DE1694113C3 - - Google Patents

Description

und gegebenenfalls bis zu 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Copolymerisat, eines üblichen Füllstoffes bestehen.

2. Verbundsysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Platten bzw. Bleche gleiche oder ungleiche Dicken haben, wobei das Verhältnis der Dicken zwischen 1 : 1 und 1 :4 liegt.

Aus der belgischen Patentschrift 598 603 ist bekannt, daß man hochwertige Tempcraturbreitband-Entdröhnungsmittel zur Dampfung der Biegeschwingungen von Blechkonstruktionen durch Copolymerisation von Monomeren herstellen kann, deren Homopolymerisate sich in ihrer Einfriertemperatur um mindestens 20° C unterscheiden. In dieser Patentschrift wurde auch bereits darauf hingewiesen, daß als Temperaturbreitband-Entdröhnungsmittel unter anderem 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 genügen.

Weiterhin sind aus der deutschen Auslegeschrift 1 200 458 Temperaturbreitband-Entdröhnungsmittel bekannt, die aus Mischungen aus mindestens einem weichmacherhaltigen Homo- oder Copolymerisat und mindestens einem weichmacherfreien Homo- oder Copolymerisat und gegebenenfalls Füllstoffen bestehen. Solche Mischungen zeigen als Dämpfungsstoffe zwar in einem breiten Temperaturbereich eine gute Dämpfungswirkung, das Dämpfungsmaximum ist jedoch relativ niedrig.

Feiner sind in der Zeitschrift »Kunststoffe«, Bd. 51, S. 498 ff., die Zusammenhänge zwischen Verlustmodul und Temperatur für verschiedene Polymerisate, Copolymerisate und Mischungen dieser Stoffe dargestellt. Diese bekannten Dämpfungsstoffe sind jedoch hinsichtlich ihrer Dämpfungswirkung in einem breiten Temperaturbereich bei gleichzeitiger hoher maximaler Dämpfung noch unbefriedigend.

Es wurde nun gefunden, daß man Verbundsysteme aus harten Platten, insbesondere Blechen, mit einer wesentlich besseren Dämpfung in einem sehr breiten Temperaturbereich erhält, wenn man als schwingungsdämpfende selbstklebende Zwischenschicht ein aus 70 bis 50 Gewichtsprozent Vinylacetat, 15 bis 25 Gewichtsprozent Äthylen, 15 bis 25 Gewichtsprozent n-Butylacrylat und 0 bis 5 Gewichtsprozent Acryl- und/oder Methacrylsäure aufgebautes Copolymerisat verwendet. Durch den Einbau einer dritten Komponente werden die Dämpfungseigenschaften von Vinylacetat/Äthylen-Copolymerisaten, die einen übenviesenden Anteil an Vinylacetat enthalten, noch weiter verbessert, und man kann mit diesen modifizierten Vinylacetat/Äthylen-Copolymerisaten, bei denen die entdröhnende Wirkung kritisch vom Gewichtsverhältnis der Monomeren abhängt, glatte und extrem breite Dämpfungskurven mit sehr hohen Maximalwerten der Dämpfung in bestimmten Temperaturbereichen erhalten. Außerdem bieten sie unter Umständen den Vorteil einer Verbilligung des Entdröhnungsmittels.

So wurde beispielsweise gefunden, daß mit 15 bis 25 Gewichtsprozent n-Buty'acryla' modifizierte Vinylacetat Äthylen-Copolymerisate eine sehr hohe dämpfende Wirksamkeit im Bereich tiefer Temperaturen aufweisen. Durch den zusätzlichen Einbau von bis zu 5 Gewichtsprozent an Acryl- und/oder Methacrylsäure wird die Haftfähigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Terpolymerisate noch weiter verbessert.

Ein Vergleich der F i g. la und 1 b veranschaulicht die überlegene Leistungsfähigkeit der neuen Systeme. Die Kurve in Fig. la zeigt den Verlustfaktord_iimb eines erfindungsgemäßen Verbundbleches in Abhängigkeit von der Temperatur. Zum Vergleich wurde eines der besten bekannten Entdröhnungsmittel für Verbundbleche, ein weichmacherhaltiges modifiziertes Vinylacetat-Copolymerisat (Kurve in Fig.! b), herangezogen. Bei dem Copolymerisat der Kurve in F i g. Ϊ b handelt es sich um einen Schmelzkleber, der besonders gut für die Herstellung schwingungsgedämpfter Verbundbleche, bestehend aus zwei äußeren Blechen und dem selbsthaftenden Schmelzkleber als dämpfender Zwischenschicht, geeignet ist. Mit derartigen Systemen werden im Maximum extrem hohe Dämpfungen erreicht, die aus physikalischen Gründen nicht mehr übertroffen werden können (s. dazu H. Oberst und A. Schommer, Kunststoffe, 55, 634 [1965], vor allem Abb. 9). Für eine symmetrische Anordnung, bestehend aus zwei 0,5 mm dicken Stahlblechen und einer Zwischenschicht von 0."· . -A Dicke, kommt der Verlustfaktor d_iumb des μ»» Hnierten Systems, gemessen im Biegeschwingi-n··· fahren (vgl. zum Beispiel H. ObersU ;.' ·' hn und F. Linnardt, Kunststoffe, 51, 495 U"--Π), dem Wert d_comb — 1 schon nahe. Bei der seit langem bekannten Blechdämpfung durch einseitige dämpfende Beläge, die als spritz-, spachtel- oder aufklebbare Schichten sogenannter Entdröhnungsmittel angewendet werden, sind die Verlustfaktoren des kombinierten Systems bei technisch vertretbaren Schichtdicken oder Verhältnissen der Belagmasse zur Blechmasse im allgemeinen kleiner als d_comb — 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. des Verbundblechsystems hängt nicht nur von den viskoelastischen Kenngrößen der Zwischenschicht und der Stahlbleche, sondern auch stark von der »Geometrie« der Anordnung ab, d. h. von den

Schichtdickenverhältnissen (vgl. 1. c. [1965], Abb. 8 bis 10). Bei Verbundblechsystemen ist es zweckmäßig, als Bandbreite die Breite des Temperaturintervalls zu definieren, in dem der Wert von d_comb = 0,05 überschritten wird. Die Dämpfung nicht durch zusätzliche Entdröhnungsmaßnahmen gedämpfter Bleche in Blechkonstruktionen verschiedener Art entspricht Werten d_comb ^ 0,01. Der Bezugswert d_comb = 0,05 bedeutet also eine beträchtliehe Dämptogserhöhung (um etwa 15 dB [Dezibel]) gegenüber der »Nulldämpfung« d_comb = 0,01.

In der Kurve Fig. Ib wird der Bezugswert λ = 0,05 m hauptsächlich interessierenden Frequenzbe-ich zwischen 100 und 1000 Hz bei de« Temperaturen etwa zwischen 0 und 5O⁰C überschritten, die Temperaturbandbreite beträgt also rund 50^c C. Damit sind diese Verbuiidsysteme für zahlreiche technische Anwendungen geeignet. Durch Modifikation des Weichmachergehaltes kann das Temperaturband hoher dämpfender Wirkung nach höheren Temperaturen verschoben werden und damit speziellen technischen Anwendungen angepaßt werden, z. B. in Maschinenaggregaten mit erhöhter Betriebstemperatur. Dieses Beispiel von Verbundblechsystemen mit opümal eingestellter, selbsthaftender Zwischenschicht eines Temperaturbreitband-Dämpfungsstoffes, hergestellt durch Copolymerisation passend gewählter monomerer Kompononten, wird bisher ton anderen Anordnungen ähnlicher Art nicht übertroffen und kann deshalb als Standardsystem angesehen werden, an dem die akustische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Systems durch Vergle.ch ξ _Däm r guter p-

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7: b sind die Temperaturkurven des Verlustfaktors d_con, von Verbundblechsystemen aus 0,5 mm dicken Stahlblechen mit 0,3 mm dicken dämpfenden Zwischenschichten für 100 und 1000 Hz

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acetat-Copolymerisat als Zwischenschicht.

Die erfindungsgemäße Anordnung (Fig. la), deren Monomerenverhältnis im optimalen Bereich liegt, ergibt glatte Verlustfaktor-rf^-Temperaturkurven und weist eine überraschend große Temperaturbandbreite bei sehr hohen Dämpfungsmaxima auf, die in etwa denen der Anordnung von F i g. 1 b entsprechen. Der Schwerpunkt der Dämpfung liegt bei - 10° C mit Dämpfungshöchstwerten von 0,4 bis etwa 0,7. Die Temperaturbandbreite beträgt 100° C (für 100 Hz) bzw. 5O=C (für 1000 Hz). Die Anordnung weist gute schwingungsdämpfende Eigenschaiten bis -30° C auf, so daß das Zwischenschichtmaterial als Tieftemperatur-Breitband-Entdröhnungs-Dämpfung erhält man^J^V

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Fig. 2a zeigt ernndungsgemaße in symmetrischer und Fig. 2b in ^g

60 Anordnung. Zwischen den beiden äußeren Platten oder Blechen 1 hegt die Dampfungsschicnt Z.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verbundsysteme aus harten Platten oder Blechen mit schwingungsdämpfenden Zwischenschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichten aus einem Copolymerisat aus

Gewichtsprozent

a) Vinylacetat 70 bis 50

b) Äthylen 15 bis 25

c) n-Butylacrylat : 15 bis 25

d) Acryl- und/oder Methacrylsäure 0 bis 5