Die Erfindung betrifft ein flexibles Isolationsmaterial auf der Basis einer

Kautschukmischung enthaltend wenigstens einen Silikonkautschuk und Mikrohohlkugeln. Flexible Isolationsmaterialien, insbesondere für die thermische und/oder akustische Isolation von Bauteilen, sind bereits bspw. aus WO 2012/175268 AI , WO

2011/154188A1, EP2842991A1 oder WO 2011/047923A1 bekannt. Die dort

beschriebenen Isolationsmaterialien dienen aufgrund der hervorragenden Flexibilität, Viskosität und Kompressibilität zur thermischen Isolation von verschiedenen, insbesondere komplexeren, Bauteilen.

Aber nicht nur komplexe Bauteile, wie Gas- und oder Heizungsrohre oder Dichtungen in industriellen Großanlagen, können mit dem flexiblen Isolationsmaterial thermisch und ggf. auch akustisch isoliert werden, sondern das Isolationsmaterial kann auch zur Isolation von elektrischen Leitern, wie bspw. Kupferdrähten, verwendet werden.

Hierbei spielen dann allerdings nicht nur die thermischen und akustischen Eigenschaften des Materials eine große Rolle, sondern vor allem auch die dielektrischen Eigenschaften.

Im Rahmen einer Weiterentwicklung ist es somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein flexibles Isolationsmaterial auf der Basis einer Kautschukmischung enthaltend wenigstens einen Silikonkautschuk und Mikrohohlkugeln bereitzustellen, der sich zusätzlich durch verbesserte dielektrische Eigenschaften auszeichnet ohne insbesondere die gute Kompressibilität des Isolationsmaterials negativ zu beeinflussen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das flexible Isolationsmaterial auf der Basis wenigstens einer Kautschukmischung ist, welche wenigstens einen

Silikonkautschuk und Mikrohohlkugeln und als wenigstens einen Füllstoff BaS0 ₄ und / oder T1O2 und / oder Al ₂ Si205(OH) ₄ jeweils alleine oder in Kombination enthält. Erfindungsgemäß enthält die Kautschukmischung für das flexible Isolationsmaterial wenigstens einen Silikonkautschuk. Hierbei können alle der fachkundigen Person bekannten Silikonkautschuke verwendet werden. Möglich sind bspw.

Silikonkautschuke, die auch als Poly(organo)siloxane bezeichnet werden. Sie weisen für Vernetzungsreaktionen zugängige Gruppen auf, wobei es sich vorwiegend, aber nicht ausschließlich, um Wasserstoffatome, Hydroxygruppen und Vinylgruppen handelt, welche sich jeweils in der Kette oder an den Kettenenden befinden können. Hierbei kann es sich bspw. um Vinyl-Methyl-Polysiloxan (VMQ bzw. MVQ) oder um Phenyl-Vinyl-Methyl- Polysiloxan (PVMQ) oder um Fluorsiliko-Kautschuk-Fluormethyl-Polysiloxan (FVMQ) handeln.

Es gibt kaltvernetzende Silikonkautschuke (RTV = Raumtemperatur vernetzend) und heiß vernetzende Silikonkautschuke (HTV = Hochtemperatur vernetzend).

Bei den RTV- Silikonkautschuken lassen sich Ein- und Zweikomponentensysteme unterscheiden. Der Silikonkautschuk kann auch als Vormischung aus Polymer, Füllstoff und Öl, wie auf dem Markt üblich, eingesetzt werden.

Es ist denkbar, dass die Kautschukmischung zusätzlich noch wenigstens einen weiteren Kautschuk enthält, der kein Silikonkautschuk ist. Hierbei sind alle der fachkundigen Person bekannten Kautschuke möglich.

Insbesondere zur Einstellung der Viskosität enthält die Kautschukmischung zusätzlich noch wenigstens einen Weichmacher. Hierbei können alle der fachkundigen Person bekannten Weichmacher verwendet werden, die kompatibel mit dem jeweiligen

Silikonkautschuk sind. Insbesondere die Verwendung von Silikonöl hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, da dies gut mit dem Silikonkautschuk verträglich ist. Besonders gut geeignet haben sich einvernetzende Silikonöle gezeigt, die sich an der Vernetzung der Kautschukmischung beteiligen und häufig als vernetzbare Silikonöle bezeichnet werden. Diese führen zu einer weiteren deutlichen Reduzierung des möglichen Ausschwitzens.

Erfindungsgemäß enthält die Kautschukmischung weiterhin Mikrohohlkugeln. Hierdurch erhält sie eine Porenstruktur, welche die thermischen und akustischen

Isolationseigenschaften verbessert. Bei den Mikrohohlkugeln, oft auch nur als Mikrokugeln bezeichnet, handelt es sich um hohle Kugeln (Mikrosphären) mit einem Durchmesser im μιη-ΒεΓείΰΙι aus Glas,

Phenolharz, Kohlenstoff oder thermoplastischem Kunststoffmaterial. Es gibt es sie in expandierbarer Form, wobei sie mit einem Treibmittel gefüllt sind und sich beim

Erwärmen ausdehnen, oder in vorexpandierter Form, bei der die Ausdehnung schon vor dem Einmischen abgeschlossen ist.

Bevorzugt enthält die Kautschukmischung 2 bis 200 phr, besonders bevorzugt 2 bis 30 phr, ganz besonders bevorzugt 2 bis 15 phr bereits expandierte Mikrohohlkugeln aus thermoplastischen Material, bevorzugt aus Acrylnitrilpolymer, so dass die

Kautschukmischung bereits vor der Verwendung als Isolationsmaterial bzw. vor der Vernetzung eine Porenstruktur aufweist.

Mikrohohlkugeln bieten den Vorteil der Bildung einer geschlossenen Porenstruktur, die für Isolationszwecke wegen geringerer Konvektion in den Poren besser geeignet ist. Je höher die Menge an expandierten Mikrohohlkugeln, desto besser wird durch den höheren

Porenanteil die Isolationswirkung. Bei zu großen Mengen an Mikrohohlkugeln können sich jedoch verarbeitungstechnische Probleme bei der Mischungsherstellung oder - Verarbeitung ergeben. Das Isolationsmaterial verliert an Festigkeit, was beim Aufbringen auf die zu isolierenden Bauteile von Nachteil ist.

Im Vergleich zu den Mikrohohlkugeln aus Glas ergibt sich durch die Verwendung von Mikrohohlkugeln aus thermoplastischen Material eine höhere Kompressibilität, was es in Verbindung mit den guten dielektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen

Isolationsmaterials ermöglicht, dieses bspw. als Sensor einzusetzen. Hierbei können durch die Änderung der dielektrischen Eigenschaften durch die Kompressibilität des Materials Deformationen am Material gemessen werden, so dass es sich in einem Aufprallsensors im Fahrzeug verwenden lässt.

Wesentlich für die Erfindung ist es, dass die Kautschukmischung wenigstens einen

Füllstoff BaSC"4 und / oder Ti0 ₂ und / oder Al ₂ Si ₂ Os(OH)4 jeweils alleine oder in

Kombination enthält. Bariumsulfat, BaS0 ₄ , ist das Bariumsalz der Schwefelsäure und besitzt eine hohe

Elektronendichte, wodurch es die dieelektrischen Eigenschaften der

Silikonkautschukmischung deutlich optimiert. Gleichzeitig wirkt es dadurch zusätzlich schalldämpfend und verleiht der Kautschukmischung eine weiße Färbung, da es auch als Weißpigment bezeichnet wird. Aufgrund der geringen Ölzahl lässt es sich gut in der

Kautschukmischung dispergieren, was neben der guten Verarbeitbarkeit auch eine über die gesamte Mischung gleichmäßige Dielektrizitätskonstante und einen über die gesamte Mischung gleichmäßigen dielektrischen Verlustfaktor gewährleistet. Kaolin, Α1 ₂ 8ί ₂ θ5(ΟΗ) ₄ , ist ein Verwitterungsprodukt des Feldspats und Hauptbestandteil von Kaolin, welches auch als Porzellanerde oder weiße Tonerde bezeichnet wird. Es kann ebenso wie Bariumsulfat auch als Weißpigment eingesetzt werden. Aufgrund des hohen Schmelzpunktes und der gleichmäßigen Schichtung von oktaedrischen Aluminat- und tetraedrischen Silikatschichten, die über Schichten von Sauerstoffatomen verbunden sind, ergibt sich zusätzlich zu den guten dielektrischen Eigenschaften bei Einsatz in der Silikonkautschukmischung noch eine gute Flamm- und Feuerbeständigkeit.

Titandioxid, Ti0 ₂ , wird ebenso als Weißpigment verwendet. Es ist lichtbeständig und preiswert, allerdings in den letzten Jahren auch aufgrund der meist verwendeten

Nanopartikelgröße hinsichtlich gesundheitlicher Bedenken in den Fokus gerückt verschiedener Gesundheitsbehörden gerückt. Titandioxid hat eine sehr hohe

Dielektrizitätskonstante und einen sehr hohen Kompressionsmodul, so dass es sich vor allem für flexible Isolationsmaterialien eignet, bei denen die Kompressionseigenschaften nicht im Vordergrund stehen.

Die Füllstoffe BaS0 ₄ , Ti0 ₂ und Al ₂ Si ₂ 05(OH) ₄ können erfindungsgemäß jeweils alleine oder in Kombination eingesetzt werden.

Folgende Kombinationen sind hierbei möglich:

BaS0 ₄ und Ti0 ₂ und Al ₂ Si ₂ 0 ₅ (OH) ₄

BaS0 ₄ und Ti0 ₂

BaS0 ₄ und Al ₂ Si ₂ 0 ₅ (OH) ₄

Die Gesamtmenge bei einer der aufgeführten Kombinationen der Füllstoffe beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform 5 bis 60 phr, besonders bevorzugt 10 bis 50 phr, ganz besonders bevorzugt 20 bis 40 phr.

Wird einer der Füllstoffe alleine verwendet so gelten die obigen bevorzugten

Mengenangaben ebenso für den einzelnen Füllstoff.

Die Flexibilität des Isolationsmaterials ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, dass die Kautschukmischung teilweise unvernetzt und plastisch verformbar ist.

Teilweise unvernetzt bedeutet, dass entweder noch nicht verbrauchte

Vernetzungschemikalien oder noch vernetzbare Polymerbestandteile enthalten sind.

Unter plastischer Verformung wird die Fähigkeit von Stoffen verstanden, sich unter einer Krafteinwirkung nach Überschreiten einer Fließgrenze irreversibel zu verformen und diese Form nach der Einwirkung beizubehalten. Es kann somit wie Knetmasse verwendet werden, aber auch extrudiert oder anderweitig in die gewünschte Form gebracht werden. Die Kautschukmischung kann hierbei zusätzlich so eingestellt werden, dass sie eine Klebrigkeit aufweist, die dazu führt, dass sie an sich selbst und an der Oberfläche des zu isolierenden Objektes kleben (haften) bleibt und somit eine gute Fixierung gewährleistet wird.

Das auf das zu isolierende Bauteil oder auf den elektrischen Leiter aufgebrachte

Isolationsmaterial, enthaltend die obige Kautschukmischung, kann nach der Aufbringung durch Einwirkung von Temperatur und/oder Strahlung vernetzt bzw. weiter vernetzt werden. Das Isolationsmaterial ist nach der Aufbringung also noch vernetzbar. Bei der Strahlung kann es sich um IR-Strahlung, Mikrowellen oder sonstige energiereiche

Strahlung handeln. Die Einwirkung von Temperatur kann beispielsweise durch das Erwärmen mit heißer Luft durch einen Föhn erfolgen. Besonders einfach und schnell lässt es sich aber dadurch vernetzen, dass die Temperatureinwirkung durch die Eigenwärme des zu isolierenden Bauteils oder des elektrischen Leiters oder die durch das zu isolierende Bauteil strömende Wärme selbst erfolgt. Durch die nachträgliche Vernetzung wird das Isolationsmaterial langzeitstabil in seiner Position fixiert, da die Kautschukmischung bei der Vernetzung vom plastischen in den elastischen Zustand übergeht. Man erhält ein elastomeres, kompressibles Isolationsbauteil, welches auch nach der Demontage an gleicher Stelle oder an anderer Stelle bei einem gleich ausgebildeten, zu isolierenden Bauteil wiederverwendet werden kann.

Zur Verbesserung des Flammschutzes enthält die Kautschukmischung des

Isolationsmaterials vorteilhafterweise wenigstens ein Flammschutzmittel. Als

Flammschutzmittel können alle der fachkundigen Person bekannten Flammschutzmittel verwendet werden, die keinen negativen Einfluss auf die dielektrischen Eigenschaften der Silikonkautschukmischung haben. Aufgrund aktueller gesetzlicher Vorgaben ist es allerdings bevorzugt, wenn das verwendete Flammschutzmittel frei von Halogen und Antimontrioxid ist. Es kommen hierbei insbesondere Stannate, wie Zinkstannat oder Zinkhydroxystannat, Hydroxide, wie Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid, Cyanurate, wie Melamincyanurat, Borate, wie Zinkborat, phosphorhaltige Komponenten, wie Resorcinoldiphosphat oder aromatische Polyphosphate, stickstoffhaltige

Komponenten, wie Ammoniumphosphat, Carbonate, wie Calciumcarbonat oder

Magnesiumcarbonat, oder Blähgraphit in Frage.

Das erfindungsgemäße Isolationsmaterial lässt sich nach dem Fachmann bekannten Verfahren herstellen, wobei eine Kautschukmischung mit allen benötigten Zuschlagstoffen erzeugt wird und die Mischung im Anschluss portioniert wird. Dies kann mit Hilfe eines Mischextruders oder einer Walze oder eines Zweischneckenextruders erfolgen.

Das Isolationsmaterial kann in unterschiedlichsten Formen angeboten werden, z. B. in Form von Kugeln, Strängen, Streifen, Bahnen oder Bändern, oder auch einfach formlos als verformbare Masse, wie bspw. Knetmasse vorliegen.

Das flexible Isolationsmaterial kann hierbei vor dem Aufbringen auf das zu isolierende Bauteil bevorzugt als Fertigteil oder als aufzuziehender Schlauch vorliegen. Es kann aber ebenso im Spritzgußverfahren mittels bspw. einer Kartusche aufgebracht werden.