DE1675566A1 - Schwingungsdaempfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten aus Vinylacetat/AEthylen/Isononan-,Isodecan-Carbonsaeurevinylestergemisch-Copolymerisaten - Google Patents
Schwingungsdaempfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten aus Vinylacetat/AEthylen/Isononan-,Isodecan-Carbonsaeurevinylestergemisch-CopolymerisatenInfo
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Description
FARBWERKE HOECHST AG, vormals Meister Lucius & BrUning
Patentanmeldung: P 16 75 566.1 - Fw 5050 = Gm 724
Datum: 1. September I969 - Dr.Stk/seh
Schwingungsdämpfende Verbundsysteme mit Zwischenschichten aus Vinylacetat/Äthylen/Isononan-, Isodecan- und Isoundecan-Carbonsäurevinylestergemisch-Copolymerisaten
Aus der belgischen Patentschrift 598 β03 ist bekannt, daß man
hochwertige Temperaturbreitband-Entdröhnungsmittel zur Dämpfung der Biegeschwingungen von Blechkonstruktionen durch Copolymerisation
von Monomeren herstellen kann, deren Homopolymerisate sich in ihrer Einfriertemperatur um mindestens 200C
unterscheiden. In dieser Patentschrift wurde auch bereits darauf hingewiesen, daß als Temperaturbreitband-Entdröhnungsmittel
u.a. überwiegend amorphe Copolymerisate aus Äthylen und Vinylestern von Fettsäuren mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen in
Frage kommen, also auch Vinylacetat-Äthylen-Copolymerisate.
Die bisher verwendeten Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisate
konnten jedoch nicht allen Anforderungen der Praxis gentigen. t
Es wurde nun,gefunden, daß man Verbundsysteme aus harten
Platten, insbesondere Blechen, mit einer wesentlich besseren Dämpfung in einem sehr breiten Temperaturbereich erhält, wenn
t » «■ W*^- W t
ass. v. 4. 9.1967)
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- 2 - · Pw 5050 =* Gm 724
man als schv/ingungsdänr-pfende, selbstklebende Zwischenschicht
ein aus 65 - 30 Gew.-# Vinylacetat, 20 - 40 GeW".-# Äthylen,
15 - 30 Gsw.-# eines Gemisches aus Isononan-, Isodecan- und
Isöundecan-Carbonsäurevinylester und 0-5 Gew.-# Acryl- und/
oder Methacrylsäure aufgebautes Copolymerisat verwendet. Durch den Einbau einer dritten Komponente werden die Dämpfungseigenschaften
von Vinylacetat/Äthylen-Copolymer!säten, die einen
erheblichen Anteil an Vinylacetat enthalten, noch weiter verbessert und man kann mit diesen modifizierten Vinylacetat/
^ Äthylen-Copolymeriöaten, bei denen die entdröhnende Wirkung
ebenfalls kritisch vom Gewichtsverhältnis der Monomeren abhängt,
glatte und extrem breite £ ampfungskurven mit sehr hohen
Maximalwerten der Dämpfung in bestimmten Temperaturbereichen erhalten. Außerdem bieten sie u.U. den Vorteil einer Verbilligung
des Entdröhnungsmittels.
So VTurde gefunden, daß mit 20 bis 30 Gew.-^ eines Gemisches aus
Isononan-,
Isodecan- und Isoundecan-Carbonsäurevinylester modifizierte Vinylacetat/A'thylen-Copolymerisate ausgezeichnete
Breitbanddämpfungsmaterialien ergeben, die für Anwendungen von -10 bis etwa +650C in Betracht kommen. Durch den zusätzlichen
Einbau von bis zu 5 % an Acryl- und/oder Methacrylsäure W wird die Haftfestigkeit der erfindungsgernäß zu verwendenden
Terpolymerisate noch vielter verbessert.
Ein Vergleich der Figuren la und Ib veranschaulicht die überlegene
Leistungsfähigkeit der neuen Systeme. Kurve la zeigt den Verlustfaktor αβορΛ) eines erfindungs~emäßen Verbundblcches
in Abhängigkeit, von der Temperatur. Zum Vergleich wurde eines '
de.1 besten bekarsrten Entdröhnungsmittel für Verbundbleche,
ein weichmac.herhaltiges modifiziertes Vinylacetat-Copolymer! sat,
(Kurve Ib) herangezogen. Bsi dem Copolymerisat der Kurve Ib
handelt es sich um einen Schmelzkleber, der besonders gut für die Herstellu.-.^ schwingungsgedämpfter Verbundblechs, bestehend
aus zwei äußren Blechen und dem selbsthaftenden Schmelzkleber
als dämpfender Zwischenschicht, geeignet ist. Mit ciorartisen
-^- 009819/1136 . . BAD or,g,nal
Pw 5050 - Gn 724
Systemen werden im Maximum extrem hohe Dämpfungen erreicht, die
aus physikalischen Gründen nicht mehr übertroffen werden können.
Siehe dazu H. Oberst und A. Schomr.ier, Kunststoffe £5, 6j4
(1965)* vor allem Abb. 9· Für eine symmetrische Anordnung,
bestehend aus zwei 0,5 ram dicken Stahlblechen und einer·
Zwischenschicht von 0,5 W^ Dicke, kommt der Verlustfaktor d
comb des kombinierten Systems, gemessen im Biegeschwingungsverfahren
(vgl. z.B» H. Oberst, L. Bohn und P. Linhardt, Kunststoffe ^U,
495 (I96I)), dem Wert dcomb - 1 schon nahe. Eei der seit langem . i
bekannten Blechdämpfung durch einseitige dämpfende Eeläge,
die als spritz-, spachtel- oder aufklebbare Schichten sögenannter
Entdröhnungsmittel angewendet werden, sind die Verlustfaktoren des kombinierten Systems bei technisch vertretbaren
Schichtdicken oder Verhältnissen der Belagmasse zur Blechmasse '
im allgemeinen kleiner als Cl001nV " 0,2. Mit den neuerdings
sich immer stärker durchsetzenden Verbundblechsystemen können, · ;
wie das hier angeführte Beispiel zeigt, bei optimaler Einstellung des Zwischenschichtmaterials um ein Mehrfaches höhere
Dämpfungswerte erreicht werden.
Die Temperaturbandbreite der Dämpfung z.B. das Verbundblechsystems
hängt nicht nur von den viskcelastischen Kenngrößen der Zwischenschicht und der Stahlbleche, sondern auch stark von
der "Geometrie" der Anordnung ab, d.h. von den Schichtdicken- *"
Verhältnissen (vgl. I.e. (1965), Abb. 8 bis 10)). Bei Verbundblechsystemen
'ist es zweckmäßig, als Bandbreite die Breite des ; Temperaturintervalles zu definieren, in dem der Wert von d . »
0,05.überschritten wird. Die Dämpfung nicht durch zusätzliche
Entdröhnungsnjäfinahnien gedämpfter Bleche in Blechkonstruktionen
verschiedener Art entspricht Vierten d .5*0,01. Der Eezucswert
d . ■ Ο,05 bedeutet also eine beträchtliche Däm^nungserhb'hung
(un. etwa 15 dB (Dszibel)) gegenüber der "llulldän;pfun~"
d « « 0*01*
como
como
In Kurve Ib wird der Bezugsviert d . «= 0,05 in hauptsächlich
CC.iiJ
intercssierencücn I^ecuencoereich 2".;iGchen 100 ur.d lOCO Hs bei
den Tcr.reraturcn rtv;a z'viischen 0 void 50°C üterGchrittcn, eic
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ι a ■> ι
• I * ι
• I * ι
Pw 5050 « Gm 724
1 a) einem Copolymer!sat ais 45 Gew.-# Vinylacetat, 35 Gew.-#
Äthylen und 20 Gew.-% Isononan-,.Isodecan-Scarbonsäurevinylestergemisch ale Zwischenschicht (erfindungsgemäß).und
Äthylen und 20 Gew.-% Isononan-,.Isodecan-Scarbonsäurevinylestergemisch ale Zwischenschicht (erfindungsgemäß).und
1 b) einem weichmacherhaltigen modifizierten Vinylacetat-Copolymer
i sat als Zwischenschicht.
Die erfindüngsgeraäße Anordnung 1 a),· deren Monomerenverhältnis
in optimalen Bereich liegt, ergibt glatte Verlustfaktor d comfo-•Temperaturkurven und weist eine auszeichnete Temperaturbandbreite bei hohen Maximalwerten der Dämpfung auf. Bei Temperaturbandbreiten von 95°C für 100 Hz und 6o°C für 1000 Hz liegt
das Maximum der Dämpfung im Temperaturbereich 10 bis 25 C, nach
tiefen Temperaturen erstreckt sich der Anwendungsbereich bis
-100C. Wegen seiner größeren Temperaturbandbreite 1st das
Zwischenschicht material der Anordnung la) dem der Anordnung 1 b)
überlegen; es kommt deswegen für eine entsprechend größere
in optimalen Bereich liegt, ergibt glatte Verlustfaktor d comfo-•Temperaturkurven und weist eine auszeichnete Temperaturbandbreite bei hohen Maximalwerten der Dämpfung auf. Bei Temperaturbandbreiten von 95°C für 100 Hz und 6o°C für 1000 Hz liegt
das Maximum der Dämpfung im Temperaturbereich 10 bis 25 C, nach
tiefen Temperaturen erstreckt sich der Anwendungsbereich bis
-100C. Wegen seiner größeren Temperaturbandbreite 1st das
Zwischenschicht material der Anordnung la) dem der Anordnung 1 b)
überlegen; es kommt deswegen für eine entsprechend größere
Anzahl von Anwendungen in Betracht.
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+) und lscur.deci.n- BAD
Temperaturbandbreite beträgt also rund 500C. Damit sind diese
Verbundsysteme für zahlreiche technische Anwendungen geeignet.
Durch Modifikation des Weichmachergehaltes kann das Temperatur- \ band höher dämpfender Wirkung nach höheren Temperaturen verschoben werden und damit speziellen technischen Anwendungen '; [ angepaßt werden, z.B. in Maschinenaggregaten mit erhöhter ; j Betriebstemperatur. Dieses Beispiel von Verbundblechsystemen : : mit optimal eingestellter, selbsthaftender Zwischenschicht * \ eines Temperaturbreitband-Dämpfungsstoffes, hergestellt durch i ! Copolymerisation passend gewählter monomerer Komponenten, . , ! wird bisher von anderen Anordnungen ähnlicher Art nicht über- ■ ! troffen und kann deshalb' als Standardsystem angesehen werden, . : an dem die akustische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Systems i j durch Vergleich beurteilt werden kann. j
Verbundsysteme für zahlreiche technische Anwendungen geeignet.
Durch Modifikation des Weichmachergehaltes kann das Temperatur- \ band höher dämpfender Wirkung nach höheren Temperaturen verschoben werden und damit speziellen technischen Anwendungen '; [ angepaßt werden, z.B. in Maschinenaggregaten mit erhöhter ; j Betriebstemperatur. Dieses Beispiel von Verbundblechsystemen : : mit optimal eingestellter, selbsthaftender Zwischenschicht * \ eines Temperaturbreitband-Dämpfungsstoffes, hergestellt durch i ! Copolymerisation passend gewählter monomerer Komponenten, . , ! wird bisher von anderen Anordnungen ähnlicher Art nicht über- ■ ! troffen und kann deshalb' als Standardsystem angesehen werden, . : an dem die akustische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Systems i j durch Vergleich beurteilt werden kann. j
und Ib .·...'· 'I
In Figur lafeind die Temperaturkurven des Verlustfaktors d ■ . ;
comb ·
von Verbundblechsystemen aus 0,5 nun dicken Stahlblechen mit j
0,3 mm dicken dämpfenden Zwischenschichten für 100 und 1000 Hz ' !
wiedergegeben. Die Kurven wurden gemessen an Verbiindsystemen !
ait I
- 5 - Pw 5050 - Gm 724
Ein besonderer Vorteil dieses Dämpfungsstoffes ist es, daß er
sich hervorragend zur kontinuierlichen Auftragung für die Massenproduktion von Verbundblechen eignet. Es handelt sich
ebenfalls um einen Schmelzkleber, der bei höheren Temperaturen aufgespachtelt, aufgestrichen oder aufgegossen werden kann.
Das Verbundsystem wird anschließend am besten zwischen Walzen unter Druck abgekühlt. Außer einem Entfetten ist keine Vorbehandlung
der Bleche und keine v/eitere Klebschicht erforderlich. Bei den Acryl- oder Kethacrylsäutegruppen enthaltenden Mischpolymerisaten
kann sogar auf das Entfetten verzichtet werden. Man erreicht eine ausgezeichnete Haftung.
Der Dämpfungsstoff hat eine gute Fließbeständigkeit auch bei ' höheren Temperaturen, die bei den Carboxylgruppen enthaltenden
Mischpolymerisaten durch eine geringe Vernetzung, z.B. mit 'Epoxiden oder Isocyanaten noch weiter verbessert werden kann.
Die Verarbeitbarkeit der Verbundbleche entspricht in weiten Grenzen der von normalen Blechen; d.h. die Verbundbleche
können gekantet, gebogen, geformt, geschweißt und genietet werden. Bei nicht zu engen Krümmungsradien können sie auch
tiefgezogen werden. Man erhält universell verwendbare Verbundbleche
mit einer Dämpfungshöhe und einem Temperaturbereich der Dämpfung, die für zahlreiche Anwendungen gut ausreicht.
Kleine Mengen Füllstoffe, z.B. zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit· (Verbesserung der V/iderstandsschweißung) können
den Dämpfungsstoffen zugesetzt werden. Um die Dämpfungswirkung
nicht zu verschlechtern, sollte die Füllstoffmenge aber unter 1 Gew.-^, vorzugsweise unter 0,5 Gew.-^, bezogen auf das Polymerisat,
gehalten werden. Als Füllstoffe eignen sich beispielsweise Schwerspat, Kieselsäure,Graphit und Ruß.
Die Gesamtdicke des erfindun ^cernäßen Verbundsystems liegt
vorzugsweise zwischen 1 und ρ um. Die Zwischenschichten können
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0,5. bis 1 nun, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 mm betragen. Die maximale
Dämpfung erhält man bei symmetrischen Verbundsystemen. Die Biegesteifigkeit und Festigkeit ista ber bei gleichem Gewicht
bei unsymmetrischen Verbundanordnungen größer. Bei Anwendungen, bei denen, bezogen auf das Gewicht,eine möglichst hohe
Festigkeit erreicht v/erden soll, wird man deshalb unsymmetrische
von Verbundsysteme bevorzugen. Das Verhältnis der Dicken/2. B.
Blechen soll vorzugsweise zwischen 1:1 und 1:4 liegen.
Figur 2a zeigt erfindungsgemäße Verbundsysteme in symmetrischer
und Figur 2b in unsymmetrischer Anordnung, Zwischen den beiden äußeren Platten oder Blechen (l) liegt die Dämpfungsschicht (2)·
■ A ' BAD ORIGINAL
0D98 19/1135
Claims (3)
- a «ι · ti- 7 - Fw 5050 - Gm 724Patentansprüche:1» Verbundsysteme aus harten Platten, insbesondere aus. Blechen, ' mitotechwingungsdämpfenden Zwischenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschichten Copolymeri&at· aua 65 bis 90 Gew.-jS Vinylacetat, 20 bis 40 Gew.-Ji Äthylen, 15 bis 30 0ew.~# eines Gemisches aus Ieononan-, Isodecan«· Und Isoundecan-CarbonsÄurevinylester und 0 bie 5 Gew.-Ji Acryl- und/oder / Methacrylsäure verwendet werden.
- 2. Verbundsysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Copolymerisat der Zwischenschicht bis zu 1 Gew.-^, bezogen auf das Copolymerisat, Füllstoffe beigemischt sind.
- 3. Verbundsystems nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daS die äußeren Platten bfcW. Bleche gleiche od.er ungleiche Dicken haben, wobei Aas Verhältnis der Dicken zwischen 1:1 und 1:4 liegt. 'i. 1J. lis-j.0 9 819/1135 BAD
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