DE2206145A1 - Vibration dampening laminates and adhesives for their manufacture - Google Patents
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Description
American Cyanamid Company, Wayne, Mew Jersey, V.St.A. American Cyanamid Company, Wayne, Mew Jersey, V.St.A.
ihrer Herstellungtheir manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Schwingungen dämpfende Schichtstoffe und dafür geeignete Klebemittel und betrifft insbesondere schwingungsdämpfende Schichtstoffe, die entweder mit einem viscoelastischen Klebstoff mit einer Reihe von darin eingebetteten Metallgittern oder mit einer wärmereaktivierbaren schäumbaren Klebmasse aus einem Polyurethanharz auf Polyesterbasis, die ein Treibmittel und ein Metall- oder Kunststoffgitter enthält,gebunden sind.The invention relates to mechanical vibration-damping laminates and adhesives suitable therefor and particularly relates to vibration damping laminates that are either coated with a viscoelastic adhesive with a series of metal grids embedded therein or with a heat-activatable foamable adhesive Made of a polyester-based polyurethane resin that contains a propellant and a metal or plastic mesh contains, are bound.
Metallschichtstoffe sind bekannt und Gegenstand zahlreicher Patente. Die meisten Schichtstoffe sind für viele technische Zwecke brauchbar, versagen jedoch in bezug auf wenigstens eine von drei wichtigen Kategurien, die für die technische Verwendung wesentlich sind. Die wichtigste davon ist die Schwingungsdämpfung. Die meisten handelsüblichen Metallschichtstoffe dämpfen mit anderen WortenMetal laminates are known and the subject of numerous patents. Most laminates are for many useful for technical purposes, but failing in at least one of three important categories relevant to the technical use are essential. The most important of these is vibration damping. Most of the off-the-shelf In other words, metal laminates dampen
209837/0734209837/0734
~2~ 2206H5~ 2 ~ 2206H5
mechanische Schwingungen nicht ausreichend, um beispielsweise ihre Verwendung in Kuchensehränken, Gestellen für elektronische Relais, Instrumentengehäusen, Grundplatten für Motoren und dergleichen zu ermöglichen. Deshalb ist es technisch zweckmäßiger, andere Konstruktionsformen zu verwenden.mechanical vibrations are not sufficient for their use in, for example, cake cupboards, racks for to enable electronic relays, instrument housings, base plates for motors and the like. Therefore it is technically more expedient to use other forms of construction.
Klebstoffe aus Polyurethanharzen, Härtungsmitteln und Katalysatoren sind bereits bekannt. Dia Polyurethanklebstoffe haben sich zum Verbinden von Teilen aus gleichen oder verschiedenen Werkstoffen, zum Beispiel Metall mit Metall, Kunststoff mit Kunststoff, Metall mit Kunststoff usw., als geeignet erwiesen.Adhesives made from polyurethane resins, curing agents and catalysts are already known. Dia polyurethane adhesives have been used to connect parts made of the same or different materials, for example metal with Metal, plastic with plastic, metal with plastic, etc., have been found to be suitable.
Bisher erfolgte die Verbindung von Metallteilen oder Metallteilen mit Nichtmetallteilen in solchen Formen wie Platten oder Folien mit Hilfe von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen oder polymerisierbaren Klebstoffen. In beiden Fällen ist eine gewisse Wartezeit erforderlich, damit das Lösungsmittel verdampfen oder das polymerisierbare Material härten kann. Moderne Verbindungsverfahren, für die mit hohen Geschwindigkeiten arbeitende Maschinen verwendet werden, werden durch diese erforderlichen Abbindezeiten für den Klebstoff behindert. Deshalb ist ein Klebemittel wünschenswert, das eine verhältnismäßig kurze Abbindezeit zur Ausbildung einer starken Bindung benötigt. So far, the connection of metal parts or metal parts with non-metal parts has been done in such forms like sheets or foils with the help of solvent-based adhesives or polymerizable adhesives. In both cases a certain waiting time is necessary for the solvent to evaporate or the polymerizable Material can harden. Modern connection methods, for those working at high speeds Machines used are hampered by these required setting times for the adhesive. That's why a Desirable adhesive that requires a relatively short setting time to form a strong bond.
Gegenstand der Erfindung ist eine Metallstruktur aus wenigstens zwei Metallschichten, die durch einen Klebstoff mit einem darin eingebetteten gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Element miteinander verbunden sind, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einziges die Belastbarkeit erhöhendes Element in ein Klebemittel eingebettet ist, das aus einem geschäumten,The invention relates to a metal structure made of at least two metal layers, which is secured by an adhesive connected to one another with a woven, load-bearing element embedded therein which is characterized in that a single strength-increasing element is incorporated into an adhesive is embedded, which is made of a foamed,
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wärmereaktivierbaren, klebfreien Film auf Polyurethan-" basis besteht, oder daß eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Schichten aus gewebten, die Belastbarkeit erhöhenden Teilen in einen viscoelastischen Klebstoff eingebettet ist. Gegenstand zur Erfindung sind ferner zum Verbinden von Metallstrukturen vorteilhafte Klebfilme aus einem Klebmittel aus einem wärmereaktivierbaren klebfreien Film auf Polyurethanbasis mit einem darin eingebetteten die Belastbarkeit erhöhenden Teil, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Klebmittel verschäumbar, jedoch nicht verschäumt oder aber verschäumt ist.heat-activatable, tack-free film on polyurethane " basis consists, or that a plurality of superposed layers of woven, the load capacity heightening parts is embedded in a viscoelastic adhesive. The subject matter of the invention is also for connecting metal structures advantageous adhesive films made of an adhesive made of a heat-activatable non-adhesive film based on polyurethane with an embedded part that increases the load-bearing capacity, which are characterized in that the adhesive is foamable, but not foamed or foamed is.
Durch die Erfindung werden Metall-Metall-Schichtstoffe geschaffen, die von den bei anderen Schichtstoffen auftretenden unerwünschten Merkmalen, wie sie oben erwähnt wurden, frei sind. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, daß in dem Klebstoff eine Reihe von Metallgittern vorliegt. Mit diesen Gittern wird eine erhöhte Schwingungsdämpfung gegenüber engverwandten Schichtstoffen erzielt, bei denen in dem Klebstoff nur ein Gitter eingebettet ist ( vgl. US-PS 3 511 741). Das bessere Ergebnis beruht nicht auf einem additiven Effekt, d.h. die verschiedenen Gitterschichten wirken offenbar synergistisch in schwingungsdämpfender Weise zusammen. Diese Schichtstoffe können ferner zu Haltern oder Bügeln geformt werden, die eine ausgezeichnete Isolierung gegen Schwingungen ergeben, wenn sie zum Montieren von Vorrichtungen, Geräten usw. verwendet werden.The invention makes metal-to-metal laminates created the undesirable features encountered in other laminates, as mentioned above were, are free. This result is achieved by having a series of metal grids in the adhesive is present. With these grids there is an increased vibration damping compared to closely related laminates achieved in which only a grid is embedded in the adhesive (see. US Pat. No. 3,511,741). That The better result is not based on an additive effect, i.e. the different grid layers work apparently synergistically together in a vibration-damping manner. These laminates can also be used as holders or stirrups, which provide excellent insulation against vibrations when used for Mounting of fixtures, devices, etc. can be used.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein verschäumbarer, verstärkter wärmereaktivierbarer Klebfilm aus einer gleichmäßigen Mischung eines Polyurethanharzes und eines Polyamids oder mehrwertigen Polyols als Härtungsmittel mit oder ohne Zusatz eines Glycidylesters In addition, according to the invention, a foamable, reinforced heat-reactivatable adhesive film made from a uniform mixture of a polyurethane resin and a polyamide or polyhydric polyol as a curing agent with or without the addition of a glycidyl ester
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oder Glycidylathers erzeugt. Eine solche Zusammensetzung kann zunächst berührungstrocken hergestellt und dann auf das Metallteil zum Zusammenbau der verschiedenen Teile zu einem passenderen Zeitpunkt aufgebracht und geschäumt werden. Alternativ kann das Bauteil vor dem Zusammenbau gelagert und später zusammengesetzt und geschäumt werden, wodurch leicht ein Schichtstoff mit hoher nicht linearer Schwingungsdämpfung infolge des Zusammenwirkens des gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Teils und des an Ort und Stelle geschäumten Klebstoffs erzeugt werden kann.or glycidyl ethers produced. Such a composition can first be manufactured to the touch dry and then on the metal part to assemble the various Parts are applied and foamed at a more convenient time. Alternatively can the component can be stored before assembly and later assembled and foamed, making it easy a laminate with high non-linear vibration damping due to the interaction of the woven die Resilience-increasing part and the adhesive foamed in place can be generated.
Durch die beigefügte Zeichnung werden verschiedene Merkmale der Erfindung anhand von Schichtstoffen und daraus hergestellten Haltern beispielsweise näher erläutert.The accompanying drawings illustrate various features of the invention with reference to and from laminates Manufactured holders, for example, explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine aufgeschnittene Ansicht eines Schichtstoffs mit einer Metallschicht 1 und einer zweiten Metallschicht 2. Zwischen den Schichten 1 und 2 befinden sich die Belastbarkeit erhöhende Teile 3 und 4, die in ein viscoelastisches Klebemittel eingebettet sind, das nicht besonders bezeichnet ist.1 shows a cut-away view of a laminate with a metal layer 1 and a second metal layer 2. Between layers 1 and 2 there are parts 3 and 4 which increase the load capacity and which are integrated into one viscoelastic adhesive are embedded, which is not specifically designated.
Die Figuren 2 bis 6 zeigen eine Reihe von möglichen Halterformen, die aus dem in Figur 1 dargestelltem Schichtstoff hergestellt werden können. Der Halter von Figur 3 zeigt Befestigungsmittel 5 in Form eines Bolzens und einer Mutter an einem seiner Enden. Jeder Halter weist eine Lochung 6 an seinen Enden zur Verbindung des Halters mit einem anderen Gegenstand auf. Lochungen werden bevorzugt, sind jedoch nicht erforder- , lieh, da die Halter an anderen Gegenständen selbstverständlich durch äquivalente Mittel, zum Beispiel durch Schweißen, Festspannen usw. befestigt werden können.FIGS. 2 to 6 show a number of possible holder shapes that are derived from that shown in FIG Laminate can be made. The holder of Figure 3 shows fastening means 5 in the form of a Bolt and a nut at one of its ends. Each holder has a hole 6 at its ends for connection the holder with another object. Perforations are preferred, but are not required. borrowed as the holder on other items of course by equivalent means, for example can be attached by welding, clamping, etc.
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Die Halter der Figuren 2, 4 und 5 haben die Form der Buchstaben S, W bzw. C, während der Halter von Fig. 6 zur Montage geeignete parallele Enden zeigt. Jeder Halter weist wenigstens eine Biegung mit einem Winkel von wenigstens etwa 90° auf.The holders of Figures 2, 4 and 5 have the shape of the letters S, W and C, respectively, while the holder of Figure 6 shows parallel ends suitable for assembly. Each holder has at least one bend with one Angle of at least about 90 °.
Wie bereits kurz erwähnt wurde, bestehen die neuen Schichtstoffe aus (1) einer Metallschicht, die mit (2) einem Film aus viscoelastischem Klebstoff verbunden ist, in den mehrere gewebte die Belastbarkeit erhöhende Teile eingebettet sind. Aus den Schichtstoffen lassen sich in wirtschaftlicher Weise Produkte erzeugen, die ein vorteilhaftes ästhetisches Aussehen haben und auch die gewünschten und erforderlichen Eigenschaften von Metallplatten, die keine Schichtstoffe sind, zeigen.As has already been mentioned briefly, the new laminates consist of (1) a metal layer, which with (2) bonded to a film of viscoelastic adhesive in which several woven parts that increase the load-bearing capacity are embedded. From the laminates products can be produced in an economical manner which have an advantageous aesthetic appearance and also have the desired and required properties of metal plates that are not laminates are show.
überraschenderweise erhält durch Verwendung der Mehrzahl von gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Teilen das erzeugte Produkt eine sehr hohe Schwindungsdämpfung,Surprisingly, the use of the majority of woven parts increases the load-bearing capacity the product produced has a very high level of shrinkage dampening,
Insbesondere werden durch die Erfindung Metallerzeugnisse, vorzugsweise Schichtstoffe mit wenigstens zwei Metallschichten, geschaffen, welche von Schwingungen herrührenden Schall in solchem Ausmaß dämpfen, daß der erzeugte Schichtstoff für Zwecke verwendet werden kann, die bisher nicht für möglich gehalten wurden.In particular, metal products, preferably laminates with at least two Metal layers created which attenuate sound from vibrations to such an extent that the laminate produced can be used for purposes not previously thought possible.
In ihrer grundlegenden Form bestehen die Produkte aus einer Metallplatte, mit der der viscoelastische Klebstoff verbundenn ist, in dem die gewebten, die Belastbarkeit erhöhenden Teile eingebettet sind, wie noch genauer erläutert wird. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten des Klebstoffs, der die eingebetteten gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Teile enthält, ein Metallblech gebunden. Die Metallblechschichten können ausIn their basic form, the products consist of a metal plate that holds the visco-elastic adhesive is connected, in which the woven, load-bearing parts are embedded, as is still the case is explained in more detail. Preferably on both sides of the adhesive that is embedded is woven contains parts that increase the load-bearing capacity, bound to a metal sheet. The sheet metal layers can be made from
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dem gleichen Metall oder aus verschiedenen Metallen bestehen. Die Metallblechschicht kann ferner (a) massiv sein, (b) gelocht sein, d.h. offene Stellen aufweisen, (c) gestreift (geprägt) sein, d.h. gefurcht, gerieft, gekerbt usw. sein, oder (d) gefaltet oder gebogen sein.consist of the same metal or of different metals. The sheet metal layer can also be (a) solid be, (b) be perforated, i.e. have open areas, (c) be striped (embossed), i.e. grooved, grooved, notched etc., or (d) be folded or bent.
Wenn gelochte Bleche verwendet werden, können die Lochungen kreisförmig, oval, rechteckig, quadratisch, rautenförmig oder beliebig gestaltet sein. Die Größe der Lochungen hängt von der beabsichtigten Verwendung ab. Wenn beispielsweise der Schichtstoff für Bauzwecke verwendet werden soll, ist es im allgemeinen vorteilhaft, einen Lochdurchmesser zu verwenden, der nicht größer als die Dicke des Schichtstoffs ist, so daß keine Verzerrungen erfolgen, wenn auf den Schichtstoff während der Formgebung Biegedruck angewandt wird, wodurch das Aussehen der Oberfläche ernsthaft beeinträchtigt würde. Größere Löcher und Lochungen sind jedoch bei Bedarf zulässig.If perforated sheets are used, the perforations can be circular, oval, rectangular, square, Be diamond-shaped or designed in any way. The size of the holes depends on the intended use away. For example, if the laminate is to be used for building purposes, it generally is advantageous to use a hole diameter no larger than the thickness of the laminate, so that no distortion occurs when bending pressure is applied to the laminate during molding, which would seriously affect the appearance of the surface. However, larger holes and perforations are included As required.
Die jeweiligen Größen, Formen, usw. der Lochungen in der Metallschicht sind zwar nicht kritisch, ihre offene Fläche soll jedoch etwa 5 bis etwa 95 % der Metallgrundfläche ausmachen. Optimale Eigenschaften der erzeugten Schichtstoffe werden erzielt, wenn die offenen Stellen in den Metallschichten etwa 15 bis 75 % ausmachen. The respective sizes, shapes, etc. of the perforations in the metal layer are not critical, their open However, the area should make up about 5 to about 95% of the metal base area. Optimal properties of the generated Laminates are achieved when the vacancies in the metal layers are about 15 to 75%.
Wie erwähnt, kann die Metallschicht auch gestreift oder geprägt sein. Die Streifungen oder Prägungen können jedes Muster oder jede Gestalt haben. Beispielhaft dafür sind Rillen, Quadrate, Rauten, Linien, Grübchen und dergleichen. Außer der damit erzielten dekorativen Wirkung ergeben sich durch Anwendung eines bestimmten Musters jedoch keineAs mentioned, the metal layer can also be striped or embossed. The stripes or embossing can be anything Have patterns or any shape. Examples of this are grooves, squares, diamonds, lines, dimples and the like. Apart from the decorative effect achieved in this way, however, none of them result from the application of a certain pattern
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Vorteile oder Nachteile hinsichtlich der Eigenschaften des erzeugten Schichtstoffs.Advantages or disadvantages with regard to the properties of the laminate produced.
Die Größe der verwendeten Prägungen hängt ebenfalls im allgemeinen von dem beabsichtigten Verwendungszweck und der erforderlichen Außengestaltung ab. Annehmbar sind jedoch eingeprägte,.eingestanzte, eingekerbte oder eingesteppte Kanäle mit einer Tiefe von bis zu 75 % und vorzugsweise 10 bis 50 % der Dicke der Schicht. Das gesamte geprägte Gebiet kann etwa 5 bis etwa 80 % und vorzugsweise 15 bis 75 % der Gesamtoberfläche des Metalls ausmachen. Die Breite der Streifungen kann etwa 0,127 bis etwa 25,4 mm (0,005 bis 1") und vorzugsweise 0,25 bis etwa 6,35 mm (0,01 bis 1/4") betragen und die Streifungen können regelmäßig oder willkürlich angeordnet sein.The size of the embossments used also generally depends on the intended use and the required exterior design. Embossed, stamped, notched or quilted channels with a depth of up to 75% and preferably 10 to 50% of the thickness of the layer. The total embossed area can be from about 5 to about 80%, and preferably from 15 to 75% of the total surface area Make out metal. The width of the stripes can be about 0.127 to about 25.4 mm (0.005 to 1 "), and preferably 0.25 to about 6.35 mm (0.01 to 1/4"); and the stripes can be arranged regularly or arbitrarily.
Die Dicke der einzelnen Metallschichten kann innerhalb eines verhältnismäßig großen Bereichs schwanken. In der Praxis ist es jedoch zweckmäßig, Dicken von etwa 0,127 bis 12,7 mm (5 bis 500 mil) anzuwenden. Selbstverständlich können auch Metallschichten mit gleichen oder verschiedenen Dicken angewandt werden.The thickness of the individual metal layers can vary within a relatively wide range. In practice, however, it is convenient to use thicknesses of about 0.127 to 12.7 mm (5 to 500 mils). Of course, metal layers with the same or different thicknesses can also be used.
Zur Herstellung der Schichtstoffe können viele Arten von Metallen verwendet werden. Bevorzugt werden korrosionsbeständiger Stahl, Kohlenstoffstahl und Aluminium. Auch andere Metalle, zum Beispiel Zink, Gold, galvanisierter Kohlenstoffstahl, mit Aluminium beschichteter Kohlenstoffstahl, Magnesium, Kupfer, Messing, Titan, Blei, Nickel, Silber, Nickellegierungen und dergleichen können im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Ferner können Metalle mehr als .einer Art angewandt werden, zum Beispiel Aluminium und korrosionsbeständiger Stahl.Many types of metals can be used to make the laminates. To be favoured corrosion-resistant steel, carbon steel and aluminum. Other metals, for example zinc, Gold, galvanized carbon steel, aluminum coated carbon steel, magnesium, copper, Brass, titanium, lead, nickel, silver, nickel alloys and the like can be used within the scope of the invention be used. Furthermore, metals of more than one type can be used, for example aluminum and corrosion-resistant steel.
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Die erfindungsgemäßen Schichtstoffe sind für solche Anwendungszwecke wie Anschlagplatten, Rahmen, Stoßisolierungspuffer, Schrauben- und Blattfedern, Aufzugstüren und -verkleidungen, Automobilteile, Traktor- und Lastwagengehäuse, Haushaltsbauteile wie Küchenverkleidungen, Türen, Türrahmen und Platten, Badverkleidungen, Unterlagscheiben, Abstandshalter, Kesselgehäuse, Garagentüren, Industrieerzeugnisse wie Kanäle und Abzugsschächte, korrosionsfeste Kammern, Bauplatten, Verkleidungen für elektronische Geräte, Instrumentengehäuse und dergleichen geeignet. Im Rahmen des Anwendungsbereichs für. die erfindungsgemäßen Schichtstoffe liegen ferner Anwendungen für militärische Zwecke und in der Raumfahrt.The laminates of the invention are for such Applications such as stop plates, frames, shock insulation buffers, Coil and leaf springs, elevator doors and panels, automotive parts, tractor and Truck housings, household components such as kitchen cladding, doors, door frames and panels, bathroom cladding, Washers, spacers, boiler housings, garage doors, industrial products such as Ducts and exhaust shafts, corrosion-resistant chambers, building boards, cladding for electronic devices, Instrument housing and the like suitable. Within the scope of. the laminates according to the invention there are also applications for military purposes and in space travel.
Wie bereits kurz erwähnt wurde, können die Schichtstoffe ferner zu Erzeugnissen wie Montagehaltern, zum Beispiel Distanzhaltern, schwingungs- und stoßisolierenden Haltern, und dergleichen, geformt werden. Diese Halter werden durch Verformen von Abschnitten der Schichtstoffe zu Gebilden mit wenigstens einer Biegung mit einem Winkel von wenigstens etwa 90° erzeugt. Die geformten Halter werden dann so ausgebildet, daß sie Einrichtungen zur Befestigung des Halters an der Masse, die gehalten oder gepuffert werden soll, angepaßt werden. Wie oben ausgeführt wurde, liegt das besondere Merkmal der erfindungsrgemäßen Schichtstoffe in der Mehrzahl von übereinander angeordneten gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Teilen, die in die viscoelastische Schicht eingebettet sind, welche als Futter- oder Bindematerial für die oben erwähnten Metalle verwendet wird. Die geeigneten Klebstoffe bestehen aus irgendeinem bekannten kautschukartigen oder elastomeren Material, das vorzugsweise eine dynamische Glasübergangstemperatur bei oder unter derAs already briefly mentioned, the laminates can also be used to make products such as mounting brackets, for example Spacers, vibration and shock isolating brackets, and the like, are formed. These keepers will be by deforming portions of the laminates into structures with at least one bend at an angle of generated at least about 90 °. The molded holders are then formed to provide means of attachment of the holder to the mass that is to be held or buffered, adapted. As stated above the special feature of the laminates according to the invention lies in the majority of one on top of the other arranged woven parts which increase the load-bearing capacity and which are embedded in the viscoelastic layer, which is used as a lining or binding material for the metals mentioned above. The right adhesives are made of any known rubbery or elastomeric material, preferably dynamic Glass transition temperature at or below
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Gebrauchstemperatur aufweist, bei der der Schichtstoff schließlich verwendet werden soll.Has the service temperature at which the laminate is ultimately to be used.
Zu geeigneten Klebstoffen gehören beispielsweise Polyvinylacetate und Vinylacetatcopolymere, Polysulfide und Epoxy-Polysulfid-Mischungen,Klebstoffe auf Butylkautschukbasis, kautschukartige Harze auf Siliconbasis, kautschukmodifizierte Polyäthylen/Propylen-Kautschuke und dergleichen. Zu weiteren geeigneten Klebstoffen gehören beispielsweise solche, die in den US-PS 2 610 910, 2 400 612, 2 514 427, 2 581 920, 2 673 845, 2 684 351, 2 879 252, 2 918 442, 2 920 990, 2 9 77 273 und 3 511 741 beschrieben sind.Suitable adhesives include, for example, polyvinyl acetates and vinyl acetate copolymers, polysulfides and epoxy-polysulfide mixtures, adhesives butyl rubber-based, rubber-like silicone-based resins, rubber-modified ones Polyethylene / propylene rubbers and the like. To further Suitable adhesives include, for example, those described in U.S. Patents 2,610,910, 2,400,612, 2,514,427, 2,581,920, 2,673,845, 2,684,351, 2,879,252, 2,918,442, 2,920,990, 2 9 77 273, and 3,511,741.
Der Begriff "gewebte die Belastbarkeit erhöhende Teile", wie er hierin verwendet wird, soll irgendein Material oder Erzeugnis bezeichnen, das die Form eines Gewebes oder Gitterwerks aus Schnüren, Bändern, Drähten usw. hat, die sich in regelmäßigen Abständen kreuzen und an den Kreuzungsstellen befestigt oder nicht befestigt sein können. Diese Teile können die Form von Geflechten, Gewirken, Netzen, Sieben, Gittern usw. haben und verschlungen, verflochten, gestrickt, gewirkt oder in anderer Weise vernetzt sein.As used herein, the term "woven strength enhancing members" is intended to mean any material or designate a product that has the shape of a fabric or latticework of cords, ribbons, wires, etc. that cross at regular intervals and fastened or not fastened at the crossing points could be. These parts can be in the form of braids, knitted fabrics, nets, sieves, grids, etc. and intertwined, be intertwined, knitted, knitted or otherwise networked.
Die erfindungsgemäß verwendeten und die Belastbarkeit erhöhenden Teile können regelmäßige oder unregelmäßige Gestalt haben. Sie können einzelne verbundene oder unverbundene, parallele,gerade oder gebogene Teile oder verbundene oder unverbundene senkrechte gerade oder gebogene Teile mit der gleichen oder einer verschiedenen Zahl von Teilen je Längeneinheit auf jeder ihrer Seiten enthalten.Die gewebten Teile können 1 bis 1000 und vorzugsweise 3 bis 100 FädenThe parts used according to the invention and increasing the load-bearing capacity can be regular or irregular Have shape. You can have individual connected or unconnected, parallel, straight or curved parts, or connected or unconnected vertical straight or curved parts with the same or a different number of parts each Unit of length included on each of its sides. The woven parts can be 1 to 1000, and preferably 3 to 100 threads
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je 2,5 cm (inch) enthalten und eine verschiedene Zahl von Fäden in jeder Richtung aufweisen.each contain 2.5 cm (inch) and have a different number of threads in each direction.
Die die Belastbarkeit erhöhenden Teile können aus beliebigem Material bestehen, beispielsweise aus Metallen, natürlichen oder synthetischen Polymeren, zum Beispiel Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat usw., und Neopren beschichtetem Papier, Glas, Asbest, Papier, Glasfasern mit Polymerüberzug, Graphitgewebe und dergleichen. Wie erwähnt können sie in Form von Metall, Draht, Drahtnetzen, Sieben und dergleichen, vorzugsweise Metall, verwendet werden.The parts increasing the load-bearing capacity can consist of any material, for example metals, natural or synthetic polymers, for example polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate etc., and neoprene coated paper, glass, asbestos, paper, polymer-coated fiberglass, graphite cloth and the like. As mentioned, they can be in the form of metal, wire, wire mesh, sieves and the like, preferably Metal.
Die Dicke jedes einzelnen gewebten, die Belastbarkeit erhöhenden Teils ist nicht kritisch, wird jedoch hauptsächlich aus praktischen Gründen dadurch begrenzt, daß es nicht dicker als die Klebstoffschicht sein soll, deren Dicke wiederum von der Festigkeit der Leimfuge bestimmt wird, wobei dünnere Leimfugen im allgemeinen eine besssere Haftung ergeben. Die Gesamtdicke der Klebstoffschicht mit der darin eingebetteten Mehrzahl von übereinander angeordneten die Belastbarkeit erhöhenden Teilen soll daher allgemein im Bereich von 0,25 bis etwa 12,7 mm (10 bis 600 mil) und vorzugsweise etwa 0,38 bis etwa 6,4 mm (15 bis 250 mil) liegen, wobei die Dicke jeder einzelnen Klebstoffschicht mit dem darin eingebetteten die Belastbarkeit erhöhenden Teil etwa 0,13 bis etwa 3,8 mm (5 bis 150 mil) beträgt.The thickness of each individual woven strength enhancing member is not critical, but becomes primary limited for practical reasons by the fact that it should not be thicker than the adhesive layer, the thickness of which is in turn determined by the strength of the glue line, with thinner glue lines in general result in better adhesion. The total thickness of the adhesive layer with the plurality embedded therein of parts arranged one above the other, which increase the load-bearing capacity, should therefore generally be in the range of 0.25 to about 12.7 mm (10 to 600 mils), and preferably about 0.38 to about 6.4 mm (15 to 250 mils), the thickness of each individual adhesive layer with the embedded therein increasing the load-bearing capacity Part is about 0.13 to about 3.8 mm (5 to 150 mils).
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffe soll das Metall vor dem Auftrag des Klebstoffs auf das Metall vorzugsweie chemisch rein sein. Dies kann durch Behandlung des Metalls mit heißer wässriger Alkalioder Säurelösung erreicht werden. Der Klebstoff wirdIn the production of the laminates according to the invention, the metal should be applied to the Metal preferably be chemically pure. This can be done by treating the metal with hot aqueous alkali or Acid solution can be achieved. The glue will
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vorzugsweise als 40-50-prozentige Lösung in einem Lösungsmittel (zum Beispiel Methylethylketon) angewandt und kann auf das Metall durch Aufstreichen, Walzenbeschichtung, Fallfilmbeschichtung, Aufsprühen und dergleichen aufgebracht werden.preferably used as a 40-50 percent solution in a solvent (for example methyl ethyl ketone) and can be applied to the metal by brushing, roller coating, Falling film coating, spraying and the like can be applied.
Die erfindungsgemäßen Schichtstoffe werden folgendermaßen hergestellt: Die zu verbindenden Metallschichten werden mit einem Klebstoff beschichtet, dann werden jeder oder einer von beiden die gewebten die Belastbarkeit erhöhenden Teile zugefügt, das Lösungsmittel wird verdampft, die Metallschichten werden unter Druck zusammengebracht, um den Schichtstoff zu erzeugen, und der Klebstoff wird gehärtet. Das Lösungsmittel in dem Klebstoff kann dann bei 70 bis 120°C vollständig verdampft werden und hierauf wird der Klebstoff vorzugsweise 2 bis 3 Minuten bei 110 bis 116°C gehärtet. Bei den Polyurethanklebstoffen beispielsweise werden die SchichtenThe laminates of the invention are made as follows manufactured: The metal layers to be connected are coated with an adhesive, then are either or one of the woven strength-enhancing parts added the solvent is evaporated, the metal layers are brought together under pressure to create the laminate, and the adhesive is cured. The solvent in the adhesive can then completely evaporate at 70 to 120 ° C and then the adhesive is preferably cured at 110 to 116 ° C for 2 to 3 minutes. Both Polyurethane adhesives, for example, are the layers
2 mit einem Druck von 3,5 bis 7 kg/cm (50 bis 100 psi)2 at a pressure of 3.5 to 7 kg / cm (50 to 100 psi)
zusammengepreßt und 8 bis 16 Stunden bei 140 bis 150°C nachgehärtet. Die Klebstoffe können auch als lösungsmittelfreie Systeme verwendet werden, wobei keine Verdampfungsstufe vor dem Härten erforderlich ist. Die Schichtstoffe können kontinuierlich erzeugt werden, wobei Rollen von Metall mit Klebstoff beschichtet werden und dann zu Verdampfungszonen (falls nötig), Härtungszonen und Zuschnittzonen geführt werden, oder sie können absatzweise erzeugt werden, wobei die Schichten einzeln mit Klebstoff beschichtet werden, zum Beispiel durch Aufsprühen, und dann unter Wärme und Druck vereinigt werden.pressed together and post-cured for 8 to 16 hours at 140 to 150 ° C. The adhesives can also be used as solvent-free Systems can be used that do not require an evaporation stage prior to curing. the Laminates can be produced continuously, with rolls of metal coated with adhesive and then to evaporation zones (if necessary), Hardening zones and cutting zones are performed, or they can be created in batches, whereby the layers are individually coated with adhesive, for example by spraying, and then combined under heat and pressure.
Die erfindungsgemäßen Klebstoffilme bestehen aus einem Klebstoff auf Polyurethanbasis, in den ein gewebtes die Belastbarkeit erhöhendes Teil in seiner horizontalen Ebene eingebettet ist. Der Klebstoff, vorzugsweiseThe adhesive films according to the invention consist of a polyurethane-based adhesive in which a woven the load-bearing part is embedded in its horizontal plane. The glue, preferably
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in Filmform, ist in der Lage, mit Metall unter Einwirkung von Wärme eine Klebebindung einzugehen. Der Klebstoffilm enthält ein chemisches oder physikalisches Agens, das den Klebstoff während des Härtungsvorgangs mit gesteuerter Geschwindigkeit und kontrolliertem Volumen zu schäumen vermag. Vorzugsweise ist das in situ verschäumende Agens um das gewebte die Belastbarkeit erhöhende Teil des Klebstoffilms konzentriert. Der verschäumbare Klebstoff, der das eingebettete, die Belastbarkeit erhöhende Teil enthält, läßt sich mit Metallblechen an wenigstens einer ihrer horizontalen Flächen verbinden.in film form, is able to form an adhesive bond with metal under the action of heat. Of the Adhesive film contains a chemical or physical agent that affects the adhesive during the curing process capable of foaming at a controlled speed and volume. Preferably this is in situ foaming agent concentrated around the woven strength-enhancing part of the adhesive film. The foamable one Adhesive, which contains the embedded part, which increases the load-bearing capacity, can be bonded to sheet metal connect on at least one of their horizontal surfaces.
Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Klebstoffilme läßt sich jedes Polyurethanharz auf Polyesterbasis verwenden, sofern das Molekulargewicht des Polyesters nicht mehr als etwa 1800 beträgt. Zu den reaktiven organischen polyfunktionellen Polyolen, die zur Herstellung der für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendeten Polyurethanharze angewandt werden, gehören praktisch lineare Polyester, die eine Vielzahl von isocyanatreaktiven Hydroxylgruppen enthalten. Die Herstellung von Polyestern, die für diesen Zweck geeignet sind, ist zwar ausführlich in der Literatur beschrieben und bildet an sich keinen Teil der Erfindung, es soll jedoch kurz erwähnt werden, daß Polyester dieses Typs durch Kondensation eines mehrwertigen Alkohols, im allgemeinen eines gesättigenAny polyester-based polyurethane resin can be used to produce the adhesive films of the invention use as long as the molecular weight of the polyester is no more than about 1,800. Among the reactive organic polyfunctional polyols used for the preparation of the purposes according to the invention Polyurethane resins applied include practically linear polyesters, which are a wide variety of isocyanate-reactive hydroxyl groups. The manufacture of polyesters made for this purpose are suitable, is described in detail in the literature and does not in itself form part of the invention, it should be mentioned briefly, however, that polyesters of this type are produced by condensation of a polyvalent one Alcohol, generally a saturated one
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aliphatischen Diols wie Äthylenglycol, Propandiol-1/2, Propandiol-1,3-, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Pentandiol-1,2, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,3, Hexandiol-1,6, Diäthylenglycol, Dipropylenglycol, Triäthylenglycol, Tetraäthylenglycol und ihre Äquivalente, sowie Mischungen solcher Diole miteinander und mit kleineren Mengen von Polyolen mit mehr als zwei Hydroxyglruppen, vorzugsweise gesättigten aliphatischen Polyolen wie Glycerin, Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit und ihren Äquivalenten, mit einer Polycarbonsäure oder einem Polycarbonsäureanhydrid, im allgemeinen einer Dicarbonsäure, die entweder gesättigt ist oder, nur benzenoid ungesättigt ist, oder deren Anhydrid, zum Beispiel Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Palmitinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Apfelsäure, Phthalsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Sndomethylentetrahydrophthalsäure und ihre Äquivalente, Isomeren, Homologen und anderen substituierten Derivate, beispielsweise Chlorderivate, oder mit Mischungen solcher Säuren miteinander und mit ungesättigten Dicarbonsäuren oder -anhydriden wie Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure und Itaconsäure und ihren Äquivalenten sowie mit Polycarbonsäuren, die drei oder mehr Carboxylgruppen enthalten, wie Aconitsäure und dergleichen, hergestellt werden können.aliphatic diols such as ethylene glycol, propanediol-1/2, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,5-pentanediol, 1,3-hexanediol, 1,6-hexanediol, Diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and theirs Equivalents and mixtures of such diols with one another and with smaller amounts of polyols with more than two hydroxy groups, preferably saturated aliphatic polyols such as glycerine, trimethylolethane, Trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol and their equivalents, with a polycarboxylic acid or a Polycarboxylic anhydride, generally a dicarboxylic acid that is either saturated or only benzenoid unsaturated, or its anhydride, for example oxalic acid, malonic acid, succinic acid, Glutaric acid, adipic acid, palmitic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, malic acid, phthalic acid, Cyclohexanedicarboxylic acid, sndomethylenetetrahydrophthalic acid and their equivalents, isomers, homologues and other substituted derivatives, for example Chlorine derivatives, or with mixtures of such acids with one another and with unsaturated dicarboxylic acids or anhydrides such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid and itaconic acid and their Equivalents as well as with polycarboxylic acids containing three or more carboxyl groups, such as aconitic acid and the like.
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Die praktisch linearen Polyester, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanklebstoffe verwendet werden, haben vorzugsweise Molekulargewichte von etwa 500 bis etwa 1800. Außerdem weisen sie im allgemeinen verhältnismäßig niedere Säurezahlen auf, zum Beispiel Säurezahlen, die nicht wesentlich mehr als etwa 60 betragen und vorzugsweise so gering wie nur möglich sind, zum Beispiel 2 oder weniger. Entsprechend haben sie im allgemeinen verhältnismäßig hohe Hydroxylzahlen, zum Beispiel von 30 bis etwa 700. Bei der Herstellung dieser Polyester wird im allgemeinen ein Überschuß an Polyol gegenüber Polycarbonsäure angewandt, um zu gewährleisten, daß die erzeugten im wesentlichen linearen Polyesterketten eine ausreichende Zahl von reaktiven Hydroxylgruppen enthalten.The virtually linear polyester used to manufacture the Polyurethane adhesives according to the invention are used, preferably have molecular weights of about 500 to about 1800. In addition, they generally have relatively low acid numbers, for example acid numbers that not much more than about 60 and preferably as low as possible, for example 2 or less. Accordingly, they generally have relatively high hydroxyl numbers, for example from 30 to about 700. In the In order to prepare these polyesters, an excess of polyol over polycarboxylic acid is generally used to ensure that the substantially linear polyester chains produced have a sufficient number of reactive hydroxyl groups contain.
Stickstoffhaltige polyfunktionelle Polyole können ebenfalls als Polyolreaktionsteilnehmer zur Herstellung des Polyesterharzes verwendet werden. Zu solchen Stoffen gehören beispielsweise die Polyesteramide, die üblicherweise zur Herstellung von Polyurethanharzen angewandt werden, d. h. solche mit Molekulargewichten im Bereich von etwa 500 bis etwa 1800, Säurezahlen, die von etwa 60 als Maximum bis zu 50 niedrigen Werten wie nur möglich reichen, zum Beispiel 2 oder weniger, und Hydroxylzahlen im Bereich von etwa 30 bis etwa 700, und auch hochmolekulare Polyaminoalkohole, zum Beispiel hydroxypropylierte Alkylendiamine der allgemeinen FormelNitrogen-containing polyfunctional polyols can also be used as polyol reactants in making the polyester resin be used. Such substances include, for example, the polyester amides, which are usually used for Manufacture of polyurethane resins can be used, d. H. those with molecular weights ranging from about 500 to about 1800, acid numbers ranging from about 60 as a maximum to as little as 50 as low as possible, for example 2 or less, and hydroxyl numbers in the range from about 30 to about 700, and also high molecular weight polyamino alcohols, for example hydroxypropylated alkylenediamines of the general formula
D HOH c C
D.
0 HOH, C
0
O , 0H
O
worin R einen Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, wofiü: Μ,Μ,Ν1 ,N'-Tetrakis-U-hydroxypropyl) ät?v/iendian?.ui v.Lt? ..-spräsentatives Beispiel ist, sowiewhere R is an alkylene radical with 2 to 6 carbon atoms, wofiü: Μ, Μ, Ν 1 , N'-Tetrakis-U-hydroxypropyl) ät? v / iendian? .ui v.Lt? ..- representative example is, as well
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höhere Analoge davon, zum Beispiel hydroxypropylierte Polyalkylenpolyamine der allgemeinen Formelhigher analogs thereof, for example hydroxypropylated polyalkylenepolyamines of the general formula
2N-R-N-R-M(C3H6OH) 2 NRNRM (C 3 H 6 OH)
C3H5OHC 3 H 5 OH
worin R wie vorher definiert ist.wherein R is as previously defined.
Wie leicht ersichtlich ist, können auch Mischungen der oben beschriebenen verschiedenen reaktiven organischen polyfunktionellen Polyole zur Herstellung von Polyurethanharzen, die für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet sind, verwendet werden.As is readily apparent, mixtures of the various reactive organic compounds described above can also be used polyfunctional polyols for the production of polyurethane resins which are suitable for the purposes of the invention, be used.
Wie im Fall des Polyolreaktionsteilnehmers können Polyurethanharze mit einer großen Zahl von organischen Polyisocyanaten hergestellt werden, von denen beispielsweise aromatische Diisocyanate wie m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 4-t-Butyl-m-phenylendiisocyanat, 4-Chlor-m-phenylendiisocyanat, 2, 4-Toluylendiisocyanat, 2,6-Toluylendiisocyanat,•Cumol-2,4-diisocyanat, 1,4-Naphthylendiisocyanat, 1,5-Naphthylendiisocyanat, 1,8-Naphthylendiisocyanat, 2,6-Naphthylendiisocyanat, ρ,ρ1-Diphenyldiisocyanat, Diphenolmethan-4,4'-diisocyanat und ihre Äquivalente, aliphatische Diisocyanate wie Methylendiisocyanat, Äthylendiisocyanat, die Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta-, Octa-, Nona- und Decamethylen-alpha,omega-diisocyanate, 2-Chlormethylendiisocyanat, 2,3-Dimethyltetramethylendiisocyanat und ihre Äquivalente und Triisocyanate und höhere Isocyanate wie Benzol-1,3,5-triisocyanat, Toluylen-2, 4,6-triisocyanat, Diphenyl-2,4,4'-triisocyanafund ihre ÄquivalenteAs in the case of the polyol reactant, polyurethane resins can be made with a wide variety of organic polyisocyanates, including aromatic diisocyanates such as m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4-t-butyl-m-phenylene diisocyanate, 4-chloro-m-phenylene diisocyanate, 2 , 4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, • cumene-2,4-diisocyanate, 1,4-naphthylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 1,8-naphthylene diisocyanate, 2,6-naphthylene diisocyanate, ρ, ρ 1 -diphenyl diisocyanate , Diphenolmethane-4,4'-diisocyanate and their equivalents, aliphatic diisocyanates such as methylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, the tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- and decamethylene-alpha, omega-diisocyanates, 2-chloromethylene diisocyanate, 2,3-dimethyltetramethylene diisocyanate and their equivalents, and triisocyanates and higher isocyanates such as benzene-1,3,5-triisocyanate, tolylene-2,4,6-triisocyanate, diphenyl-2,4,4'-triisocyanate and their equivalents
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gehören. Mischungen aus 2 oder mehr solchen organischen Polyisocyanaten können ebenfalls zur Herstellung der Polyurethanharze durch Umsetzung mit den oben beschriebenen Estern nach bekannten Methoden verwendet werden.belong. Mixtures of 2 or more such organic polyisocyanates can also be used to prepare the Polyurethane resins can be used by reacting with the esters described above by known methods.
Ein Beispiel für diese bekannten Polyurethanherstellungsmethoden, die angewandt werden können, ist die sogenannte "Prepolymer"-Technik, wie sie gewöhnlich bei der Herstellung von Polyurethanharzen angewandt wird. Bei dieser Methode werden ein Polyesterpolyol und ein Polyisocyanat unter praktisch wasserfreien Bedingungen, d. h. gewöhnlich nicht mehr als etwa 0,2 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, vermischt. Gewöhnlich wird ein molarer Überschuß des Polyisocyanats über das Polyesterpolyol angewandt. Diese Mischung wird bei einer Temperatur iiu Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa 100 0C etwa 20 Minuten bis etwa 8 Stunden lang umgesetzt, und dann wird das entstandene "Prepolymer" auf eine Temperatur von etwa Raumtemperatur bis etwa 60 0C abgekühlt. Für die erfindungsgemäßen Zwecke werden die Polyurethanprepolymeran auf Polyesterbasis mit einera molaren Überschuß an Diisocyanat über das Polyesterpolyol erzeugt, so daß das entstandene Prepolymer etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent freie Isocyanatgruppen aufweist. Die bevorzugten Prepolymeren enthalten etwa 2 bis 7 Gewichtsprozent freie Isocyanatgruppen.An example of these known polyurethane production methods which can be used is the so-called "prepolymer" technique, as is commonly used in the production of polyurethane resins. In this method, a polyester polyol and a polyisocyanate are mixed under essentially anhydrous conditions, that is, usually no more than about 0.2 percent by weight of water based on the total weight of the mixture. Usually a molar excess of the polyisocyanate over the polyester polyol is employed. This mixture is reacted at a temperature iiu ranging from about room temperature to about 100 0 C for about 20 minutes to about 8 hours, and then the resulting "prepolymer" is cooled to a temperature from about room temperature to about 60 0 C. For the purposes of the invention, the polyester-based polyurethane prepolymers are produced with a molar excess of diisocyanate over the polyester polyol, so that the prepolymer obtained has about 1 to 10 percent by weight of free isocyanate groups. The preferred prepolymers contain about 2 to 7 percent by weight free isocyanate groups.
Um ein wärmereaktivierbares Klebstoffsystem zu erhalten, wrd das Polyesterpolyurethanharz mit weniger als einem stöchiometrischen Äquivalent eines Härtungsmittels gehärtet. Das verwendete Härtungsmittel muß eine Mehrzahl von isocyanatreaktiven Gruppen enthalten. Die bevorzugten Härtungsmittel sind Diaminoverbindungen oder mehrwertige Polyole. Zu den normalerweise verwendeten Diamnhärtungsmitteln gehören beisoielsweise die Alkyl- und Ary!diamine v/i ο PontnmethylenJiamin, Hexamethylendiamin,To obtain a heat-reactivatable adhesive system, The polyester polyurethane resin is cured with less than a stoichiometric equivalent of a curing agent. The curing agent used must contain a plurality of isocyanate-reactive groups. The preferred Hardeners are diamino compounds or polyols. Among the normally used diamond hardeners include, for example, the alkyl and aryl diamines v / i ο pontomethylene diamine, hexamethylene diamine,
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4,4'-Diaminodiphenylmethan, Benzidin und seine Derivate, zum Beispiel p-Phenylendiamin, 4,4l-Diamino-3,3l-dimethyldipheny!methan, 4,4'-Diamino-3,3'-dimethoxydiphenylmethan, 3,3'-Dichlordiaminodiphenylmethan und dergleichen. Eine bevorzugte Gruppe von Diaminoverbindungen sind solche, die als Diaminodihalogendiaryle bezeichnet werden, für die 4,4'-Methylen-bis-2-orthochloranilin ein repräsentatives Beispiel ist.4,4'-diaminodiphenylmethane, benzidine and its derivatives, for example p-phenylenediamine, 4,4 l -diamino-3,3 l -dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethoxydiphenylmethane, 3, 3'-dichlorodiaminodiphenylmethane and the like. A preferred group of diamino compounds are those referred to as diaminodihalodiaryls, of which 4,4'-methylene-bis-2-orthochloroaniline is a representative example.
Zu den normalerweise als Härtungsmittel verwendeten mehrwertigen Polyolen gehören beispielsweise die Alkyl- und Aryldihydroxyverbindungen wie Äthylenglycol, Trimethylenglycol, Pentamethylenglycol, Brenzkatechin und ihre Äquivalente und die Trihydroxyverbindungen wie 1,2,3-Butantriol, 1,2,3-Pentantriol und ihre Äquivalente. Eine bevorzugte Gruppe von Trihydroxyverbindungen sind solche, die als Trialkanolamine bezeichnet werden, für die Triisopropanolamin ein repräsentatives Beispiel ist.Polyols normally used as curing agents include, for example, the alkyl and polyols Aryl dihydroxy compounds such as ethylene glycol, trimethylene glycol, Pentamethylene glycol, catechol and their equivalents and the trihydroxy compounds such as 1,2,3-butanetriol, 1,2,3-pentanetriol and their equivalents. A preferred one Group of trihydroxy compounds are those called trialkanolamines, for the triisopropanolamine is a representative example.
Die Härtungsmittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die Härtungsmitel werden in den ürethanprepolymersirup in Mengen von etwa 20 bis etwa 80 % des stöchiometrischen Äquivalents des Polyesterpolyurethans eingebracht.The hardening agents can be used singly or in combination with each other. The hardeners are in the urethane prepolymer syrup in amounts of about 20 to about 80% of the stoichiometric equivalent of the polyester polyurethane brought in.
Es wurde gefunden, daß dem Polyurethanklebemittel Additive wie GIycidylather oder Glycidylester zugesetzt werden können. Zu diesen Glycidyladditiven gehören beispielsweise Stoffe wie Glycidylmethacrylat, Glycidylacrylat, Allylglycidylather, Diglycidylphthalat, der Diglycidylather von 2,2-Bis<p-hydroxyphenyl)propan sowie andere bekannte Glycidyläther und -ester. Es wurde gefunden, daß die in dem Polyurethanklebstoff verwendete Menge des Diglycidyläthers oder -esters erheblich schwanken kann. Es wurde gefunden, daß Verhältnisse des Glycidylesters oder des Glycidyläthers zu dem Härtungsmittel von etwa 2 : 1 TeilenIt has been found that additives such as glycidyl ethers or glycidyl esters are added to the polyurethane adhesive can. These glycidyl additives include, for example, substances such as glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, allyl glycidyl ether, Diglycidyl phthalate, the diglycidyl ether of 2,2-bis <p-hydroxyphenyl) propane and other known ones Glycidyl ethers and esters. It has been found that the amount of diglycidyl ether used in the polyurethane adhesive or esters can vary significantly. It has been found that proportions of the glycidyl ester or the Glycidyl ether to hardener in about 2: 1 parts
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bis etwa 2 : 3 Teilen angewandt werden können, wobei ein Verhältnis von etwa 1 : 1 Teilen bevorzugt wird. Wärmereaktivierbare Klebstoffe mit hoher Festigkeit können aber auch ohne Zusatz von Glycidylester oder Glycidyläther erzeugt werden.up to about 2: 3 parts can be used, with a ratio of about 1: 1 parts being preferred. Heat reactivatable Adhesives with high strength can also be used without the addition of glycidyl ester or glycidyl ether be generated.
In den Klebstoff können Epoxysilane wie gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, beta-3,4-(Epoxycyclohexyl)äthyltrimethoxysilan usw. in Mengen von etwa 0,1 bis etwa 10,0 %, bezogen auf das Gesamtgewicht des Klebstoffs, eingebracht werden. Solche Epoxysilane sind in der US-PS 2 946 701 beschrieben.Epoxysilanes such as gamma-glycidoxypropyltrimethoxysilane, beta-3,4- (epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane etc. in amounts from about 0.1 to about 10.0% based on the total weight of the adhesive, be introduced. Such epoxysilanes are described in US Pat. No. 2,946,701.
Zur Erzielung einer rascheren Härtung können auch Katalysatoren eingebracht werden, ihre Verwendung ist jedoch nicht wesentlich. Beispielhafte Katalysatoren sind 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan, t-Butylperbenzoat, Dicumylperoxid, Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril, Diäthylperoxid usw. in Mengen von etwa 0,01 bis etwa 3,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Klebstoffsystems.Catalysts can also be incorporated to achieve faster cure, but their use is not essential. Exemplary catalysts are 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, t-butyl perbenzoate, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, Diethyl peroxide, etc. in amounts of from about 0.01 to about 3.0 percent by weight based on the total weight of the Adhesive system.
Wie oben erwähnt, liegt das besondere Merkmal der Erfindung in der Art des Klebstoffmaterials, das als Kaschier- oder Bindematerial für die oben erwähnten Metalle verwendet wird, und ein gewebtes, die Belastbarkeit erhöhendes Teil eingebettet enthält. Diese Klebstoffe bestehen im wesentlichen aus einem bekannten Polyurethanharz oder Mischungen von Polyurethanharzen mit anderen Polyurethanharzen oder anderen damit verträglichen oder halbverträglichen polymeren Stoffen, wie sie oben erwähnt wurden. Es wurde gefunden, daß dann, wenn ein solcher Klebstoff verwendet wird, wenn in dem Klebstoff ein gewebtes, die Belastbarkeit erhöhendes Teil eingebettet ist und wenn der Klebstoff verschäumt wird, die oben beschriebenen ungewöhnlichen Dämpfungseigenschaften erzielt werden.As mentioned above, the particular feature of the invention resides in the type of adhesive material used as Laminating or binding material is used for the above-mentioned metals, and a woven one, the resilience Contains increasing part embedded. These adhesives consist essentially of a known one Polyurethane resin or mixtures of polyurethane resins with other polyurethane resins or others compatible with them or semi-compatible polymeric substances as mentioned above. It was found that when such an adhesive is used, if a woven fabric is used in the adhesive, which increases the load-bearing capacity Part is embedded and when the adhesive is foamed, the unusual damping properties described above be achieved.
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Die für die erfindungsgeraäßen Zwecke verwendeten Schäum- oder Treibmittel sind bekannt, und jedes dieser Mittel kann für die erfindungsgemäßen Zwecke verwendet werden. Geeignete Stoffe dieser Art sind beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe wie Dichlordifluormethan und Trichlorfluormethan, Nitrosoverbindungen wie N,N'--Dinitrosopentamethylentetramin, 1,3-Diphenyltriazin, Azodicarbonamid, 1,1'-Azobisformamid, Azobisisobutyronitril, Azohexahydrobenzonitril und dergleichen. Es können Mengen von etwa 0,5 bis etwa 8,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe in der Zusammensetzung, angewandt werden.The foaming used for the purposes of the invention or blowing agents are known and any of these agents can be used for the purposes of the present invention. Suitable substances of this type are, for example, halogenated hydrocarbons such as dichlorodifluoromethane and trichlorofluoromethane, Nitroso compounds such as N, N '- dinitrosopentamethylenetetramine, 1,3-diphenyltriazine, azodicarbonamide, 1,1'-azobisformamide, azobisisobutyronitrile, azohexahydrobenzonitrile and the same. Quantities of from about 0.5 to about 8.0 percent by weight based on weight can be used the solids in the composition.
Den verschäumbaren Zusammensetzungen können gewünschtenfalls keimbildende Mittel zugesetzt werden, um Stellen für die Bildung der Blasen des Schaums beim Erwärmen des trockenen Films aus verschäumbarem Material zu schaffen. Beispiele für keimbildende Mittel, die sämtlich dem Fachmann bekannt sind, sind gepulvertes Siliciumdioxid, gepulverter Vermiculit, Talcum usw. in Konzentrationen von etwa 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.The foamable compositions can, if desired nucleating agents can be added to prevent bubbles from forming when the foam is heated to create dry film of foamable material. Examples of nucleating agents, all of which would be familiar to those skilled in the art are known are powdered silica, powdered vermiculite, talc, etc. in concentrations from about 0.1 to 2.0 weight percent based on the total weight of the composition.
Geeignete Schäumungsmethoden sind in den US-PS 3 165 483 und 3 178 300 beschrieben.Suitable foaming methods are described in US Pat. No. 3,165,483 and 3,178,300.
Die Art und Weise, in der die Bestandteile der erfindungsgemäßen Mittel eingebracht werden, ist nicht kritisch, und im Rahmen der Erfindung kann jede Kombination des Vermischens angewandt werden. Es wurde jedoch gefunden, daß es im allgemeinen vorzuziehen ist, das Härtungsmittel vorher mit dem Glycidyläther oder Glycidylester zu vermischen und diese Mischung bei Raumtemperatur dem Polyurethan zuzusetzen. Eine solche Arbeitsweise ist jedoch nicht kritisch, und es liegt im Rahmen der Erfindung, die Bestandteile zuerst mit dem Hare zu vermischen und dann gewünschtenfalls den Glycidylester oder -äther zuzugeben. The way in which the ingredients of the invention Agents are introduced is not critical, and any combination of mixing can be used within the scope of the invention can be applied. It has been found, however, that it is generally preferable to use the curing agent to mix beforehand with the glycidyl ether or glycidyl ester and this mixture at room temperature the polyurethane to add. However, such a mode of operation is not critical, and it is within the scope of the invention to mix the ingredients with the hair first and then, if desired, add the glycidyl ester or ether.
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~20~ 2206U5~ 20 ~ 2206U5
Das Metall- oder Kunststoffsieb kann In den Klebstoff auf Polyurethanbasis durch bloßes Einlegen des Siebs in eine für die Verschäumung fertige Zubereitung und anschließendes Pressen des erhaltenen Systems zwischen Trennfolien und/oder Metallpreßplatten eingebettet werden. Von der gehärteten Harzmasse wird dann die Trennfolie abgezogen, und der erhaltene freie berührungstrockene Film ist gebrauchsfertig, wobei seine Verformung mit oder ohne Anwendung von Wärme durchgeführt wird.The metal or plastic screen can be inserted into the glue on a polyurethane basis by simply inserting the sieve into a preparation ready for foaming and subsequent pressing of the system obtained is embedded between release foils and / or metal press plates will. The release film is then peeled off the cured resin composition, and the resulting free touch-dry Film is ready for use, its deformation being carried out with or without the application of heat.
Der wärmereaktivierte (berührungstrockene) Klebstofffilm mit dem darin eingebetteten Sieb, der ein Treibmittel enthält, das durch Wärme aktiviert wird, kann vom Endverbraucher durch Einlegen dieses Films zwischen heiße Metallplatten verarbeitet werden. Zur Erzeugung eines Metallschichtstoffs wird der Klebstoff gleichzeitig geschmolzen (Benetzung der Metalloberflächen und Verbindung mit diesen) und geschäumt, wodurch eine gute Verteilung auf und Benetzung der Oberfläche erfolgt, besonders wenn die zu verbindenden Metalloberflächen unregelmäßig sind.The heat-activated (touch-dry) adhesive film with the sieve embedded therein, which contains a blowing agent that is activated by heat processed by the end user by inserting this film between hot metal plates. To the generation a metal laminate, the adhesive is melted at the same time (wetting of the metal surfaces and connection with these) and foamed, whereby a good distribution on and wetting of the surface takes place, especially when the metal surfaces to be joined are irregular.
Alternativ kann das zu verbindende Material mit dem neuen wärmereaktivierbaren Polyurethanklebstoff in flüssiger Form durch Sprüh- oder Streichbeschichtung nach einer der üblichen Methoden beschichtet werden. Der Klebstoff wird dann bei erhöhten Temperaturen im Bereich von etwa 25 bis etwa 150 0C und vorzugsweise im Bereich von etwa 50 bis etwa 120 0C getrocknet und gehärtet. Die Härtungszeit kann in Abhängigkeit von der Temperatur etwa 1 Minute bis etwa 16 Stunden und vorzugsweise etwa 10 Minuten bis etwa 15 Minuten betragen.Alternatively, the material to be bonded can be coated with the new heat-activatable polyurethane adhesive in liquid form by spray or brush coating using one of the customary methods. The adhesive is dried to about 120 0 C and then cured at elevated temperatures ranging from about 25 to about 150 0 C and preferably in the range of about 50 microns. The curing time can be from about 1 minute to about 16 hours, and preferably from about 10 minutes to about 15 minutes, depending on the temperature.
Die Schichtstoffe können wie oben beschrieben hergestellt werden, oder das gewebte, die Belastbarkeit erhöhende Teil kann in eine bereits geschäumte SchichtThe laminates can be produced as described above or the woven part, which increases the load-bearing capacity, can be put into an already foamed layer
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eingebettet werden, und dieser Schaum kann dann zwischen zwei Metallplatten mit einem "sekundären" Klebstoffsystem gebunden werden.be embedded, and this foam can then be sandwiched between two metal plates with a "secondary" adhesive system be bound.
Das erfindungsgemäße wärmereaktivierbare Klebstoffsystem auf Polyurethanbasis kann in üblicher Weise modifiziert werden, um Harze mit verschiedenem Grad an Flexibilität und Steifheit sowie anderen Eigenschaften zu erzielen. So ist zusätzlich zu den oben beschriebenen praktisch linearen Polyestern die Verwendung der trifunktionellen oder höher funktionellen monomeren Polyole oder Polycarbonsäuren zur Herstellung des Polyesterpolyolreaktionstilnehmers, die Verwendung von trifunktionellen oder höher funktionellen Polyisocyanaten und dergleichen für diesen Zweck beschrieben worden. Eine oder alle diese Modifikationen können in Verbindung mit dem Zusatz von weiteren nicht-reaktiven Additiven wie Füllstoffen, klebrig machenden Mitteln und dergleichen im Rahmen der Erfindung entsprechend auf die Polyurethanharze angewandt werden.The heat-activatable adhesive system according to the invention Polyurethane-based can be modified in the usual way to obtain resins with varying degrees of flexibility and stiffness, as well as other properties. Thus, in addition to the practically linear polyesters described above, the trifunctional polyesters are used or higher functional monomeric polyols or polycarboxylic acids for the preparation of the polyester polyol reactant, the use of trifunctional or higher functional polyisocyanates and the like have been described for this purpose. Any or all of these Modifications can be made in connection with the addition of other non-reactive additives such as fillers, tackifying agents and the like applied accordingly to the polyurethane resins within the scope of the invention will.
Durch die folgenden Beispiele, in denen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht beziehen, wenn nichts anderes angegeben ist, wird die Erfindung näher erläutert.Through the following examples in which all parts and percentages are by weight if nothing otherwise indicated, the invention is explained in more detail.
Beispiele 1-3Examples 1-3
Zwei 0,64 nun (0,025") dicke Aluminiumbleche werden mit etwa 0,051 mm (0,002") eines handelsüblichen viscoelastischen Polyurethanklebstoffs beschichtet. Die Beschichtungen werden bis zu einem klebrigen Zustand gehärtet, und dann wird eine Lage korrosionsbeständiges Stahlgitter mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (30 mesh) mit einer Dicke von 0,33 mm (0,013 ") auf jeder der beschichteten Platten angebracht und mit Klebstoff Übergossen. Die gitterhaltigenTwo 0.64 now (0.025 ") thick aluminum sheets are used with coated about 0.051 mm (0.002 ") of a commercially available viscoelastic polyurethane adhesive. The coatings are cured to a tacky state, and then a layer of corrosion-resistant steel mesh with a 0.59 mm (30 mesh) clear mesh with a thickness of 0.33 mm (0.013 ") on each of the coated panels attached and covered with glue. The latticed
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Bleche werden mit den Gitterseiten verbunden, und der Schichtstoff wird bei 110 0C gehärtet. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Dämpfungseigenschaften des erzeugten Schichtstoffs (wie in Figur 1 dargestellt) werden durch Tests mit Proben von 12,7 mm χ 25,4 cm (1/2" χ 10") wie folgt bestimmt:Plates are connected to the grid sides and the laminate is cured at 110 0 C. The material is cooled to room temperature and the damping properties of the laminate produced (as shown in Figure 1) are determined by testing samples 1/2 "10" (12.7 mm 25.4 cm) as follows:
Die Schichtstoffprobe wird 2,5 cm (1") von einem Ende eingespannt, am freien Ende um 2,5 cm (1") gebogen und losgelassen. Die Zeit, die zum Abklingen der Auslenkung auf weniger als 0,4 mm (1/64") erforderlich ist, wird gemessen. Die Ergebnisse der Dämpfungstests mit den Proben von Beispiel 1 und anderen nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 hergestellten Proben, die sowohl die Erfindung erläutern als auch zum Vergleich dienen, sind in der folgenden Tabelle I angegeben.The laminate sample is clamped 2.5 cm (1 ") from one end, bent 2.5 cm (1") at the free end, and let go. The time required for the deflection to subside to less than 0.4 mm (1/64 ") will be measured. The results of the damping tests on the samples from Example 1 and others according to the procedure Samples prepared by Example 1, which both illustrate the invention and serve for comparison, are shown in FIG in Table I below.
Ferner sind in Tabelle I die Dämpfungsergebnisse für einen Vergleichsschichtstoff angegeben, der wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, jedoch nur ein gewebtes Gitter enthält. Ein Vergleich zeigt den Vorteil der Zusammensetzung mit mehreren Gittern im Vergleich zu dem Gebilde mit dem einzigen Gitter.Also given in Table I are the attenuation results for a comparative laminate which is as in Example 1 but contains only a woven mesh. A comparison shows the advantage of the composition with multiple grids compared to the structure with the single grid.
Dämpfungstest (Sekunden) Damping test (seconds)
0,64 mm (0,025 inch) Aluminiumblech auf beiden Seiten eines Polyurethanklebstoffs, der 2 Lagen korrosionsbeständiges Stahlgitter, Maschenweite 0,59 mm (30 mesh), enthält 0.64 mm (0.025 inch) aluminum sheet on both sides of a polyurethane adhesive, which contains 2 layers of corrosion-resistant steel mesh, mesh size 0.59 mm (30 mesh)
0,64 mm (0,025 inch) Aluminiumblech auf beiden Seiten eines Polyurethanklebstoffs, der 4 Lagen korrosionsbeständiges Stahlgitter, Maschenweite 0,59 mm (30 mesh), enthält 0.64 mm (0.025 inch) aluminum sheet on both sides of a polyurethane adhesive, which contains 4 layers of corrosion-resistant steel mesh, mesh size 0.59 mm (30 mesh)
0,80.8
weniger als 0,1less than 0.1
3 0,05 mm (0,O20 inch) electrogalvanisiertes Stahlblech auf beiden Seiten eines Polyurethanklebstoffs, der 3 Lagen korrosionsbeständiges Stahlgitter, Maschenweite 0,59mm(30mesh)enthält weniger als 0,13 0.05 mm (0.020 inch) electrogalvanized steel sheet on both sides a polyurethane adhesive, the 3 layers of corrosion-resistant steel mesh, Mesh size 0.59mm (30mesh) contains less than 0.1
Ver- 0,64 mm (0,025 inch) Aluminiumblech0.64 mm (0.025 inch) aluminum sheet
gleichs- auf beiden Seiten eines Polyurethan-equal- on both sides of a polyurethane
beisp. A klebstoffe, der 1 Lage korrosionsbeständiges Stahlgitter, Maschenweite 0,59 mm (30 mesh) enthält 1,4ex. A adhesives, the 1 layer of corrosion-resistant steel mesh, mesh size 0.59 mm (30 mesh) contains 1.4
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Beispiel 4Example 4
Ein Metallschichtstoff wird hergestellt, indem jede Seite eines Kernmaterials, das aus 0,33 mm (0,013") dickem korrosionsbeständigem Stahlgitter mit einer Haschenweite von 0,59 mm (30 mesh) besteht (eine oder mehrere Lagen), das mit einem handelsüblichen viscoelastischem dämpfenden Klebstoff auf Polyurethanbasis imprägniert ist, mit einem 0,76 mm (0,030") dicken elektrolytisch verzinkten Stahlblech verbunden wird (unter Verwendung des gleichen handelsüblichen schwingungsdämpfenden Klebstoffs auf Polyurethanbasis). Ein 5 cm (2") breiter Streifen des erzeugten Schichtstoffs wird danach zu der Gestalt des Buchstabens "S" geformt, um einen ähnlichen schwingungsgedämpften "Abstandshalter" herzustellen, wie er in Figur dargestellt ist. Der Bügel hat eine Höhe von etwa 5 cm (2") mit einer Montierfläche von 5 cm χ 5,7 cm (2" χ 2 1/4") Der Krümmungsradius in dem gebogenen Teil des "S" beträgt etwa 12,7 mm (1/2").A metal laminate is made by adding each side of a core material made of 0.33 mm (0.013 ") thick corrosion-resistant Steel mesh with a mesh size of 0.59 mm (30 mesh) consists (one or more layers) that with a commercially available visco-elastic damping Polyurethane-based adhesive is impregnated with a 0.76 mm (0.030 ") thick electrolytically galvanized Steel sheet is connected (using the same commercially available vibration-damping adhesive Polyurethane base). A 5 cm (2 ") wide strip of the laminate produced is then made into the shape of the Letter "S" shaped to make a vibration dampened "spacer" similar to that shown in Figure is shown. The bracket has a height of about 5 cm (2 ") with a mounting surface of 5 cm χ 5.7 cm (2" χ 2 1/4 ") The radius of curvature in the bent portion of the "S" is about 12.7 mm (1/2 ").
Diese Halter oder Bügel werden auf die vier Ecken einer rechteckigen Platte montiert, die auf einem Schütteltisch befestigt ist, der"die Platte in schwingende Bewegung versetzt. Oben auf den Abstandsbügeln ("S"-Form) ist eine Hasse (mit rechteckiger Form) von 45,4 kg (1OO pounds) befestigt. Diese Hasse, die mit den vier Ecken auf den Montierbügeln befestigt ist, ergibt eine statische Belastung von 11,3 kg (25 pounds) auf jedem der vier Bügel. Die Anordnung wird von 9,5 mm (3/8") Schrauben und Muttern zusammengehalten. Daher werden oben und unten in die Bügel Löcher zur Aufnahme dieser Befestigungsmittel gebohrt.These brackets or brackets are mounted on the four corners of a rectangular plate that is placed on a shaker table which "sets the plate in swinging motion. On top of the spacer brackets (" S "shape) a hatch (rectangular in shape) weighing 45.4 kg (100 pounds) is attached to it. Hate that one with the four Corners attached to the mounting brackets results in a static load of 11.3 kg (25 pounds) on each of the four temples. The assembly is held together by 9.5 mm (3/8 ") nuts and bolts. Hence, Drilled holes in the bracket at the top and bottom to accommodate these fasteners.
Der "Obertragungsgrad" des schwingungsgedämpften Halterungssystems wird durch Anbringen von Beschleunigungsmessern an (1) der Montierplatte, die direkt mit demThe "degree of transmission" of the vibration damped mounting system is achieved by attaching accelerometers to (1) the mounting plate directly connected to the
209837/0734209837/0734
Antrieb verbunden ist, und (2) der Masse von 45,4 kg (100 pounds) gemessen. Dann werden die Differenzen in der Schwingungsamplitude zwischen Beschleunigungsmesser 1 und Beschleunigungsmesser 2 bestimmt, wenn die Grundplatte mit verschiedenen Frequenzen angetrieben wird. Die Analyse der Ergebnisse erfolgt nach den bekannten technischen Methoden, wie sie von LyIe F. Yerges in "Sound, Noise and Vibration Control", Van Nostrand, New York, 1969, S. 64-69, beschrieben sind. Das Schwingungsdämpfungsverhalten des mechanischen Systems bei seiner Resonanzfrequenz wird bestimmt und als kritische Dämpfung in Prozent eines auf dem Gebiet der Schwingungsisolation allgemein bekannten Leistungswerts gemessen. Je höher der Prozentsatz der kritischen Dämpfung in einem schwingungsgedämpften System, wie es hierin beschrieben wird, ist, desto besser schwingungsgedämpft ist das System. In Tabelle II sind auch einige Ergebnisse von Versuchen angegeben, die mit der beschriebenen Versuchsanordnung und unter Verwendung von "S"-förmigen Isolierbügeln, die aus Vergleichsschichtstoffen hergestellt sind, durchgeführt wurden.Drive connected, and (2) the mass of 45.4 kg (100 pounds) measured. Then the differences in the vibration amplitude between accelerometer 1 and accelerometer 2 is determined when the base plate is driven at different frequencies. The results are analyzed according to the known technical methods, as described by LyIe F. Yerges in "Sound, Noise and Vibration Control", Van Nostrand, New York, 1969, pp. 64-69. The vibration damping behavior of the mechanical system at its resonance frequency is determined and as a percentage critical damping one in the field of vibration isolation in general known performance value. The higher the percentage of critical damping in a vibration damped System as described herein, the better dampened the system is. In Table II are also given some results of experiments carried out with the described experimental set-up and using it of "S" -shaped insulation straps made from comparative laminates.
% kritische Beisp. Isolierbügelmaterial Dämpfung % critical example of insulating bracket material attenuation
4 0,76 mm (0,030 inch) Stahldeckbleche,4 0.76 mm (0.030 inch) steel cover plates,
3 Stahlgitter im Klebstoff 6,33 steel grids in adhesive 6.3
Ver- 0,76 mm (0,030 inch) Stahldeckbleche, gleichs- 1 Stahlgitter im Klebstoff0.76 mm (0.030 inch) steel cover sheets, equal to 1 steel mesh in the adhesive
beisp.B 5,0e.g. B 5.0
Ver- 0,76 mm (0,030 inch) Stahldeckbleche, gleichs- kein Stahlgitter im KlebstoffVer 0.76 mm (0.030 inch) steel cover sheets, equal no steel mesh in the adhesive
beisp.C 4,2ex. C 4.2
Ver- 1,6 mm (0,063 inch) dickes massives gleichs- StahlblechMade of 1.6 mm (0.063 inch) thick, solid steel sheet
beisp. D 2,0ex. D 2.0
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Beispiel 5Example 5
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß das korrosionsbeständige Stahlgitter durch zwei Schichten Glasgewebe mit 78 Fäden je 2,5 cm (1") ersetzt wird. Es werden ähnliche Ergebnisse beobachtet. The procedure of Example 1 is repeated with the exception that the corrosion-resistant steel mesh is replaced with two layers of 78 filaments (1 ") glass fabric. Similar results are observed.
Die Arbeitsweise von Beispiel 3 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß die drei Stahlgitter durch drei Stücke gestricktes Nylonnetz ersetzt werden. Es wird eine ausgezeichnete Dämpfung (weniger als 0,2 Sekunden) festgestellt.The procedure of Example 3 is with the exception repeats that the three steel grids are replaced by three pieces of knitted nylon net. It will be a excellent damping (less than 0.2 seconds) was noted.
Beispiele 7-10Examples 7-10
Die Formung der Schichtstoffe von Beispiel 1,2,5 und 6 zu "L"- und "U"-förmigen Bügeln (vergleiche Figur 3 und 5 der Zeichnung) ergibt Produkte, die sich hinsichtlich der kritischen Dämpfung in Prozent vorteilhaft mit dem Bügel von Beispiel 4 vergleichen lassen.The formation of the laminates of Examples 1, 2, 5 and 6 to "L" - and "U" -shaped brackets (compare FIGS. 3 and 5 of the drawing) results in products that differ with regard to the critical damping in percent can advantageously be compared with the bracket from example 4.
Die Aluminiumbleche des Schichtstoffs von Beispiel 1 werden durch ähnliche Bleche aus Kohlenstoffstahl ersetzt, und es wird ein im Handel erhältlicher Polychloropren/Phenolformaldehyd-Klebstoff verwendet. Es wird wiederum ein ausgezeichneter schwingungsdämpfender Schichtstoff erhalten.The aluminum sheets of the laminate from Example 1 are used is replaced by similar carbon steel sheets, and it becomes a commercially available polychloroprene / phenol-formaldehyde adhesive used. Again, an excellent vibration damping laminate is obtained.
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2206U52206U5
Beispiel 12Example 12
Die drei Gitter des Schichtstoffs von Beispiel 4 werden durch 5 Gitter aus gewebtem Kupferdrahtnetz ersetzt. Ferner wird anstelle des Polyurethanklebstoffs ein im Handel erhältlicher Polyimidklebstoff verwendet. Die kritische Dämpfung eines daraus erzeugten "W"-förmigen Bügels (vergleiche Figur 4 der Zeichnung) beträgt 6,0 %.The three grids of the laminate of Example 4 are replaced by 5 grids of woven copper wire mesh. Further a commercially available polyimide adhesive is used in place of the polyurethane adhesive. The critical one Attenuation of a "W" -shaped bracket produced therefrom (compare FIG. 4 of the drawing) is 6.0%.
Die Aluminiumdeckbleche des Schichtstoffs von Beispiel 2 werden durch Titanbleche ersetzt, und es wird ein im Handel erhältlicher Nitrilkautschukklebstoff verwendet. Die Formung des Schichtstoffs zu einem "Doppel-S"-Gebilde ergibt einen Bügel mit ausgezeichneter Schwingungsdämpfung .The aluminum cover sheets of the laminate of Example 2 are replaced with titanium sheets and it becomes a commercially available one available nitrile rubber adhesive is used. Forming the laminate into a "double S" structure results in a bracket with excellent vibration damping.
48 Teile Glycidylmethacrylat werden zu 48 Teilen feingepulvertem 3,3'-Methylen-bis-ortho-chloranilin in einem geeigneten Reaktionsgefäß gegeben. Die Mischung wird auf eine Temperatur von etwa 65 0C erwärmt, damit sich die Stoffe lösen, und dann werden 3,3 Teile im Handel erhältliches Epoxysilan, 2,0 Teile Celluloseacetatbutyrat (20 % Feststoffe in Methylisobuty!keton) und 0,6 Teile 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexan zugesetzt. Zu der erhaltenen Mischung wird eine Methyläthylketonlösung eines handelsüblichen Polyurethanharzes auf Polyesterbasis gegeben, das aus einem Äthylenglycoladipatpolyester durch Umsetzung mit Toluylendiisocyanat hergestellt ist. Ein erster Teil der entstandenen Mischung wird,48 parts of glycidyl methacrylate are added to 48 parts of finely powdered 3,3'-methylene-bis-ortho-chloroaniline in a suitable reaction vessel. The mixture is heated to a temperature of about 65 0 C to dissolve the materials, and then 3.3 parts of a commercially available epoxy silane, 2.0 parts of cellulose acetate (20% solids in ketone Methylisobuty!) And 0.6 parts 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane added. A methyl ethyl ketone solution of a commercially available polyester-based polyurethane resin, which is prepared from an ethylene glycol adipate polyester by reaction with tolylene diisocyanate, is added to the mixture obtained. A first part of the resulting mixture is
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-27- 2206H5-27- 2206H5
bezogen "auf den Feststoffgehalt, mit 4fO % Azobisisobutyronitril als Treibmittel versetzt. Die erhaltene Lösung wird durch Sprühbeschichtung auf ein Aluminiumgitter aufgetragen, und dann wird das Lösungsmittel bei Raumtemperatur verdampfen gelassen. Auf das beschichtete Gitter wird dann feingemahlener Vermiculit gestreut. Dann wird das Aluminiumgitter in den zweiten Teil der oben erzeugten Mischung (100 % Feststoffe) eingebettet und zwischen Polyäthylentrennfolien und Metallpreßplatten gepreßt, wodurch nach 16 Stunden bei Raumtemperatur ein berührungstrockner freitragender Film erhalten wird. Nach Entfernung der Trennfolie wird ein "beta-StufenIt-"Latentschaum"-Film gewonnen, der durch Einwirkung von Wärme verschäumbar ist.based "on the solids content, with 4 f O% of azobisisobutyronitrile as a blowing agent. The resulting solution is spray coated on an aluminum mesh, and then the solvent at room temperature is allowed to evaporate. On the coated grid finely ground vermiculite is then scattered Then, the. . a non-contact dryer self-supporting film is obtained aluminum grid (100% solids) embedded in the second part of the mixture produced above and pressed between Polyäthylentrennfolien and Metallpreßplatten, whereby after 16 hours at room temperature after removing the release film is a "beta-stages It -" latent foam " -Film won, which is foamable by the action of heat.
Beispiele 15-16Examples 15-16
Zur Herstellung eines Metallschichtstoffs wird der in Beispiel 14 erzeugte freitragende Klebstoffilm zwischen zwei Stücke von 15 cm χ 30 cm (6" χ 12") aus 0,1 ram (0,040") dickem Aluminiumblech gelegt. Der Stapel wird dann 5 bis 10 Minuten lang in eine Heißpresse mit 165 bis 170 0C bei 1,75 bis 3,50 kg/cm2 (25 - 50 psi) gebracht, um den Film zu schäumen. Dann wird die Heizung abgeschaltet, und die Probe wird in der Presse auf etwa 66°C (150 0F) abkühlen gelassen (20 Minuten). Dann wird der erzeugte Schichtstoff herausgenommen und abgekühlt. Zum Vergleich wird in der gleichen Weise ein Metallschichtstoff unter Verwendung eines Klebstoffilms erzeugt, der kein Azobisisobutyronitril oder Vermiculit enthält. Ferner werden ähnliche Schichtstoffe ohne das Metallgitter hergestellt. Die Schälfestigkeit und die Dämpfungszeit sind in Tabelle III angegeben, aus der die besonderen Eigenschaften der. erfindungsgemäß erzeugten Metallschichtstoffe im Vergleich zu den anderen Schichtstoffen zu ersehen sind.To make a metal laminate, the self-supporting adhesive film produced in Example 14 is placed between two 6 "12" pieces of 0.1 ram (0.040 ") thick aluminum sheet. The stack is then 5 to 10 minutes placed in a hot press at 165 to 170 ° C. at 1.75 to 3.50 kg / cm 2 (25-50 psi) to foam the film, then the heater is turned off and the sample is brought to about 66 ° C (150 0 F) allowed to cool (20 minutes). Then, the laminate formed is taken out and cooled. in the same way a metal laminate is produced using an adhesive film for comparison containing no azobisisobutyronitrile or vermiculite. Further, similar laminates The peel strength and the damping time are given in Table III, from which the special properties of the metal laminates produced according to the invention can be seen in comparison with the other laminates en are.
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Es zeigt sich, daß die Klebstoffschicht, die den ten Kern enthält, die besten sehwingungsdämpfendeii !Agentschaften hat (Beispiel 15). Außerdem wird diese gute Schwingungsdämpfung mit einer nur geringen Abnahme der Adhäsionsfestigkeit (im Vergleich zu der ungeschäumten Klebstoffzwisehenlage, Vergleichsbeispiel E) erreicht. Mit dem Vergleichsschichtstoff F, der ungeschäumt ist, jedoch absichtlich in die Leimfuge eingeschlossene Hohlräume mit Luft aufweist, wird zwar eine gute Schwingungsdämpfung erreicht, die Schälfestigkeit des Schichtstoffs ist jedoch erheblich vermindert. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Schichtstoffs liegt also darin, daß mit diesen Systemen eine gute Schwingungsdämpfung mit einer sehr geringen Einbuße an Adhäsionsfestigkeit erreicht wird.It is found that the adhesive layer that the th core, which has the best vibration damping agents (example 15). It also gets good vibration damping with only a slight decrease in adhesive strength (compared to the unfoamed adhesive pad, Comparative example E) achieved. With the comparative laminate F, which is unfoamed, however Has cavities with air that are intentionally enclosed in the glue joint, good vibration damping is indeed achieved reached, but the peel strength of the laminate is considerably reduced. The peculiarity of the invention Laminate is therefore that with these systems one good vibration damping is achieved with a very low loss of adhesive strength.
209 83 7/0734209 83 7/0734
IIIIII
Aufbauconstruction
T-Schälfestigkeit kg/cm (ppi) T-peel strength kg / cm (ppi)
Dämpfungszeit (a); (see.) Damping time (a); (lake.)
1515th
wie oben beschriebenas described above
17,917.9
(100)(100)
0,30.3
O
CO
OOO
CO
OO
Vergleichs- I1Om (0,040")
beispiel EComparative I 1 Om (0.040 ")
example E
3003 Aluminiumblech3003 aluminum sheet
0,74 mm (0,029") dicke Klebeschicht mit eingebettetem Aluminiumgitter 1,0 mm (0,040") 3003 Aluminiumblech0.74 mm (0.029 ") thick adhesive layer with embedded aluminum mesh 1.0 mm (0.040") 3003 aluminum sheet
Vergleichs- wie E, jedoch mit Hohlräumen beispiel F (Luft) in der Klebeschicht 22,3Comparative as E, but with cavities, for example F (air) in the adhesive layer 22.3
6,256.25
(125)(125)
(35)(35)
1,21.2
0,50.5
Vergleichs- 0,32 mm (0,0125") Aluminiumblech beispiel G 0,43 mm (0,017") dicke Klebeschicht mit eingebettetem Metallgitter 0,32 mm (0/0125") Aluminiumblech 17,9Comparative 0.32 mm (0.0125 ") aluminum sheet, for example G 0.43 mm (0.017") thick adhesive layer with embedded metal grid 0.32 mm (0/0125 ") aluminum sheet 17.9
(100)(100)
1111
1616
wie G, jedoch Schäumwirkung (Azobisisobutyronitril) im Klebstoff, der Metallgitter umgibt, induziert 13,2like G, but induces foaming effect (azobisisobutyronitrile) in the adhesive surrounding the metal grid 13.2
(74)(74)
(a) Dämpfungszeit ist die Zeit, die bis zum sichtbaren Aufhören des Schwingens eines in einem Ende festeingespannten Streifens aus dem Schichtstoff mit 12,7 mm χ 25 cm (1/2" χ 10") erforderlich ist, wenn dieser um 2,5 cm (1") aus seiner Ruhelage abgebogen und rasch losgelassen wird. Niedrigere Werte geben bessere Dämpfungseigenschaften an.(a) Damping time is the time it takes for a 1/2 "χ 10" (1/2 "10") strip of laminate clamped tightly in one end is required if it is 2.5 cm (1 ") out its rest position is turned and quickly released. Lower values mean better Damping properties.
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Beispiel 17Example 17
Die Arbeitsweise von Beispiel 14 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß Triisopropylamin (70 % des stöchiometrisehen Äquivalents) als Härtungsmittel anstelle des Methylen-bisortho-ehloranilins verwendet wird. Es wird ein trockener Film erzeugt, der nach Verarbeitung zu einem Schichtstoff wie in Beispiel 15 ausgezeichnete Schwingungsdämpfung und Haftung aufweist.The procedure of Example 14 is with the exception repeats that triisopropylamine (70% of the stoichiometric Equivalents) as a hardening agent instead of methylene-bisortho-ehloraniline is used. A dry film is produced which, after processing, becomes a laminate as in Example 15, has excellent vibration damping and adhesion.
Ein Kohlenstoffstahl/Kohlenstoffstahl-Schichtstoff wird wie in Beispiel 15 mit dem Film von Beispiel 14 erzeugt. Es wird ein Schichtstoff mit ausgezeichneter Schwingungsdämpfung erhalten.A carbon steel / carbon steel laminate is produced as in Example 15 with the film of Example 14. A laminate with excellent vibration damping is obtained.
Die Arbeitsweise von Beispiel 14 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß kein Celluloseacetatbutyrat verwendet wird. Es werden ähnliche Ergebnisse erhalten.The procedure of Example 14 is repeated except that cellulose acetate butyrate is not used will. Similar results are obtained.
Wenn aus dem Ansatz von Beispiel 14 das Epoxysilan und das Glycidylmethacrylat weggelassen werden, wird ein klebfreier selbsttragender Film erhalten, der bei Verwendung zur Erzeugung eines Schichtstoffs wie in Beispiel 15 eine schwingungsdämpfende Struktur mit hoher Qualität ergibt.If from the approach of Example 14, the epoxysilane and the glycidyl methacrylate are omitted, a tack-free self-supporting film is obtained, which when used to produce a laminate as in Example 15, a vibration-damping structure with high Quality results.
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3 e i s'p let 21 3 ei s'p let 21
Die Arbeitsweise von Beispiel 17 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß eine äquivalente Menge MäthylenglpspJl 170 % des stöehiometrisehen liguivalents) anstelle «äes Triisopropanolamins verwendet wird» Wenn -aas dem Film ein Schichtstoff erzeugt wird, werden ähnliche Ergebnisse erhalten.The procedure of Example 17 is repeated with the exception that an equivalent amount of methylene glycol ( 170 % of the stoichiometric liguivalents) is used in place of "ae triisopropanolamine". If a laminate is produced on the film, similar results are obtained.
Die Arbeitsweise von Beispiel 21, wird jait der wiederholt, daß als Härtwngsmittei 1,2,3-Butaatriol verwendet wird wnd üas Gitter aus Polyäthylen besteht* Es werden wiederum ausgezeichnete Ergebnisse erhalten»The procedure of Example 21 is repeated, except that 1,2,3-butaatriol is used as the hardening agent and the grid is made of polyethylene * Excellent results are again obtained »
Die Verwendung einer stbchiometrisch äquivalenten Menge 4,4I-Diaminodiphenylmethan anstelle des Chloranilins von Beispiel 14 ergibt einen. Klebstoff lim, jolt dem Schicht-Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften wie in Beispiel 3.4 erhalten werden.The use of a stoichiometrically equivalent amount of 4,4 I -diaminodiphenylmethane instead of the chloroaniline of Example 14 results in a. Adhesive lim, jolt from which layer materials with properties similar to those in Example 3.4 are obtained.
Die Arbeitsweise von Beispiel 23 wird mit der Ausnahme wiederholt, das p-Phenylendiamin anstelle der Methanverbindung verwendet wird. Es werden ähnliche Ergebnisse festgestellt.The procedure of Example 23 is with the exception repeats the p-phenylenediamine instead of the methane compound is used. Similar results are found.
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Beispiele 25-27Examples 25-27
Wenn das Glycidylmethacrylat von Beispiel 14 durch 2,2-Bis(p-hydroxyphenyl)propan, Allylglycidyläther bzw. Diglycidylphthalat ersetzt wird, werden selbsttragende verschäumbare Filme mit ähnlichen Eigenschaften erhaltenWhen the glycidyl methacrylate of Example 14 is replaced by 2,2-bis (p-hydroxyphenyl) propane, Allyl glycidyl ether or diglycidyl phthalate will be self-supporting foamable films with similar properties are obtained
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