CS254508B1

CS254508B1 - Substance for damping laminating metal materials namely laminated metal sheets

Info

Publication number: CS254508B1
Application number: CS189386A
Authority: CS
Inventors: Jiri Vlastnik; Pavel Peremsky; Josef Zvonicek; Oldrich Cada; Otakar Vondrasek; Karel Mec; Bretislav Bojda
Original assignee: Jiri Vlastnik; Pavel Peremsky; Josef Zvonicek; Oldrich Cada; Otakar Vondrasek; Karel Mec; Bretislav Bojda
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1988-01-15

Abstract

Podle hmotnosti sestává z 20 až 120 dílů etylénvinylacetátu s obsahem 5 až 60 % hmotnostních vinylacetátových skupin, z 50 až 170 dílů modifikované pryskyřice jako je například fenolformaldehydová pryskyřice modifikovaná kalafunou, z 5 až 150 dílů aktivního plniva jako je například síran barnatý a z 1 až 30 dílů změkčovadla například ftalátového.Depending on the weight, it consists of 20 to 120 parts % ethylene vinyl acetate containing 5 to 60% by weight vinylacetate groups, from 50 to 170 parts of modified resin such as phenol formaldehyde resin modified rosin, from 5 to 150 parts active fillers such as barium sulfate and from 1 to 30 parts of a plasticizer such as phthalate.

Description

Vynález se týká hmoty pro výrobu vrstvených materiálů s vysokým tlumicím účinkem na hluk a vibraci.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for the production of laminated materials having a high sound and vibration damping effect.

Pro tlumení vysokých hladin vibračních a zvukových frekvencí produkovaných hlučícími agregáty nebo strojními jednotkami a pro odhlučnění pracovních prostorů v blízkosti i uvnitř takových zdrojů se používá bud tlumicích izolačních vrstev z objemných, nejčastěji pěnových plastů nalepovaných jednostranně na stěny, nebo kryty takových zařízení, nebo se používají izolační plechy vyrobené spojením dvou plechů vhodnou plastickou hmotou tak, aby celek měl vysoký koeficient vnitřního tlumení.To damp the high levels of vibration and sound frequencies produced by noise generating units or machinery units and to isolate working spaces both near and inside such sources, either damping insulation layers of bulky, mostly foamed plastics, glued unilaterally to the walls or covers of such equipment, are used or Insulating sheets produced by joining two sheets with a suitable plastic so that the unit has a high internal damping coefficient.

Dosud vyráběné izolační vrstvené materiály mají jednostranně nalepován nebo jiným způsobem uchycen lehčený plastický materiál na bázi polyetylénu, polystyrénu, PVC nebo kaučuků, přitom je tlumicí efekt vzhledem k celkové tlouštce poměrně malý. Intenzita tlumení může být hodnocena několika způsoby. Nejčastěji se používá způsob pomocí logaritmického dekrementu, který porovnává dvě sousední amplitudy tlumených kmitů. Jeho hodnoty se uvádějí v %. U běžných kovových tabulí se pohybuje logaritmický dekrement - též zvaný ztrátový faktor - v rozmezí 0,001 až 0,01. U speciálních tlumicích plechů se dosahuje hodnot 0,6 až 0,9 v rozmezí optimálních frekvencí a teplot.The insulating laminates produced hitherto have a lightweight plastic material based on polyethylene, polystyrene, PVC or rubbers unilaterally glued or otherwise attached, while the damping effect with respect to the overall thickness is relatively low. The damping intensity can be evaluated in several ways. The most commonly used method is logarithmic decrement, which compares two adjacent amplitudes of damped oscillations. Its values are given in%. For conventional metal sheets, the logarithmic decrement - also called the loss factor - is in the range of 0.001 to 0.01. For special damping plates, values of 0.6 to 0.9 are achieved within the optimum frequency and temperature range.

Vysoké vnitřní tlumení nemůže být dosaženo pouze úpravou jedné strany plochy plechu, protože při této úpravě vznikají vlivem vibrací pouze tahová namáhání. Naproti tomu jsou plastické vrstvy uvnitř dvojitých systémů plechů vystaveny namáhání smykovému, které je schopno absorbovat větší množství energie kmitání a proto je jejich výsledkem kratší dozvuková perioda a tím i vyšší hodnoty ztrátového faktoru.The high internal damping cannot be achieved only by treating one side of the sheet metal surface, since only tensile stresses are caused by vibrations. On the other hand, the plastic layers within the double sheet metal systems are subjected to shear stresses which are able to absorb a greater amount of oscillation energy and therefore result in a shorter reverberation period and hence higher loss factor values.

Další nevýhodou jednostranně vrstvených izolačních plechů je to, že je nelze tvarovat a proto musí být izolační vrstvy nanášeny až na vytvarované plechy. Životnost těchto materiálů je snižována přímým stykem tlumicích hmot s prostředím, ve kterém jsou použity. Ze zvukoizolačních dvojitých plechů je možno přímo vyrábět tvarováním a spojováním vlastní tlumicí předměty jako skříně, zakrytování agregátů, mezistěny, podlahy, dopadové plochy, nosné stěny, střeš ní krytiny apod.Another disadvantage of single-layer insulated sheets is that they cannot be shaped and therefore the insulating layers must be applied to the formed sheets. The service life of these materials is reduced by direct contact of the damping materials with the environment in which they are used. Sound insulating double sheets can be directly produced by shaping and joining own damping objects such as cabinets, covering aggregates, partition walls, floors, impact surfaces, bearing walls, roofing, etc.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny hmotou pro tlumicí vrstvené kovové materiály zejména ocelové plechy na bázi vinylacetátu a pryskyřice podle vynálezu, jehož podstata spočívá v .tom, že hmota podle hmotnosti sestává z 20 až 120 dílů etylénvinylacetátu s obsahem 5 až 60 % hmotnostních vinylacetátových skupin, z 50 až 170 dílů modifikované pryskyřice jako je např. fenolformaldehydová pryskyřice modifikovaná kalafunou, z 5 až 150 dílů aktivního plniva jako je např. síran barnatý a z 1 až 30 dílů změkčovadla např. ftalátového.The above-mentioned drawbacks are overcome by the composition for the damping layered metal materials, in particular the vinyl acetate-based steel sheets and the resin according to the invention, characterized in that the composition by weight consists of 20 to 120 parts ethylene vinyl acetate containing 5 to 60% by weight vinyl acetate groups. from 50 to 170 parts of a modified resin such as rosin-modified phenol-formaldehyde resin, from 5 to 150 parts of an active filler such as barium sulfate, and from 1 to 30 parts of a plasticizer such as phthalate.

Hmota tvoří termoplastické lepidlo obsahující kromě etylénvinylacetátu modifikovanou pryskyřici jako je fenolformaldehydová pryskyřice modifikovaná kalafunou, glycerinesterem kalafuny, glycerinesterem aduktu pryskyřičných kyselin s anhydridem dikarbonové kyseliny. Pojivém je příkladně síran barnatý, kysličník křemičitý, kysličník hořečnatý, mikromletý vápenec, saze, kovové prášky a oxidy kovů.The composition comprises a thermoplastic adhesive containing, in addition to ethylene vinyl acetate, a modified resin such as rosin-modified phenol-formaldehyde resin, rosin glycerolines, dicarboxylic anhydride resin acid glycerol esters. The binder is, for example, barium sulfate, silica, magnesium oxide, micronized limestone, carbon black, metal powders and metal oxides.

Vícevrstvé materiály spojované hmotou podle vynálezu mohou být vyrobeny ze dvou nebo více vrstev jednoho stejného kovového materiálu nebo z kombinací rozdílných kovových materiálů tak,· že jsou zajištěny vedle vlastností vysokého tlumení ještě další, z konstrukčního hlediska důležité vlastnosti jako otěruvzdornost vrchního plechu, maximální odlehčení sestavy, dlouhodobá protikorozní odolnost nebo použitelnost pro hluboké prolisování. Vhodnými kombinacemi -tlouštěk plechů a plastů, a také složením plastů může být dosahováno optimálního tlumení nízkých, vysokých i všech rozsahů frekvencí.The multilayer bonded materials of the invention may be made from two or more layers of the same metal material or combinations of different metal materials such that, besides the high damping properties, other structurally important properties such as wear resistance of the top sheet, maximum assembly lightness are assured. , long-term corrosion resistance or applicability for deep embossing. By suitable combinations of sheet metal and plastic thicknesses as well as plastic composition, optimum damping of low, high and all frequency ranges can be achieved.

Výhodou použití hmoty podle vynálezu u vrstvených izolačních materiálů je, že se jí dociluje vysoké tlumení zvukových a vibračních energií, úpravou plechů a plastů i v požadovaných oblastech frekvencí, dále, že tvarovatelnost je stejná jako u jednoduchých plechů, při použití vhodných plechů jsou tyto použitelné pro hluboké prolisování při zachování tlumicích vlastností a soudržnosti vrstev.The advantage of using the composition according to the invention in laminated insulating materials is that it achieves high damping of sound and vibration energies, by treating sheets and plastics even in the required frequency ranges, and that the formability is the same as for simple sheets. for deep embossing while maintaining damping properties and cohesiveness of the layers.

Další výhodou je vysoká tvrdost nebo otěruvzdornost sestavy na její funkční straně při použití vhodného ocelového materiálu, je možné odlehčení sestavy použitím jedné nebo více vrstev z lehkého kovu. Dociluje se dlouhodobá protikorozní odolnost použitím legované oceli na funkční straně sestavy s případnou možností úpravy plochy na vysoký lesk, jakož i možnost povrchové úpravy výrobků z těchto plechů pomocí běžných nátěrových hmot bez nutnosti mechanické nebo chemické předúpravy povrchů.Another advantage is the high hardness or abrasion resistance of the assembly on its functional side when using a suitable steel material, it is possible to relieve the assembly by using one or more light metal layers. Long-term corrosion resistance is achieved by the use of alloyed steel on the functional side of the assembly, with the possibility of high-gloss surface treatment as well as the possibility of surface treatment of these sheet metal products with conventional paints without mechanical or chemical surface pretreatment.

Příklad 1Example 1

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tloušťky 1 mm, samolepicí fólie tloušťky 0,5 mm, druhý stejný ocelový plech. Fólie PVC ze 60 hmotnostních % plněná mikromletým vápencem. Lepidlo 2-etyl-hexyl-akrylát v nánosu po 40 g.m na obou stranách folie. Vyrobeno lisováním při 23 °C, tlak 1,0 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 25 °O 60 %, při 50 °C 45 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, self-adhesive foil thickness of 0.5 mm, the second same steel sheet. 60% weight PVC film filled with micronized limestone. 2-ethylhexyl acrylate adhesive in a 40 gm coating on both sides of the film. Made by pressing at 23 ° C, pressure 1,0 MPa. Internal damping coefficient at 25 ° 60%, at 50 ° C 45%.

Příklad 2Example 2

Složení sestavy: ocelový hlubokotažný plech tlouštky 0,3 mm, samolepicí fólie tlouštky 0,5 mm, druhý stejný ocelový plech. Fólie a lepidlo stejné jako u příkladu 1. Vyrobeno kontinuálním válcováním při 23 °C. Koeficient vnitřního tlumení při 25 °C 80 %, při 45 °C 60 %.Assembly composition: steel deep-drawing sheet thickness of 0.3 mm, self-adhesive foil thickness of 0.5 mm, the second same steel sheet. Foil and adhesive as in Example 1. Made by continuous rolling at 23 ° C. Internal damping coefficient at 25 ° C 80%, at 45 ° C 60%.

Příklad 3Example 3

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,2 mm, fólie 0,5 mm, tavné lepidlo 0,2 mm, druhý stejný ocelový plech. Fólie stejná jako u příkladu 1.Assembly composition: low-carbon steel sheet 1 mm thick, hot-melt adhesive 0,2 mm, foil 0,5 mm, hot-melt adhesive 0,2 mm, second same steel sheet. The film is the same as in Example 1.

Tavné lepidlo složeno z 36 hmotnostních dílů kopolyméru etylénvinylacetátu s obsahem vinylacetátové skupiny 40 % hmotnostních, 54 hmotnostních dílů fenolformaldehydové pryskyřice modifikované kalafunou, 9 hmotnostních dílů kaolínu, 1 hmotnostního dílu sazí. Vyrobeno lisováním při 130 °C, tlak 1,2 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 23 °C 75 % a při 50 °C 55 %.Hotmelt adhesive consisting of 36 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate group content of 40% by weight, 54 parts by weight of rosin-modified phenol-formaldehyde resin, 9 parts by weight of kaolin, 1 part by weight of carbon black. Made by pressing at 130 ° C, pressure 1.2 MPa. Internal damping coefficient at 23 ° C 75% and at 50 ° C 55%.

Příklad 4Example 4

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,2 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo stejného složení jako v příkladu 3. Vyrobeno lisováním při 120 °C, tlak 0,1 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 25 °C 20 %, při 50 °C 93%.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.2 mm, the second same steel sheet. Hot melt adhesive of the same composition as in Example 3. Made by pressing at 120 ° C, pressure 0.1 MPa. Internal damping coefficient at 25 ° C 20%, at 50 ° C 93%.

Příklad. 5Example. 5

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo složeno z 55 hmotnostních dílů kopolyméru etylénvinylacetátu s obsahem vinylacetátové skupiny 40 % hmotnostních, 130 hmotnostních dílů fenolformaldehydové pryskyřice modifikované kalafunou, 30 hmotnostních dílů dioktylftalátu. Vyrobeno lisováním při 110 °C, tlak 0,5 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 40 %, při 35 °C 55 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.3 mm, the second same steel sheet. Hotmelt adhesive consisting of 55 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate group content of 40% by weight, 130 parts by weight of rosin-modified phenol-formaldehyde resin, 30 parts by weight of dioctyl phthalate. Made by pressing at 110 ° C, pressure 0.5 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 40%, at 35 ° C 55%.

Přiklad 6Example 6

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, hliníkový plech 0,4 mm. Tavné lepidlo složeno z 55 hmotnostních dílů kopolyméru etylénvinylacetátu s obsahem vinylacetátové skupiny 40 % hmotnostních, 110 hmotnostních dílů fenolformaldehydové pryskyřice modifikované kalafunou, 55 hmotnostních dílů dioktylftalátu, 25 hmotnostních dílů síranu barnatého. Vyrobeno lisováním při 110 °C, tlak 0,5 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 30 %, při 50 °C 45 %, pří 100 °C 30 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.3 mm, aluminum sheet 0.4 mm. Hotmelt adhesive consisting of 55 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymer with a vinyl acetate group content of 40% by weight, 110 parts by weight of rosin-modified phenol-formaldehyde resin, 55 parts by weight of dioctyl phthalate, 25 parts by weight of barium sulfate. Made by pressing at 110 ° C, pressure 0.5 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 30%, at 50 ° C 45%, at 100 ° C 30%.

Příklad 7Example 7

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo složeno z 90 hmotnostních dílů kopolymerů etylénvinylacetátu s obsahem 40 % hmotnostních vinylacetátové skupiny, 18 hmotnostních dílů kopolymerů etylénvinylaoetátu s obsahem 7 % hmotnostních vinylacetátové skupiny, 160 hmotnostních dílů fenolformaldehydové pryskyřice modifikované kalafunou, 22 hmotnostních dílů kaolínu, 60 hmotnostních dílů kysličníku olovnatoolovičitého. Vyrobeno lisováním při 120 °C, tlak 0,2 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 32 %, při 40 °C 40 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.3 mm, the second same steel sheet. Hotmelt adhesive consisting of 90 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymers containing 40% by weight of vinyl acetate group, 18 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymers containing 7% by weight of vinyl acetate group, 160 parts by weight of rosin-modified phenol-formaldehyde resin, 22 parts by weight of kaolin, 60 parts by weight of lead oxide. Made by pressing at 120 ° C, pressure 0.2 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 32%, at 40 ° C 40%.

Příklad 8Example 8

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo složeno z 100 hmotnostních dílů kopolymerů etylénvinylacetátu s obsahem 40 % hmotnostních vinylacetátové skupiny, 84 hmotnostních dílů fenolformaldehydové pryskyřice modifikované kalafunou, 14 hmotnostních dílů kaolínu, 2 hmotnostních dílů sazí, 100 hmotnostních dílů železného prachu. Vyrobeno lisováním při 120 °C, tlak 0,2 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 45 i, při 40 °C 30 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.3 mm, the second same steel sheet. Hotmelt adhesive consisting of 100 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymers containing 40% by weight of vinyl acetate group, 84 parts by weight of rosin-modified phenol-formaldehyde resin, 14 parts by weight of kaolin, 2 parts by weight of carbon black, 100 parts by weight of iron powder. Made by pressing at 120 ° C, pressure 0.2 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 45 i, at 40 ° C 30%.

Příklad 9Example 9

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo složeno ze 108 hmotnostních dílů kopolymerů etylénvinylacetátu s obsahem 40 % hmotnostních vinylacetátové skupiny, 160 hmotnostních dílů glycerínesteru kalafuny, 27 hmotnostních dílů kaolínu, 3 hmotnostních dílů sazí. Vyrobeno lisováním při 120 °C, tlak 0,2 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 30 %, při 40 °C 70 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet of 1 mm thickness, hot-melt adhesive 0.3 mm, the second same steel sheet. Hotmelt adhesive consisting of 108 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymers containing 40% by weight of vinyl acetate group, 160 parts by weight of rosin glycerine ester, 27 parts by weight of kaolin, 3 parts by weight of carbon black. Made by pressing at 120 ° C, pressure 0.2 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 30%, at 40 ° C 70%.

Příklad 10Example 10

Složení sestavy: nízkouhlíkový ocelový plech tlouštky 1 mm, tavné lepidlo 0,3 mm, druhý stejný ocelový plech. Tavné lepidlo složeno ze 108 hmotnostních dílů kopolymerů etylénvinylacetátu s obsahem 40 % hmotnostních vinylacetátové skupiny, 162 hmotnostních fílů glyoerinesteru aduktu pryskyřičných kyselin, 27 hmotnostních dílů kaolínu, 3 hmotnostních dílů sazí. Vyrobeno lisováním při 120 °C, tlak 0,2 MPa. Koeficient vnitřního tlumení při 20 °C 70 4, při 40 °C 50 %, při 90 °C 30 %.Assembly composition: low-carbon steel sheet 1 mm thick, hot-melt adhesive 0.3 mm, the second same steel sheet. Hotmelt adhesive consisting of 108 parts by weight of ethylene vinyl acetate copolymers containing 40% by weight of vinyl acetate group, 162 parts by weight of glyoerine ester adduct of resin acids, 27 parts by weight of kaolin, 3 parts by weight of carbon black. Made by pressing at 120 ° C, pressure 0.2 MPa. Internal damping coefficient at 20 ° C 70 4, at 40 ° C 50%, at 90 ° C 30%.

Většina uvedených příkladů řeší výrobu vrstvených materiálů pro snižování hladiny zvuků v rozsahu normálních teplot, případně teplot mírně zvýšených do 60 až 70 °C. Některé typy příklad 6 a 7 - však vykazují tlumení i za teplot 90 °C při zachování soudržnosti sestavy.Most of the above examples deal with the production of laminated materials for reducing sound levels in the normal temperature range, or temperatures slightly raised to 60-70 ° C. However, some types of Examples 6 and 7 exhibit damping even at 90 ° C while maintaining assembly consistency.

Použití hmoty podle vynálezu je vhodné pro výrobu vrstvených materiálů jako jsou ocelové plechy, přičemž hmota je mezi spojované materiály vkládána ve formě fólie a spojení je dosaženo zvýšeným tlakem nebo zvýšenou teplotou, nebo jako termoplastické lepidlo je na spojované materiály nanášena ve formě taveniny. Výsledným produktem je vícevrstvý tvarovatelný zvukoizo lačni materiál, použitelný jako tlumicí a současně konstrukční materiál pro kryty nebo pracovní stěny prostorů s nadměrným hlukem.The use of the composition according to the invention is suitable for the production of laminated materials such as steel sheets, wherein the composition is sandwiched between the materials to be bonded and the bond is achieved by elevated pressure or elevated temperature, or as a melt. The resulting product is a multilayer moldable sound insulation material, which can be used as a damping and construction material for covers or work walls of areas with excessive noise.

Claims

Composite material for damping laminated metal materials, in particular laminated metal sheets, based on vinyl acetate and resin, characterized in that it consists, by weight, of 20 to 120 parts of ethylene vinyl acetate containing 5 to 60 parts by weight of vinyl acetate groups, of 50 to 170 parts of modified resin such as phenol formaldehyde rosin-modified resin, from 5 to 150 parts of an active filler such as barium sulfate and from 1 to 30 parts of a plasticizer such as phthalate.