DE1166466B - Entdroehnungsmassen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C08f

Deutsche Kl.: 39 b-22/06

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 54944IV c/39 b
26. September 1959
26. März 1964

Es ist bekannt, Entdröhnungsmassen, d. h. schwingungsdämpfende Auflagemassen für schwingungsfähige Konstruktionen aus feinteiligen Füllstoffen und Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, natürlichen und synthetischen Kautschuklatizes oder wäßrigen Dispersionen von Polyacrylestern oder Acrylestermischpolymerisaten als Bindemittel herzustellen. Die Entdröhnungsmassen sollen mechanische Schwingungen im Frequenzbereich 50 bis 1000 Hertz bei Temperaturen zwischen etwa —20 und +35⁰C dämpfen. Je nachdem, welches Bindemittel bei der Herstellung verwendet wird, eignen sich dünnere Lagen solcher Entdröhnungsmassen für eine gegebene Frequenz nur in einem schmalen Temperaturbereich. So ist z. B. die Schalldämpfung einer Entdröhnungsmasse, zu deren Herstellung als Bindemittel Polyvinylacetat verwendet wurde, für Frequenzen um 200 Hertz, bei +43⁰C gut, bei +1O⁰C dagegen nur noch gering. Wird dagegen Polyvinylpropionat als Bindemittel verwendet, so ist die damit hergestellte Entdröhnungsmasse bei +21⁰C zur Schalldämpfung (200 Hertz) gut geeignet, nicht jedoch bei +10⁰C. Man hat zwar versucht, derartige Nachteile zu beheben, daß man den Bindemitteln Weichmacher zusetzte, doch waren auch die so erhaltenen Entdröhnungsmassen wegen des Ausschwitzens der Weichmacher nicht befriedigend. Als Füllstoffe für die bekannten Entdröhnungsmassen wurden Vermiculit, Kaolinit (Chinaclay), Glimmer, Schwerspat, Asbest und Kreide verwendet.

Es wurde nun gefunden, daß Entdröhnungsmassen aus feinteiligen Füllstoffen und thermoplastischen Bindemitteln besonders vorteilhafte Eigenschaften besitzen, wenn sie als thermoplastische Bindemittel Mischpolymerisate aus Vinylestern von Carbonsäuren mit 2 bis 4 C-Atomen und äthylenisch ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen enthalten.

Geeignete Vinylester für solche Mischpolymerisate sind beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat oder Vinylbutyrat. Mit Vorteil werden Mischpolymerisate des Vinylacetats oder -propionats verwendet.

Äthylenisch ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe für die Mischpolymerisate sind z. B. Äthylen, Propylen, Butylen-(l), Butylen-(2), Isobutylen oder auch Butadien. Ihr Anteil im Mischpolymerisat beträgt vorzugsweise 5 bis 45 Gewichtsprozent.

Aus Mischpolymerisaten von Carbonsäurevinylestern mit ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und 0,1 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,5 bis 5%> ungesättigten Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Maleinsäure, Methacrylsäure oder Itaconsäure, können Entdröhnungsmassen hergestellt werden, die z. B. auf metallischen Unterlagen, vor allem bei Entdröhnungsmassen

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Als Erfinder benannt:

Dr. Helmut Thurn, Frankenthal,

Dr. Hans Rheinhard, Limburgerhof,

Dr. Ernst-Günther Kastning, Assenheim

Temperaturen unterhalb O⁰C, gut haften. An Stelle der ungesättigten Carbonsäuren lassen sich auch deren fester, wie Fumarsäuredibutylester oder Maleinsäuredimethylester, als Zusatz verwenden.

Auch Mischungen von Mischpolymerisaten der erwähnten Zusammensetzungen eignen sich als Bindemittel für Entdröhnungsmassen. Die erfindungsgemäß als thermoplastische Bindemittel dienenden Mischpolymerisate können unter Verwendung von Emulgatoren oder Schutzkolloiden nach den üblichen Verfahren der Emulsionspolymerisation hergestellt sein.

Zur Herstellung von Entdröhnungsmassen werden die genannten Mischpolymerisate in Form von Dispersionen oder Lösungen mit feinteiligen Füllstoffen, wie Glimmer, Vermiculit, Kaolinit (Chinaclay), Schwerspat und Kreide, in den üblichen Mischvorrichtungen gemischt. Besonders eignen sich Vermiculit und tonartige Mineralien, wie Kaolinit (Chinaclay).

Die Temperatur, bei der eine solche Entdröhnungsmasse bei einer bestimmten Frequenz maximal dämpft, liegt im allgemeinen um einige ⁰C über derjenigen, bei der das zur Herstellung dieser Entdröhnungsmasse als Bindemittel verwendete Mischpolymerisaf bei derselben Frequenz maximal dämpft. Diese Temperatur ist außerdem von dem Verhältnis m_x: tn₂ der Masse des Entdröhnungsbelags zur Masse der zu entdröhnenden Unterlage derart abhängig, daß sie mit diesem Verhältnis zunimmt. Dies muß man beim Einstellen einer Entdröhnungsmasse auf einen bestimmten engen Temperaturbereich dadurch berücksichtigen, daß man als Bindemittel im Sinne der Erfindung ein Mischpolymerisat, dessen Dämpfungsmaximum bei einer entsprechenden niedrigeren Temperatur liegt, auswählt.

409 540/585

Neben der Art des als Bindemittel verwendeten Mischpolymerisats und des Füllmittels, ist für die Dämpfungseigenschaften der Entdröhnungsmassen das Mischungsverhältnis von Bindemittel zu Füllstoff von großer Bedeutung. Zum Beispiel hat eine Entdröhnungsmasse aus 72 kg eines Mischpolymerisats aus Vinylpropionat und Äthylen (80:20) mit 28 kg Vermiculit bei einer Temperatur von +4⁰C für eine Frequenz von 200 Hertz ein Dämpfungsmaximum. Wird im Verhältnis zum verwendeten Bindemittel mehr Vermiculit verwendet, so wird eine zum Zerkrümeln neigende Entdröhnungsmasse mit schlechteren Dämpfungseigenschaften erhalten. Dagegen wird das Dämpfungsmaximum einer praktisch nicht zerkrümelnden Entdröhnungsmasse, die aus demselben Bindemittel mit Kaolinit (Chinaclay) als Füllstoff hergestellt ist, für dieselben Temperatur- und Frequenzbedingungen, selbst bei einem Mischungsverhältnis Bindemittel zu Füllstoff von 40: 60, noch nicht erreicht. Im allgemeinen haben erfindungsgemäße Entdröhnungsmassen mit Mischungsverhältnissen Bindemittel zu Füllstoff zwischen 90: 10 und 10:90, vorzugsweise zwischen 80:20 und 20:80, vorzügliche Eigenschaften.

Die Entdröhnungsmassen können in üblicher Weise auf die zu entdröhnenden Unterlagen aufgebracht, z. B. aufgespritzt oder aufgespachtelt werden.

Besondere Vorteile dieser Entdröhnungsmassen liegen in der Möglichkeit, sie auf einfache und wirtscha liegen in der Möglichkeit, sie auf einfache und wirtschaftlich günstige Weise herstellen und in einem verhältnismäßig breiten Temperatur- und Frequenzbereich verwenden zu können. Sie eignen sich vorzüglich zum Entdröhnen von Maschinen und schwingenden Konstruktionsteilen. Sie können außerdem dazu verwendet werden, das Weiterleiten von Schall durch Konstruktionsteile, wie Rohrleitungen und Armaturen, zu verringern.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

50%ige wäßrige Dispersionen verschiedener Mischpolymerisate aus Vinylacetat und Äthylen werden auf 1 mm starke Blechstreifen aufgetragen. Nach dem Trocknen werden die Biegeresonanzeigenschaften dieser Streifen untersucht. In nachstehender Tabelle ist die Verschiebung der Temperatur der mechanischen Dämpfungsmaxima mit steigendem Äthylengehalt im Mischpolymerisat im Bereich von 220 Hertz wiedergegeben.

schäften entsprechender Entdröhnungsmassen, die Glimmer oder Vermiculit enthalten, besser als diejenigen der Auflagen aus den füllstofffreien Mischpolymerisaten.

Entsprechend liegt das Dämpfungsmaximum von Entdröhnungsmassen aus füllstoffhaltigen Polyvinylacetat bei ungünstig hohen Temperaturen, d. h. über +43⁰C.

Beispiel 2

Verschiedene Mengen einer 50%igen wäßrigen Dispersion eines Mischpolymerisates aus 72,5 Teilen Vinylacetat, 17,5 Teilen Äthylen und 10 Teilen Fumarsäuredibutylester werden auf 1 mm starke Blechstreifen aufgetragen. Nach dem Trocknen werden die mechanischen Dämpfungswerte der beschichteten Streifen bestimmt. Die Abhängigkeit der Temperatur des Dämpfungsmaximums (t_max) von dem Verhältnis Belagmasse (/W₁) zu Blechmasse (m₂) wird durch folgende Meßwerte für eine Frequenz von etwa 200 Hertz wiedergegeben.

0,175
0,200
0,275

8,5

9,5

11.0

Die aus diesen Mischpolymerisaten mit feinteiligen Füllstoffen hergestellten Entdröhnungsmassen haben sehr günstige Dämpfungseigenschaften. Sie haften auf einer Blechunterlage auch bei Temperaturen unterhalb 0⁰C sehr gut.

Beispiel 3

50%ige wäßrige Dispersionen verschiedener Mischpolymerisate aus Vinylpropionat und Äthylen werden auf 1 mm starke Blechstreifen aufgetragen. Nach dem Trocknen ist das Verhältnis Tn₁Jm₉, von Belagmasse zu Blechmasse = 0,200. In der folgenden Tabelle sind die Temperaturen der Dämpfungsmaxima der beschichteten Streifen für etwa 200 Hertz angegeben.

	TeileÄthylen	Temperatur
Teile Vinylpropionat		des Dämpfungs
	_	maximums
100	9,5	+210C
90,5	16	+ 10°C
84	19	0°C
81	- 1,5°C

	Teile Äthylen	Temperatur
Teile Vinylacetat		des Dämpfungs
		maximums
100	14	+43°C
86	20	+200C
80	29	+ 1O0C
71	- 70C

max ' mech

Entdröhnungsmassen, die aus diesen Mischpolymerisaten mit feinteiligen Füllstoffen hergestellt werden, haben etwa bei den entsprechenden Temperaturen ein Dämpfungsmaximum. Wird dabei Vermiculit als feinteiliger Füllstoff verwendet, so liegt das Dämpfungsmaximum in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis bei einer jeweils um 1 bis 10⁰C höheren Temperatur. Außerdem sind die Dämpfungseigen-Die Höhe des Dämpfungsmaximums (tan δ, beträgt jeweils 0,08.

Die aus diesen Mischpolymerisaten mit feinteiligen Füllstoffen hergestellten Entdröhnungsmassen haben bei den angegebenen Temperaturen sehr gute Dämpfungseigenschaften.

B e i s ρ i e 1 4

Eine 50°/„ige wäßrige Dispersion eines Mischpolymerisates aus 81 Teilen Vinylpropionat und 19 Teilen Äthylen wird mit Vermiculit bzw. Chinaclay (SPS) in verschiedenen Mengenverhältnissen gemischt und das Dämpfungsmaximum (tan <5 ™«_h) der auf diese Weise hergestellten Entdröhnungsmassen bei einem Verhältnis m_x\m₂ von Belagmasse zu Blechmasse von 0,250 auf Blechunterlagen für jedes Mischungsver-

hältnis bestimmt. Die Meßergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengefaßt.

Teile Misch polymerisat	TeUe Chinaclay	Teile Vermiculit	tan α ™h
100			0,08
80	20	—	0,09
60	40	—	0,11
40	60	—	0,135
80	—	20	0,17
72	—	28	>0,17
60	—	40	0,155
40	—	60	0,10

die mit einer Entdröhnungsmasse aus 40 Teilen desselben Mischpolymerisates und 60 Teilen Chinaclay (SPS) erhalten wurden.

ίο

15

Bei der mit Chinaclay gefüllten Masse werden die Dämpfungseigenschaften mit steigendem Füllstoffanteil verbessert. Selbst bei einem Mischungsverhältnis von 40 Teilen Mischpolymerisat zu 60 Teilen Chinaclay ist das Dämpfungsmaximum noch nicht erreicht, ao Mit Vermiculit als Füllstoff liegt dagegen das Dämpfungsmaximum bei einem Mischungsverhältnis von 72 Teilen Mischpolymerisat zu 28 Teilen Füllstoff. Die Differenz in der absoluten Höhe des Dämpfungsmaximums kann durch eine geringe Vergrößerung des Verhältnisses TnJm₂ ausgeglichen werden, ohne daß eine Entdröhnungsmasse, die Chinaclay an Stelle von Vermiculit als Füllstoff enthält, unwirtschaftlicher wird. Nur eine geringe Vergrößerung des Verhältnisses Wi/m₂ ist deshalb nötig, weil tan<5™e?_h exponentiell zunimmt. Die exponentiell verlaufende Zunahme von tan δ Sech ergibt sich aus den folgenden Meßwerten,

InJm2	tan σ S3.
0,175 0,200 0,250 0,275	0,060 0,080 0,135 0,190

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Entdröhnungsmassen aus feinteiligen Füllstoffen und thermoplastischen Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdröhnungsmassen als thermoplastische Bindemittel Mischpolymerisate aus 55 bis 95 Gewichtsprozent Vinylestern von Carbonsäuren mit 2 bis 4 C-Atomen, 5 bis 45 Gewichtsprozent äthylenisch ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen und gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gewichtsprozent ungesättigten Carbonsäuren oder deren Estern enthalten.

2. Entdröhnungsmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdröhnungsmassen als Bindemittel Gemische der Vinylester-Mischpolymerisate enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 872 366;
»Acustica« (1956), Heft 6, S. 144 bis 153.

409 540/585 3.64 © Bundesdruckerei Berlin