DE1675565A1 - Schwingungsdaempfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten aus Vinylacetat-AEthylen-Copolymerisaten - Google Patents
Schwingungsdaempfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten aus Vinylacetat-AEthylen-CopolymerisatenInfo
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- DE1675565A1 DE1675565A1 DE19661675565 DE1675565A DE1675565A1 DE 1675565 A1 DE1675565 A1 DE 1675565A1 DE 19661675565 DE19661675565 DE 19661675565 DE 1675565 A DE1675565 A DE 1675565A DE 1675565 A1 DE1675565 A1 DE 1675565A1
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L31/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L31/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
- C08L31/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
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Description
5046 « Om 720
Schwixgingsdämpfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten
aus Vinylaoetat-Äthylen-Copolyraerisaten
Aus der belgischen Patentschrift 598 603 ist bekannt, dafl
man hochwertige Temperaturbreitband-Entdröhnungsmlttel zur
Dämpfung der Biegeschwingungen von Bleckkonstruktionen durch Copolymerisation von Monomeren herstellen kann, deren Homopolymerisate
sich In ihrer Einfriertemperatur am mindestens 20 C unterscheiden. In dieser Patentschrift wurde* auch bereits darauf
hingewiesen, daß als Temperaturbreitband-Entdröhnungsmittel u.a'.
Überwiegend amorphe Copolymerisate aus Äthylen und Viny!estern,
von Fettsäuren mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen in Frage können, also auch Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisate. Die bisher verwendeten
Äthylen/Vinylaeetat-Copolymerleate konnten jedoch
nicht allen Anforderungen der Praxis genügen.
Es wurde nun gefunden, daß man Verbundsysteme aus harten Platten»
insbesondere Blechen, mit einer wesentlich besseren Dämpfung
in einem sehr breiten Temperaturbereich erhält, wenn man als schwiieingsdämpfende selbstklebende Zwischenschicht ein aus
20 - 40 3«wlehta-# Äthylen, 80 - 60 Oewichts-Jf Vinylacetat
und 0-5 Gewichts-Ji Acryl- und/oder Methacrylsäure aufgebautes
Copolymer!sat verwendet.
009820/098S original
- 2 - Pw 5046 « Qm 720
Ein Vergleich der Figuren la - Ic veranschaulicht die Überlegene
Leistungsfähigkeit der neuen Systeme. Kurve Ib zeigt den Verlustfaktor d . eines erfindungsgemäßen Verbundbleches in
Abhängigkeit von der Temperatur. Zum Vergleich wurde ein
handelsübliches Mischpolymerisat aus 28 Gew.-% Vinylacetat
und 72 Gew.-% Äthylen (Kurve la) und eines der besten bekannten
Entdröhnungsmittel für Verbundbleohe, ein w&chraacherhaltiges
modifiziertes Vinylacetat-Copolyraerisat, (Kurve Ic)
herangezogen. Bei dem Copolyaerisat der Kurve Io handelt es
sich um einen Schmelzkleber, der besondere gut für die Herstellung schwimingejiedämpfter Verbundbleche, bestehend au«
zwei äußeren Blechen und dem selbsthaftenden Schmelzkleber als dämpfender Zwischenschicht, geeignet ist. Mit derartigen
Systemen werden im Maximum extrem hohe Dämpfungen erreicht, die aus physikalischen Gründen nicht mehr Ubertroffen werden
können. Siehe dazu H. Oberst und A. Schommer: Kunststoffe gß,
634 (1965)» vor allem Abb. 9· PUr eine symmetrische Anordnung,
bestehend aus zwei 0,5 nim dicken Stahlblechen und einer
Zwischenschicht von 0,3 rom Dicke kommt der Verlustfaktor doo_b
des kombinierten Systems, gemessen im Biegeachwingungsverfahren
(vgl. z.B. H. Oberst, L. Bonn und P. Unhardt, Kunststoffe
51, 495 (1961)), dem Wert dcomb ■ 1 schon nahe. Bei der seit
langem bekannten Blechdämpfung durch einseitige dämpfende Beläge, die als spritz-, spachtel- oder auklebbare Schichten
sogenannter Entdröhnungsmittel angewendet werden, sind die Verlustfaktoren
des kombinierten Systems bei technisch vertretbaren Sohichtdicken oder Verhältnissen der Belagraasse zur Blechmasse
im allgemeinen Kleiner als d . » 0,2. Mit den neuerdings
sich immer darker durchsetzenden Verbundblechsystemen können, wie das hier angeführte Beispiel zeigt, bei optimaler
Einstellung des Zwlschenachiehtmaterlals um ein Mehrfaches '
höhere Dämpfungswerte erreicht werden.
009820/0985
- 3 - Pw 5046 » Gm 720
Die Temperaturbendbreite der Dämpfung dee Verbundblechsystems
hingt nicht nur von den viskoelastischen Kenngrößen der Zwischenschicht
und der Stahlbleche, sondern auch stark von der "Geometrie" der Anordnung ab, d.h. von den Schichtdiekenverhältnieeen
(vgl. I.e. (1965), Abb. 8 bis 10). Bei Verbundbleehsystemen
ist es zweckmäßig, als Bandbreite die !ireite
dea Temperaturintervalls zu definieren, in dem der Wert
von d ^k «0,05 überschritten wird. Die Dämpfung nicht
durch zusätzliche Entdröhnungsmafinahmen gedämpfter Bleche
in Bleohkonstruktionen versehtedenertort entspricht Werten
d b 1Sf 0,01. Der Bezugswert d b * 0,05 bedeutet also eine
beträchtliche Dämpfungserhöhung (um etwa 15 dB (Dezibel)) gegenüber der "Nulldämpfung" dCOfflb ■ 0,01.
In Kurv· Io wird der Besugswert dcoajb » 0,05 im hauptsächlich
interessierenden Frequenzbereich zwischen 100 und 1000 Hz bei den Temperaturen etwa zwischen 0° und 50 C überschritten,
die Temperaturbandbreite beträgt also rund 500C. Damit sind
diese Verbundsysteme für zahlreiche technische Anwendungen geeignet. Durch Modifikation des Weichmachergehalt3 kann das
Teaperaturband hoher dämpfender Wirkung nach höheren Temperaturen versohoben und daalt speziellen technischen Anwendungen angepalt
werden, z.B. in Maschinenaggregaten mit erhöhter Betriebstemperatur.
Diese« Beispiel von Verbundbleehsystemen mit opt1b» eingestellter, selbsthaftent3r Zwischenschicht eines Temperaturbreitband-Mfaspfungsstoffes,
hergestellt durch Copolymerisation passend gewählter eonomerer Komponenten, wird bisher von anderen
Anordnungen ähnlicher Art nicht übertroffen und kann deshalb als Standardaystem angesehen werden, an dem die akustische Wirksamkeit
des erfindungsgemäßen Systems durch Vergleich beurteilt
werden kann.
In Figur 1 a-c sind die Temperaturkurven des Verlustfaktors d . von Verbundblechaystemen aus 0,5 ram dicken Stahlblechen
•it 0,3 mm dicken dämpfenden Zwischenschichten für ICC und
1000 Hz wiedergegeben. Die Kurven wurden genessen an Verbundsystemen
mit 009820/0985
Λ · . BAD ORIGINAL
- 4 - Pw 5046 - Qn 720
1 a) einen handeleüblichen Copolymeriaat aua 28 Gew.-* Vinyl
acetat und 72 Qew.-% Äthylen al* Zwiachanachieht,
1 b) einem Copolyaeriaat aua 72 Gew.-Jt Vinylacetat und 28 Gew. -Jl
Äthylen ale Zwiaehenachioht (erflndungsgeall) und
Ic) einem weiehmaeherhaltigen modifizierten Vinylacetat-Copolynerlaat
ala Zwlachenaohicht·
Die Kurven 1 a) gelten für ein Monomerenverhltltnia außerhalb
dea ala optimal angegebenen Bereicheβ der Gewichtaverhältniaae.
Sie weiaen eine gewisse Breltbandigkelt auf, wie ale für ein
solche· Copolymerlaat zu erwarten latj aber die <* -^-Werte
der Maxima sind nicht höher ala die für Bleche mit optimal eingestellten einaeitigen Belägen und liegen ao weit unter
der Standard-Anordnung Ic), daß dae Zwiachenachichteaterial
der Anordnung la) technisch uninteressant lat.
Dagegen weist die erfindungagemKfie Anordnung 1 b), deren
Monomerenverhältnia im optimalen Bereich liegt, eine überraschend
große Temperaturbandbreite bei verhältnlaoäSig hohen Dämpfungamaxiaa auf. Die weniger hohen Maxima der
Kursen 1 b) im Vergleich zu denjenigen der Kurven Ic) können
angeeicht· der groien Bandbreite in'Kauf genommen werden. Auch
die Einsattelung dar Kurve 1 b) für 100 Hs stOrt nicht j denn la
ganzen Bereich von -10° bia 1000C werden Warte von <*βοΒκ - 0,1
überaohritten, d.h., die Dämpfung liegt In ganzen Bareich ua
■ehr als 20 dB über der Nulldämpfung (deoeb ■ 0,01). Eine solch·
Dämpfung reicht für die meiaten technlaohen Anwendungen völlig
au·. Aueh bei 1000 Hs betrügt die Bandbreite bei Bezug auf dcosto " °'°5 noon 90°c (*10 bie 8o°C)· Dleae· Breitbandeaterlal
costo
kann also universell angewendet werden für beliebige Barelche der Gebraüchstemperatüren zwiachen -10° und etwa 1000C, z.B. aowohl in Fahrzeugen als auch in Maachinenaggregatan alt erhöhter Betriebstemperatur.
kann also universell angewendet werden für beliebige Barelche der Gebraüchstemperatüren zwiachen -10° und etwa 1000C, z.B. aowohl in Fahrzeugen als auch in Maachinenaggregatan alt erhöhter Betriebstemperatur.
009820/0985 bad
- 5 - Pw 5046 - Om 720
Ein besonderer Vorteil dieses DMmpfungsstoffes ist es, daß er
sich hervorragend zur kontinuierlichen Auftragung für die Massenproduktion von Verbundblechen eignet. Es handelt sich
ebenfalls um einen Schmelzkleber, der bei höheren Temperaturen aufgespachtelt, aufgestrichen oder aufgegossen werden
kann. Das Verbundsystem wird anschließend am besteh zwischen Walzen unter Druck abgekühlt. Aufler einem Bitfetten ist keine
Vorbehandlung der Bleche und keine weitere Klebschicht erforderlich. Bei den Acryl- oder Methacrylsäuregruppen enthaltenden
Mischpolymerisaten kann sogar auf das Entfetten verzichtet werden. Man erreicht eine ausgezeichnete Haftung.
Der Dämpfungsstoff hat eine gute Fließbeständigkeit auch bei höheren Temperaturen, die bei den Carboxylgruppen enthaltenden
Mischpolymerisaten durch eine geringe Vernetzung, z.B. mit Epoxiden oder Isocyanaten noch weiter verbessert werden kann.
Die VerarbeItbarkeit der Verbundbleche entspricht in weiten
Grenzen der von normalen Blechen; d.h. die Verbundbleche können gekantet, gebogen, geformt, geschweißt und genietet werden. Bei
nicht zu engen Krümmungsradien können sie auoh tiefgezogen
werden. Man erhält universell verwendbare Verbundbleche mit einer Dämpfungshöhe und einem Temperaturbereich
der Dämpfung, die für die meisten Anwendungen gut ausreicht.
Kleine Mengen Füllstoffe, z.B. zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit (Verbesserung der Widerstandssehweiflung) können·
den Dänpfungsstoffen zugesetzt werden. Um die Dttrapfungswirkung
nicht zu verschlechtern, sollte die Füllstoffmenge aber unter 1 Gew.-#, vorzugsweise unter 0,5 Gew.-#, bezogen auf das Polymerisat,
gehalten werden. Als Füllstoffe eignen sich beispielsweise Schwerspat, Kieselsäure, Graphit und Ruß.
009820/0985
- 6 - Pw 5046 · 0« 720
Die Gesamt dicke des erfindungsgemäflen Verbundsystems liegt
vorzugsweise zwischen 1 und 6 on. Die Zwischenschichten können 0,1 bis 1 Bra, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 em betragen. Dl· maximale
Dämpfung erhält man bei symmetrischen Verbundsystemen. Die Biegeiteifigkeit und Festigkeit ist aber bei gleiche· Gewicht
ImI unsymmetrischen Verbundanordnungen gröfier. Bei Anwendungen,
bei denen, bezogen auf das Gewicht, ein· abglichst hohe Festigkeit erreicht werden soll, wird man deshalb unsymmetrische
Verbundsysteme bevorzugen. Das Verhältnis der Dicken von z.B. Blechen soll vorzugsweise zwischen ItI und 1:4
liegen.
unaAuieymmet rl scher Anordnung. Zwischen den beiden
äußeren Platten oder Blechen (1) liegt die Dämpfungsschicht (2).
009820/0 9 SS BADORiGiNAt
Claims (3)
- - 7 - Pw 5046 « Om 720Patentanspruch«:^ Verbundsysteme au· harten Platten, insbesondere Blechen, alt ■ehwinpngedMepfenden Zwischenschichten, dadurch gekennzeichnet, dal für die Zwischenschichten Copolymerisate aus 20 bis 40 0·*»·^ Äthylen, 8o bis 60 Gew.-* Vinylacetat und O bis 5 Gew.-% Aorjrl- oder Methaerylsäure verwendet werden.
- 2. Yerbundsysteae nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafi den Copolyasrlsat der Zwlschensehieht bis xu 1 Qew.-Ji, hexogen auf das Copolymerisate, PU11 et off· belgenlsoht sind.
- 3. Yersundsysteae nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet« dafl die luleren Flatten bzw. Bleche gleiche oder ungleiche Dicken hafte«» wobei atm Verhlltnie der Dicken twlsohen Ix 1 und 1:4 liegt.009820/09IiBAD ORIGINALL e e r s e i t e
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3005407A1 (de) * | 1979-02-16 | 1980-08-28 | British Steel Corp | Verfahren zur erzeugung eines schichtenkoerpers mit wenigstens zwei metallblechen |
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GB1179746A (en) | 1970-01-28 |
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