangförmige Verbindung zu Granulat zerschnitten, während sie aus der am Auslass des Schneckengehäuses angebrachten Extrusionsdüse austrat. Bei der Extrusionsdüse handelte es sich um eine, die zum Herstellen von Granulat einer derartigen Größe, dass 90 (± 10) des Granulats 1 Gramm wogen, konstruiert war.
Das Granulat wurde in den Trichter (der nicht mit einem Rührer ausgestattet war) einer herkömmlichen Spritzgießmaschine eingegeben und zu den erwünschten Formen bei ca. 88 °C (190 °F) geformt.
4. Prüfeigenschaften des geformten Produkts
Die mechanischen Eigenschaften der Verbindung wurden getestet. Diese Eigenschaften sind in Tabelle 2 unten aufgeführt. Diese Tests wurden wie folgt an Teilen des Produkts einer Dicke von 10 mm und einer Größe von 1 Zoll × 1 Zoll durchgeführt, die wie oben beschrieben zubereitet worden waren.

(1) Spezifisches Gewicht vor dem Brennen.
(2) Spezifisches Gewicht nach dem Brennen – Die Zusammensetzung wurde in einen auf 163 °C (325 °F) erhitzten Ofen eingegeben. Die Zusammensetzung wurde in dem Ofen 10 Minuten lang gehalten, nachdem die Temperatur der Zusammensetzung 163 °C (325 °F) erreicht hatte (wird als 10 Minuten-Metalltemperatur 163 °C (325 °F) bezeichnet). Die Zusammensetzung wurde daraufhin aus dem Ofen entfernt und man ließ sie 60 Minuten bei Raumtemperatur (RT) (was als 60 Minuten-RT bezeichnet wird), verbleiben. Daraufhin erfolgte eine 10 Minuten-Metalltemperatur bei 163 °C (325 °F), gefolgt von 60 Minuten bei RT und schließlich einer 20 Minuten-Metalltemperatur bei 121 °C (250 °F), gefolgt von der Bestimmung des spezifischen Gewichts.
(3) Expansion nach dem Brennen = [(spezifisches Gewicht vor dem Brennen) – (spezifisches Gewicht nach dem Brennen)]/(spezifisches Gewicht nach dem Brennen).
(4) Druckfestigkeit nach dem Brennen – die Druckfestigkeit wurde bestimmt, nachdem Folgendes durchgeführt worden war: Die Zusammensetzung bleibt insgesamt 35 Minuten lang in einem Ofen bei 177 °C (350 °F); RT für 60 Minuten und schließlich 20 Minuten Metalltemperatur bei 121 °C (250 °F).

^a Die Prüfproben wurden vier Stunden bei 90 °C in einem Ofen gealtert und sofort nach dem Herausnehmen aus dem Ofen geprüft.
^b Mehrere Tests der Druckfestigkeit wurden an dieser Probe durchgeführt. Diese Zahl ist der Durchschnitt der Ergebnisse aller durchgeführten Tests.

BEISPIEL 2
Ein geformtes Produkt wurde den in Beispiel 1 aufgeführten Vorgehensweisen entsprechend gebildet, mit Ausnahme der Tatsache, dass folgende Bestandteile und Konzentrationen verwendet wurden: 133,33 Gramm Fina Crystal 500^®; 266,67 Gramm Fina Clear 530^®; 400 Gramm Araldit 6010^®; 10 Gramm Ruß; 4,8 Gramm Zinkoxid (Pigment); 45 Gramm HiSil 233^®; 155 Gramm Scotchlite S60/10.000^®; 30 Gramm Urisys DDA 10^®; 4 Gramm Urisys U 405^® (Katalysator) und 6 Gramm Gelogen AZ 130^® (Treibmittel). Der Katalysator wurde zu gleicher Zeit wie das Treibmittel und der Härter zugesetzt. Das Endprodukt wurde bezüglich seiner mechanischen Eigenschaften, wie in Beispiel 1 beschrieben und in Tabelle 3 aufgeführt, geprüft. Tabelle 3

^a Die Prüfproben wurden vier Stunden bei 90°C in einem Ofen gealtert und sofort nach dem Herausnehmen aus dem Ofen geprüft.
^b Mehrere Tests der Druckfestigkeit wurden an dieser Probe durchgeführt. Diese Zahl ist der Durchschnitt der Ergebnisse aller durchgeführten Tests.

BEISPIEL 3
Eine geformte Verbindung wurde den in Beispiel 1 aufgeführten Vorgehensweisen entsprechend gebildet, mit Ausnahme der Tatsache, dass folgende Bestandteile und Konzentrationen verwendet wurden: 120 Gramm Fina Crystal 500^®; 240 Gramm Fina Clear 530^®; 40 Gramm Nipol 1411^® (Nitril-Butadien-Kautschuk), 400 Gramm Araldit 6010^®; 10 Gramm Ruß; 4, 8 Gramm Zinkoxid; 45 Gramm HiSil 233^®; 155 Gramm Scotchlite S60/10.000^®; 30 Gramm Urisys DDA 10^®; 4 Gramm Urisys U 405^® (Katalysator) und 6 Gramm Gelogen AZ 130^® (Treibmittel). Das Endprodukt wurde bezüglich seiner mechanischen Eigenschaften, in Tabelle 4 aufgeführt, geprüft. Tabelle 4

BEISPIEL 4
Mehrere weitere Zusammensetzungen wurden den in den vorhergehenden Beispielen aufgeführten Zubereitungsverfahren entsprechend zubereitet. Die Rezepturen und mechanischen Eigenschaften der dabei gebildeten Verbindungen sind in den Tabelle 5 bzw. 6 aufgeführt. Tabelle 5
Tabelle 6

BEISPIEL 5
Diese Prüfung wurde zum Vergleichen der Wirkung der Anwendung von pyrogenem Siliciumdioxid in der Zusammensetzung anstatt amorphem Siliciumoxidhydrat durchgeführt. Das zum Zubereiten der Zusammensetzung verwendete Verfahren war wie den obigen Beispielen beschrieben. Die verwendeten Bestandteile und Konzentration waren wie folgt: 133,33 Gramm Fina Crystal 500^®; 266,67 Gramm Fina Clear 530^®; 400 Gramm Araldit 6010^®; 10 Gramm Ruß; 4,8 Gramm Zinkoxid; 45 Gramm Cabot TS-720^® (pyrogenes Siliciumdioxid); 155 Gramm Scotchlite S60/10.000^®; 30 Gramm Urisys DDA 10^®; 4 Gramm Urisys U 405^® und 6 Gramm Gelogen AZ 130^®. Die Eigenschaften der dabei gebildeten Verbindung sind in der folgenden Tabelle 7 aufgeführt. Tabelle 7

Beim Vergleich dieser Ergebnisse mit den Ergebnissen der vorherigen Beispiele ist zu sehen, dass diese Verbindung eine geringere Expansion aufweist als die anderen Verbindungen. Des Weiteren ist die Viskosität viel höher als die Viskosität der in Beispiel 2 erhaltenen Verbindung, wo amorphes Siliciumoxidhydrat verwendet wurde. Mit einer derart hohe Viskosität wäre diese Verbindung beim Spritzgussverfahren nicht von Nutzen.
BEISPIEL 6
Dieser Test wurde durchgeführt, um die Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung zu bestimmen, wenn kein Polystyrol verwendet wurde. Das zum Zubereiten der Zusammensetzung verwendete Verfahren war wie in den vorherigen Beispielen beschrieben. Die verwendeten Komponenten und Konzentrationen waren wie in Beispiel 2 aufgeführt, mit der Ausnahme, dass kein Fina Crystal 500^® (oder irgendein anderes Polystyrol) verwendet wurde. Die Eigenschaften der dabei entstehenden Verbindungen sind in Tabelle 8 unten aufgeführt. Tabelle 8

BEISPIEL 7
Dieser Test wurde durchgeführt, um die Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung zu bestimmen, wenn kein SBS (oder irgendein anderer Kautschuk) verwendet wurde. Das Zubereiten der Zusammensetzung begann dem oben beschriebenen Verfahren entsprechend. Jedoch wurde die Zubereitung während der Zubereitung der Vormischung abgebrochen, weil die anfänglichen Bestandteile ohne Verwendung eines Kautschuks nicht gemischt werden konnten.
BEISPIEL 8
Dieser Test wurde durchgeführt, um zu bestimmen, wie die Verwendung von SBR zusätzlich zum SBS-Kautschuk die Eigenschaften der Zusammensetzung insgesamt beeinflussen würde. Das zum Zubereiten der Zusammensetzung verwendete Verfahren war wie in den vorherigen Beispielen beschrieben. Die verwendeten Bestandteile und Konzentrationen waren wie folgt: 120,0 Gramm Fina Crystal 500^®; 240 Gramm Fina Clear 530^®; 40 Gramm SBR 1009^®, Krümel; 400 Gramm Araldit 6010^®; 10 Gramm Ruß; 4,8 Gramm Zinkoxid; 45 Gramm HiSil 233^®; 155 Gramm Scotchlite S60/10.000^®; 30 Gramm Urisys DDA 10^®; 4 Gramm Urisys U 405^® und 6 Gramm Gelogen AZ 130^®. Die Eigenschaften der dabei erhaltenen Verbindung sind in Tabelle 9 aufgeführt. Tabelle 9

Claims

Expandierbarer Abdichtungskörper, enthaltend eine Kunstharzzusammensetzung, die eine Menge eines ersten thermoplastischen Harzes in Abmischung mit etwa 30–45 Gew.-% eines Epoxidharzes, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält, wobei der Körper nach Erhitzen auf mindestens etwa 149°C (300°F) eine Expansion von mindestens etwa 95% und nach Expansion eine Druckfestigkeit von mindestens 1200 psi aufweist.
Körper nach Anspruch 1, bei dem das erste thermoplastische Harz aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon stammt.
Körper nach Anspruch 2, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein Polystyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 150.000–320.000 handelt.
Körper nach Anspruch 2, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um einen Kautschuk aus der Gruppe bestehend aus SBS-Blockcopolymeren, Styrol-Butadien-Kautschuken, Nitril-Butadien-Kautschuken und Gemischen davon handelt.
Körper nach Anspruch 1, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein thermoplastisches Elastomer handelt.
Körper nach Anspruch 5, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein SBS-Blockcopolymer mit einem Molekulargewicht von etwa 100.000–150.000 handelt.
Körper nach Anspruch 4, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um einen Styrol-Butadien-Kautschuk mit einem Butadien/Styrol-Verhältnis von etwa 32:68 bis etwa 18:82 handelt.
Körper nach Anspruch 4, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um einen Nitril-Butadien-Kautschuk mit einem Butadien/Acrylnitril-Verhältnis von etwa 42:58 bis etwa 35:65 handelt.
Körper nach Anspruch 2, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein Polystyrol handelt, das in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 5–20 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Körper nach Anspruch 4, bei dem es sich bei dem ersten thermoplastischen Harz um ein SBS-Blockcopolymer handelt, das in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 20–30 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Körper nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Menge eines zweiten thermoplastischen Harzes, das sich von dem ersten thermoplastischen Harz unterscheidet und aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon stammt.
Körper nach Anspruch 11, bei dem der prozentuale Gesamtgewichtsanteil des ersten thermoplastischen Harzes und des zweiten thermoplastischen Harzes etwa 25–50 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, beträgt.
Körper nach Anspruch 11, ferner enthaltend eine Menge eines dritten thermoplastischen Harzes, das sich von dem ersten und dem zweiten thermoplastischen Harz unterscheidet und aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon stammt.
Körper nach Anspruch 1, bei dem es sich bei dem Epoxidharz um ein flüssiges Epoxidharz handelt.
Körper nach Anspruch 14, bei dem es sich bei dem flüssigen Epoxidharz um ein flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A handelt.
Körper nach Anspruch 1, bei dem die prozentuale Expansion des Körpers mindestens etwa 125 beträgt.
Körper nach Anspruch 1, bei dem der Körper durch Erhitzen auf eine Temperatur von mindestens etwa 300°F expandiert worden ist und der expandierte Körper ein auf Wasser bezogenes spezifisches Gewicht von weniger als etwa 0,47 aufweist.
Körper nach Anspruch 1, der ein auf Wasser bezogenes spezifisches Gewicht von weniger als etwa 0,90 aufweist.
Körper nach Anspruch 1, der durch Spritzguß hergestellt worden ist.
Körper nach Anspruch 1, ferner enthaltend eine Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Pigmenten, Treibmitteln, Katalysatoren, Härtern, Verstärkungsmitteln und Gemischen davon.
Körper nach Anspruch 20, bei dem es sich bei der Verbindung um ein Verstärkungsmittel aus der Gruppe bestehend aus amorphem Siliciumoxidhydrat, Glasmikrokugeln und Gemischen davon handelt.
Körper nach Anspruch 21, bei dem es sich bei dem Verstärkungsmittel um amorphes Siliciumoxidhydrat handelt, das in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 1–10 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Körper nach Anspruch 21, bei dem es sich bei dem Verstärkungsmittel um Glasmikrokugeln handelt, die in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 10–20 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegen.
Körper nach Anspruch 1, bei dem der Körper durch Erhitzen auf eine Temperatur von mindestens etwa 149°C (300°F) expandiert worden ist und der expandierte Körper ein Verhältnis von Druckfestigkeit zu spezifischem Gewicht nach dem Brennen von mindestens etwa 2500:1 aufweist.
Körper nach Anspruch 24, bei dem das Verhältnis mindestens etwa 3000:1 beträgt.
Körper nach Anspruch 1, der zu einer U-förmigen Struktur geformt ist, welche mit einem Gitterträger, der mehrere langgestreckte gitterbildende Elemente mit entsprechenden Gitteröffnungen dazwischen aufweist, wirkverbunden ist.
Verfahren zur Herstellung eines expandierten Abdichtungs- und Dämpfungskörpers, bei dem man: (a) eine Menge einer Vormischung bereitstellt, wobei die Vormischung nach einem Verfahren hergestellt wird, bei dem man ein erstes thermoplastisches Harz und ein Epoxidharz vermischt und die dabei erhaltene Mischung auf eine Temperatur von mindestens etwa 79°C (175°F) erhitzt, wobei man die Vormischung erhält; (b) die Vormischung mit einer aus der Gruppe bestehend aus Pigmenten, Verstärkungsmitteln und Gemischen davon ausgewählten Verbindung vermischt, wobei man eine Zwischenmischung erhält; und (c) die Zwischenmischung mit einem aus der Gruppe bestehend aus Treibmitteln, Härtern, Katalysatoren und Gemischen davon ausgewählten Bestandteil vermischt, was eine expandierbare Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 ergibt, die nach Erhitzen auf mindestens etwa 149°C (300°F) eine Expansion von mindestens etwa 95% aufweist; und (d) die expandierbare Zusammensetzung erhitzt, indem man sie einer Temperatur von mindestens etwa 149°C (300°F) aussetzt, was den expandierten Körper mit einer Druckfestigkeit von mindestens 1.200 psi ergibt.
Verfahren nach Anspruch 26, bei dem man bei dem Verfahren zur Herstellung der Vormischung ferner die Mischung aus Schritt (a) mit einem zweiten thermoplastischen Harz, das sich von dem ersten thermoplastischen Harz unterscheidet, vermischt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem man ferner die Zwischenmischung aus Schritt (b) vor Schritt (c) in Pelletform bringt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem man ferner die Zusammensetzung aus Schritt (c) so formt, daß sie der Form einer durch ein mit der Zusammensetzung abzudichtendes Bauelement definierten Öffnung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem man ferner die geformte Zusammensetzung in die Öffnung in dem Bauelement einbringt.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem man ferner das die geformte Zusammensetzung enthaltende Bauelement erhitzt, indem man es Luft mit einer Temperatur von mindestens etwa 149°C (300°F) aussetzt, wodurch die geformte Zusammensetzung expandiert wird.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die expandierte geformte Zusammensetzung eine Druckfestigkeit von mindestens etwa 1.200 psi aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem man bei der Formgebung die Zusammensetzung spritzgießt.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die prozentuale Expansion der expandierten geformten Zusammensetzung, bezogen auf die Zusammensetzung vor dem Erhitzen, mindestens etwa 95% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem man das erste thermoplastische Harz aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon auswählt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem es sich bei dem Epoxidharz um ein flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A handelt.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem man das zweite thermoplastische Harz aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon auswählt.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem man das flüssige Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A in einer solchen Menge verwendet, daß es in der Zusammesetzung in einem Anteil von etwa 30–45 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem man die Verstärkungsmittel aus der Gruppe bestehend aus amorphem Siliciumoxidhydrat, Glasmikrokugeln und Gemischen davon auswählt.
Verfahren nach Anspruch 40, bei dem man als Verstärkungsmittel amorphes Siliciumoxidhydrat einsetzt und es in einer solchen Menge verwendet, daß es in der Zusammesetzung in einem Anteil von etwa 1–10 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Abdichtungs- und Dämpfungsvorrichtung zum Abdichten eines Hohlraums einer Fahrzeugkarosserie, enthaltend: einen Gitterträger, der mehrere langgestreckte gitterbildende Elemente mit entsprechenden Gitteröffnungen dazwischen aufweist; und einen expandierbaren Kunstharzkörper, der mit dem Gitterträger wirkverbunden ist und davon getragen wird, wobei der Körper eine Kunstharzzusammensetzung enthält, die eine Menge eines ersten thermoplastischen Harzes in Abmischung mit etwa 30–45 Gew.-% eines Epoxidharzes, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält, wobei der Körper eine Temperatur aufweist, bei der er zu expandieren beginnt, zumindest teilweise durch die Gitteröffnungen expandierbar ist und nach Erhitzen auf mindestens etwa 149°C (300°F) eine Expansion von mindestens 95% und nach Expansion eine Druckfestigkeit von mindestens 1.200 psi aufweist, wobei die Elemente einen über der Expansionstemperatur des Körpers liegenden Schmelzpunkt aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der der Hohlraum des Fahrzeugs durch mehrere Wände gebildet wird und beim Expandieren des Körpers durch die Öffnungen des Gitters die expandierten Teile des Körpers an mindestens einer der Wände haften.
Vorrichtung nach Anspruch 43, bei der der Harzkörper zu einem U-förmigen Körper geformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 44 mit mehreren der U-förmigen Harzkörper, die voneinander beabstandet und aufeinander ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der das erste thermoplastische Harz aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon stammt.
Vorrichtung nach Anspruch 43, ferner enthaltend eine Menge eines zweiten thermoplastischen Harzes, das sich von dem ersten thermoplastischen Harz unterscheidet und aus der Gruppe bestehend aus Polystyrolen, festen Kautschuken und Gemischen davon stammt.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der es sich bei dem Epoxidharz um ein flüssiges Epoxidharz auf Basis von Bisphenol A handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der der Körper durch Spritzguß hergestellt worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der der Körper ferner eine Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Pigmenten, Treibmitteln, Katalysatoren, Härtern, Verstärkungsmitteln und Gemischen davon enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 50, bei der es sich bei der Verbindung um ein Verstärkungsmittel aus der Gruppe bestehend aus amorphem Siliciumoxidhydrat, Glasmikrokugeln und Gemischen davon handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 51, bei der es sich bei dem Verstärkungsmittel um amorphes Siliciumoxidhydrat handelt, das in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 1–10 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 51, bei der es sich bei dem Verstärkungsmittel um Glasmikrokugeln handelt, die in der Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 10–20 Gew.-%, bezogen auf das als 100 Gew.-% gerechnete Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegen.
Vorrichtung nach Anspruch 42, bei der der Träger aus Polyamid besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 54, bei der der Träger aus glasverstärktem Polyamid besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die eine Menge eines ersten thermoplastischen Harzes und eines zweiten thermoplastischen Harzes, die voneinander verschieden sind, in Abmischung mit etwa 30–45 Gew.-% eines Epxoidharzes enthält.