DE1769082C3

DE1769082C3 -

Info

Publication number: DE1769082C3
Application number: DE19681769082
Authority: DE
Filing date: 1968-03-29
Publication date: 1976-07-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Entdröhnungsmittel für Bleche, welches aus Mischungen thermoplastischer Bindemittel, Füllstoffen und gegebenenfalls Weichmaehern besteht, wobei die Bindemittel ihrerseits aus einer Mischung von Polyvinylpropionat und Polyvinylacetat bestehen.

Entdröhnungsmassen werden bekanntlich auf Bleche aufgebracht, um deren Schwingungen, vor allem deren Biegeschwingungen, zu dämpfen und somit ihre Schallabstrahlung herabzusetzen. Da lärmerzeugende Geräte, wie beispielsweise Spulmaschinen, Waschmaschinen, Klimaanlagen, Automobile und Flugzeuge im Betrieb verschiedene Temperaturbereiche durchlaufen und die Dämpfung der bekannten Komponenten für Entdröhnungsmittel stark von der Temperatur abhängig sind, ist man durch Mischur.g von verschiedenen Komponenten mit Dämpfungsmaxima bei unterschiedlichen Temperaturen bestrebt, die Dämpfungsbandbreite in Abhängigkeit von der Temperatur so breit wie möglich zu machen. Wenn die dadurch erreichte Dämpfungskurve über einen weiten Temperaturbereich flach, d. h. ohne Hocker ist, so hat sie jedoch nur eine relativ geringe Grunddämpfung. Wenn sich die Dämpfungskurve dagegen aus Höckern und dazwischenliegenden Einbuchtungen ergibt, so können im Bereich der Hocker erheblich höhere Dämpfungswerte erzielt werden, als dies mit der überall gleichen Grunddämpfung einer eingeebneten Dämpfungskurve der Fall ist.

Aus diesem Grund bevorzugt man bisweilen eine Dämpfungskurve mit ausgeprägtem Maxima bei verschiedenen Temperaturen, wenn beispielsweise eine Maschine oder Anlage im wesentlichen in zwei bestimmten Temperaturbereichen arbeitet, wobei die Zwischentemperaturen in relativ kurzer Zeit durchlaufen werden. Derartige Doppelbandentdröhnungsmittel, bestehend aus Mischungen der eingangs beschriebenen Art, sind bekannt (GB-PS 9 68 326).

Bekannt sind ferner Mehrband-Entdröhnungsmittel (DT-AS 12 00458) für Karosseriebleche, welche aus Mischungen für Karosseriebleche, welche aus Mischungen einer oder mehrerer homo- und/oder kopolymeren Komponenten, die mit geeigneten Weichmachern äußerlich weichgemacht sind, und einer oder mehreren homo- und/oder kopolymeren Komponenten, die diese Weichmacher gar nicht oder nur wenig aufnehmen und gegebenenfalls Füllstoffen bestehen.

Die Erfindung befaßt sich mit einem spezielle! Problem bei Doppelband-Entdröhnungsmitteln, näm lieh der Abhängigkeit der Höhe der Dämpfungsmaxim; von der relativen Belagsdicke, d. h. von dem Verhältni der Dicke des Dröhnungsir.iuel-Belages auf dem Blecl zur Blechdicke.

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, ein technische Lehre dafür anzugeben, wie die Mischungs Verhältnisse eines Entdröhnungsmittels der eingang beschriebenen Zusammensetzung zu wählen sind, dami bei unterschiedlichen Belagsdicken stets die Dämp fungsmaxima etwa gleich hoch sind.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, dal das Verhältnis von Polyvinylpropionat/Polyvinylaceta bei einer relativen Belagsdicke von etwa ξ = 3ungefäh 3, bei einer relativen Belagsdicke ξ < 3 kleiner als 3 unc bei einer relativen Belagsdicke ξ > größer als 3 ist.

Eine der Bindemittelkomponenten kann teilweise durch Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester Polystyrol oder Polyvinylether ersetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfo! gend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur zum Vergleich von zwei bekannten Eiitdröhnungsmitteln mit dem erfindungsgemäßen Ent dehnungsmittel,

Fig.2 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur des erfindungsgemäßen Entdröhnungsmittels mit variiertem Mischungsanteil,

F i g. 3,3a die Abhängigkeit der Temperatur von der relativen Blechdicke bei Variierung der Temperatur,

Fig.4 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur entsprechend der Kurve des erfindungsgemäßen Entdröhnungsmittels in Fig. 1, jedoch mit variierten Weichmacheranteilen,

Fig. 5 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur, wobei jedoch das Polyvinylpropionai teilweise durch Polyacrylsäureester erstetzt ist,

Fig.6 die Abhängigkeit der Dämpfung von der Temperatur, wobei das Polyvinylpropionat teilweise durch Polyvinyläthor ersetzt ist.

In Fig. 1 zeigt die Kurve 1 den Temperaturgang der Dämpfung eines Entdröhnungsmittels, dessen Bindemittel allein aus Polyacrylsäureester besteht. Die Kurve hai ein einziges schmales Maximum bei einem Temperatur bereich von etwa 20⁰C Die Kurve 2 zeigt den Temperaturgang der Dämpfung eines Entdröhnungsmittels, dessen Bindemittel aus einer Mischung von Mischpolymerisaten besteht, die in der DT-AS 12 00 458 angegeben sind. Hier tritt ein relativ breites Maximum zwischen etwa 20 und 50⁰C auf. Die Kurve 3 zeigt den Temperaturgang der Dämpfung eines erfindungsgemä ßen Entdröhnunpsmittels. Obwohl später noch ausführlich erläutert, soll bereits hier darauf hingewiesen werden, daß das Verhältnis der hier verwendeten Bindemittel-Mischung von Polyvinylpropionat bei einer relativen Belagsdicke von f = 3 ungefähr 3 ist. Bei dieser Kurve treten Dämpfungsmaxima im Bereich von 20 und 60°C auf, die etwa gleiche Höhe haben.

In Fig.2 ist die Dämpfung aufgetragen, die verschiedene Versuchsmischungen in Abhängigkeit von der Temperatur erreichen. Die Meß-Streifen für die Messungen waren einheitlich mit gleichen Mengen trockner Belagmasse versehen worden. Die Messungen wurden nach dem von H. O b e r s t und K. Frankenfeld in Acustica 2, 1952, AB 181 ff., beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Kurve f zeigt diesen Temperaturgang der Dämpfung

einer Mischung aus

5,7% Polyvinylazetat,
17,1% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer

(jeweils bezogen auf die Trockensubstanz).

Kurve 2 wurde mit einer Mischung aus 11,4% Polyvinylazetat,
11,4% Polyvinylpropionat,
77,2% Glimmer,

und Kurve 3 mit einer Mischung aus

17,1% Polyvinylazetat
5,7% Polyvinylpropionat
77,2% Glimmer
erhalten.

Kurve 1 zeigt nach einem steilen Anstieg der Dämpfung von 0 bis 20°C ein Maximum und dann°einen sehr flachen Abfall der Dämpfung mit steigenden Temperaturen, wobei ein zweites Maximum angedeutet wird.

Kurve 2 zeigt ebenfalls nach einem Temperaturanstieg von 0 bis 20⁰C eine steile Dämpfungszunahme bis zu einem ersten Maximum bei etwa 20°C und mit weiter steigenden Temperaturen zunächst eine Abnahme der Dämpfung, jedoch dann wieder einen weiteren Anstieg zu einem zweiten Maximum der Dämpfung.

In Kurve 3 dagegen, die mit der dritten Versuchsmischung erhalten wurde, ist an Stelle des üämpfungsmaximums bei 20⁰C nur eine »Ausbeulung« der Dämpfungskurve angedeutet. In dieser Mischung ist also der Anteil an Polyvinylpropionat bereits so gering, da3 im Temperaturbereich um 20⁰C die Dämpfung für die meisten praktischen Fälle nicht mehr ausreicht.

Die Kurven der Fig. 2 zeigen, daß mit einem höheren Anteil von Polyvinylacetat ein stärker ausgeprägtes Maximum oberhalb 6O⁰C verbunden ist und mit steigendem Anteil von Polyvinylpropionat das Dämpfungsmaximum im Temperaturbereich um 2O⁰C ansteigt. Die Kurve 2 zeigt insbesondere, daß mit gleichgroßen Anteilen beider Komponenten nicht unbedingt gleich hohe üämpfungsmaxima erreicht werden. Wird also der Anteil einer der beiden Mischungskomponenten verringert, vermindert sich zwar die Dämpfung des ihr zugehörigen Dämpfungsmaximums, jedoch wird das Dämpfungsmaximum, das durch die andere Komponente erzeugt wird, nicht in gleichem Maße erhöht.

Im Zusammenhang mit diesen Dämpfungsmessungen wurden auch die elastisch-dynamischen Kennwerte der Belagmaterialien bestimmt, also der Verlustfaktor ώ des reinen Belagmaterials und der Elastizitätsmodul des so reinen Belagmaterials £2. Bekanntlich nimmt der Elastizitätsmodul solcher Kunststoffe und Kunststoffmischungen mit steigender Temperatur ab. Demzufolge hat das gleiche Material in den beiden verschiedenen Temperaturbereichen von 20 und 6O⁰C verschiedene Kennkurven. Fig. 3 zeigt die beiden Kennkurven, die für die Mischung 1 bei 20°C und bei 6O⁰C ermittelt wurden. Die Kennkurve gibt bekanntlich an, in welcher Weise die Dämpfung des Belagmaterials mit :k'm Verhältnis ξ der Belagdicke h: zur Blechdicke Λι βο zunimmt (relative Belagsdicke). Diese Zunahme ist für verschieden weiche bzw. für verschieden harte Materialien unterschiedlich. Da die Härte eines Materials sich mit der Temperatur ändert, ändert sich somit auch die Kennkurve dieses Materials.

Die Eigenart der beiden Kennkurven in Fig. 3 besteht in ihrer Überkreuzung, die bei ξ = 3 zu sehen ist. Das bedeutet, daß bei der Anwendung dieser Mischung in der Praxis mit diesem Verhältnis der Beiagdicke zur Blechdicke in den beiden Temperaturbereichen die Dämpfungen gleich groß sind, (s. F i g. 1, Kurve 3). Aus diesem Verhalten der Kennkurven kann man nun folgende Regeln zum technischen Handeln herleiten:

1) Sollen in den getrennten Temperaturbereichen maximaler Dämpfung gleich hohe Dämpfungsmaxima erreicht werden, dann muß eine vorgegebene Mischung in einem bestimmten Verhältnis der Belagdicke zur Blechdicke angewandt werden. Bei dem Mischungsbeispiel 1 ist dies ein Verhältnis 3:1.

2a) 1st aus Platz- oder Gewichtsgründen nur eine geringe Schichtdicke der Dämpfungsbeläge möglich, dann wird man stets im unteren Bereich der beiden Kennkurven der Fig. 3 arbeiten müssen. Sollen in diesem Fall die beiden Dämpfungsmaxima in den getrennten Temperaturbereichen gleich hoch sein, müßte der Anteil der Komponente, die Ursache für das Dämpfungsmaximum oberhalb 6O⁰C ist, erhöht werden und/oder der Anteil der Komponente, die Ursache für das Dämpfungsmaximum bei etwa 20⁰C ist, vermindert werden. Dies ist z. B. bei den Mischungsbeispielen 2 und 3 der Fall F i g. 3a zeigt ergänzend die beiden Kennkurven für Beläge aus der Mischung 2. Diese Kennkurven zeigen, daß beispielsweise mit dieser die Verlustfaktoren in den beiden Dämpfungsmaxima bei 2O⁰C bzw. oberhalb 6O⁰C etwa gleich groß sind, wenn die Belagdicke nicht größer ist als die Blechdicke.

2b) 1st besonders hohe Dämpfung notwendig, und die Anwendungen des Belagmaterials in einem besonders großen Verhältnis der Belagdicke zur Blechdicke möglich, so muß man in dem oberen Bereich der beiden Kennkurven der F i g. 3 arbeiten. In diesem Falle erreicht man gleichgroße Dämpfung in den beiden voneinander getrennten Temperaturbereichen, wenn man den Anteil der Mischungskomponente, die das Dämpfungsmaximum um 20° bestimmt, erhöht gegenüber der hier benutzten Mischung, und/oder den Anteil der| Mischungskomponente, die das Dämpfungsmaximum oberhalb 60° bestimmt, vermindert. Die in Fig. 1 eingezeichnete Kurve 3 entspricht derl Mischung 1, wenn sie mit einem Verhältnis der| Belagdicke zur Blechdicke von etwa 3 angewendet wird. Daß jetzt die Dämpfungsmaxima der Kurve 3 in Fig. 1 bei etwas niedrigeren Temperaturen liegen, ist auf den Weichmachergehalt zurückzuführen. Dei Einfluß des Weichmachers wurde untersucht, indem zi der obengenannten Mischung 2 Dibutylphthalat ir verschiedenen Mengen zugesetzt wurde, und zwai maximal 5,2%, 2,7%, 1,6%, jeweils auf die gesamte Trockenmasse bezogen.

F i g. 4 zeigt den Temperaturgang der Dämpfung deJ weichmacherfreien Mischung 1 im Vergleich zu dem del Mischung, der 5,2% Weichmacher auf die Gesamtsub stanz zugesetzt worden sind. Die Mischung, mit der dii Kurve 3 in F i g. 1 erhalten wurde, hatte etwa l°/i Weichmacher, bezogen auf die gesamte Trockensub stanz.

Diese Beispiele zeigen, daß man die Temperaturlageil der beiden voneinander getrennten Dämpfungsbereich durch Weichmacherzugaben nach tieferen Temperatu ren verschieben kann.

Aus technologischen Gründen ist es oftmals zweck

mäßig, einem Entdröhnungsmittel weitere Mischungsbestandteile zuzusetzen. In F i g. 5 ist der Temperaturgang der Dämpfung einer Mischung aus

16% Polyvinylazetat,
4% Polyacrylsäureester,

14% Polyvinylpropionat,

66% Glimmer

dargestellt. Diese Kurve zeigt, daß ohne weiteres das Polyvinylpropionat teilweise durch Polyacrylsäureester ersetzt werden kann.

In einer weiteren Versuchsreihe wurde Polyviny!- äther als Beimischung verwendet. In Fig.6 zeigt die Kurve 1 den Temperaturgang der Dämpfung einer Mischung aus

t6% Polyvinylazetat,
4% Polyvinyläther,

14% Polyvinylpropionat,"

66% Glimmer.

Diese Kurve zeigt, daß durch die Zugabe von Polyvinyläther offenbar das Dämpfungsmaximum oberhalb 60° nach niedrigen Temperaturen, hier auf 50°. verlagert wird, während das Dämpfungsmaximum bei 20° in seiner Temperaturlage nicht beeinflußt wird. Zur Klärung dieses Verhaltens wurden die beiden einzelnen Mischungsbestandteile jeweils für sich mit Polyvinyläther vermischt und die Lage der Dämpfungsmaxima bestimmt. Kurve 2 zeigt, daß die Temperaturlage des Dämpfungsmaximums von Polyvinylpropionat unbeeinflußt bleibt, wenn z. B. Vs des Polyvinylpropionates durch Polyvinyläther ersetzt wird u. ä. Kurve 3 zeigt den großen Einfluß des Polyvinylethers auf die Temperaiurlage des Dämpfungsmaximums von Polyvinylazetat. Für diesen Versuch wurden Polyvinylazetat und Polyvinyläther in nahezu gleichen Mengenverhältnissen vermischt und mit Glimmer als Füllstoff versehen. Diese Versuche zeigen, daß durch die Zugabe von Polyvinyläther zwar die Temperaturlage des vom Polyvinylazetat bestimmten Dämpfungsmaximums verschoben wird,

ίο jedoch nicht die des Polyvinylpropionates. Mit einer Zugabe von Polyvinyläther läßt sich demnach der Abstand der getrennten Temperaturbereiche großer Dämpfung ändern.

Bei allen Versuchen, die hier beschrieben wurden, wurde einheitlich Glimmer als Füllstoff verwendet. Es ist auch möglich, statt Glimmer das ihm verwandte Vermiculit als Füllstoff zu verwenden oder andere Mineral- oder Gesteinspulver. Soll mit der dämpfenden Wirkung dieser Materialien auch gleichzeitig eine verbesserte Wärmeisolaition verbunden werden, können geschlossenzellige Kunst- oder Naturstoffe zugesetzt werden. Als Naturschaum kommt z. B. sogenannter Perlit in Frage, der durch Expandieren vulkanischer Gläser, z. B. von Obsidian, entsteht und als geschlossenzellige Kunstschäume kommen in Frage Körner oder Flocken von geschäumtem Polystyrol und/oder Zellvulkollan. Durch die Zugabe dieser Schaumstoffe wird gleichzeitig das spezifische Gewicht des Dämpfungsbelages vermindert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Entdröhnungsmittel für Bleche, welches aus Mischungen thermoplastischer Bindemittel, Füllstoffen und gegebenenfalls Weichmachern besteht, wobei die Bindemittel ihrerseits aus einer Mischung von Polyvinylpropionai und Polyvinylacetat bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Polyvinylpropionat/Polyvinylacetat bei einer relativen Belagsdicke von etwa ξ = 3 ungefähr 3, bei einer relativen Belagsdicke ξ < 3 kleiner als 3 und bei einer relativen Belagsdicke ξ > 3 größer als 3 ist

2. Entdröhnungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Bindemittelkomponenten teilweise durch Polyacrylsäureester, PoIyniethacrySsäureester, Polystyrol oder Polyvinylether ersetzt ist