DE19818892A1 - Use of low-solvent and solvent-free 2K-PUR systems for the production of soundproof coatings - Google Patents

Use of low-solvent and solvent-free 2K-PUR systems for the production of soundproof coatings

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Abstract

The invention relates to the use of dual component PUR systems which are low in or free of solvents for producing sound-absorbing coatings.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von lösemittelarmen und lösemittelfreien 2K- PUR-Systemen zur Herstellung von schalldämmenden Beschichtungen.The invention relates to the use of low-solvent and solvent-free 2K PUR systems for the production of soundproof coatings.

Maschinen und Motoren erzeugen während des Betriebs Lärm und Vibrationen, die durch Übertragung auf Verkleidungs- oder Gehäuseteile, Abdeckungen oder im Fahr­ zeugbereich auch auf Karosserieteile, im Extremfall bei Eintreten der Resonanz­ frequenz, zu störenden Zusatzgeräuschen (Dröhnen), unangenehmen Vibrationen o. ä. führen können. Je großflächiger die Abdeckungen oder Blechteile sind, desto größer ist die Gefahr, daß derartige Probleme auftreten.Machines and motors generate noise and vibrations during operation by transfer to cladding or housing parts, covers or while driving area also on body parts, in extreme cases when resonance occurs frequency, disturbing additional noises (droning), unpleasant vibrations or similar being able to lead. The larger the covers or sheet metal parts are, the larger is the danger that such problems arise.

Diese Lärmquellen sind in Werkhallen in Bezug auf die Arbeitssicherheit (Schädigung des Gehörs bei Dauerbelastung) und in Fahrzeugen vor allem auch in Bezug auf den Komfort kritisch.These sources of noise are in workshops with regard to occupational safety (damage hearing with permanent exposure) and in vehicles especially with regard to the Comfort critical.

Es werden daher sowohl im Maschinenbau wie auch im Fahrzeugbau erhebliche An­ strengungen unternommen, um durch Aufbringen schalldämmender Materialien auf gefährdete Bauteile Effekte der oben beschriebenen Art zu vermeiden. Durch Her­ stellung eines innigen Verbundes zwischen Schalldämm-Material und Bauteil wird eine Dämpfung der Schwingungen erzielt. Der hier beschriebene Effekt beruht meist auf der Aufbringung von Masse. Entsprechend dem Massebedarf wird eine entspre­ chende Schichtstärke des Dämm-Materials aufgetragen. Schichten von 3 bis 10 mm des Schalldämm-Materials sind keine Seltenheit.Therefore, there are considerable opportunities both in mechanical engineering and in vehicle construction efforts have been made to apply soundproofing materials avoid components at risk effects of the type described above. By Her position of an intimate bond between soundproofing material and component damping the vibrations achieved. The effect described here is mostly based on the application of mass. According to the mass requirement, one will correspond appropriate layer thickness of the insulation material applied. Layers from 3 to 10 mm of soundproofing material are not uncommon.

Häufig werden in diesem Zusammenhang sogenannte Schwerspatmatten oder auch Bitumenmatten verwendet. Diese müssen oft von Hand zugeschnitten werden und von Hand eingeklebt werden. Dies stellt einen zeit- und kostenintensiven Fertigungsschritt dar. In der Fertigung z. B. von PKW führt dieses Arbeitsweise außerdem zu einer Faser- und Staubemission, die vor allem in Verbindung mit Lackieranlagen störend sein kann, da sie die Fehlerquote bei der Lackierung erhöht.In this context, so-called heavy spar mats or Bitumen mats used. These often have to be cut by hand and by Be glued in by hand. This represents a time-consuming and costly manufacturing step represents in manufacturing z. B. of cars this method also leads to a  Fiber and dust emissions, which are particularly annoying in connection with painting systems can be because it increases the error rate in painting.

Aus Matten aufgebaute Beläge weisen Nähte auf, die bei langer Benutzung von Feuchte unterwandert werden können, was z. B. im Fahrzeugbereich zu Feuchte­ nestern und daraus resultierenden Korrosions- und Quellungsschäden oder auch groß­ flächigen Ablösungen der Schalldämm-Matten führen kann. Eine solche Ablösung setzt aber die schalldämmende Wirkung dieser Matten herab.Coverings made of mats have seams that, when used for a long time Moisture can be infiltrated what z. B. in the vehicle area to moisture nests and resulting corrosion and swelling damage or large surface detachments of the sound insulation mats can result. Such a replacement but reduces the soundproofing effect of these mats.

Auch spritzbare Materialien sind für solche Anwendungen bekannt. So werden zum Beispiel warm verspritzte Bitumenmassen für diese Zwecke eingesetzt. Dieses Verfahren vermeidet die zeitaufwendige Verarbeitung der Matten an Bauteilen komplexer Geometrie und erzeugt keine Faseremission. Bei Verwendung der Bitumenmassen im Fahrzeugbereich können aber aufgrund relativ schlechter Haftung zum Blech auf Dauer Probleme in der Feuchtebelastung durch Korrosion auftreten.Sprayable materials are also known for such applications. So become Example hot sprayed bitumen masses used for this purpose. This The process avoids the time-consuming processing of the mats on components complex geometry and produces no fiber emission. When using the Bitumen masses in the vehicle area can, however, due to relatively poor adhesion problems with moisture in the long term due to corrosion.

Es wurde nun gefunden, daß spritzbare 2K-PUR-Beschichtungen als Ersatz für die oben erwähnten Dämm-Materialien geeignet sind und gegenüber der Schalldämm- Matte besonders im Hinblick auf die Fertigungszeit und die Tatsache, daß man ge­ schlossene, nahtlose Beschichtungen erzeugen kann, erhebliche ökonomische und technische Vorteile haben.It has now been found that sprayable 2K-PUR coatings as a replacement for the above-mentioned insulation materials are suitable and compared to the sound insulation Mat especially in terms of manufacturing time and the fact that ge closed, seamless coatings can produce significant economic and have technical advantages.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von spritzbaren 2K-PUR-Syste­ men zur Herstellung von schalldämmenden Beschichtungen.The invention therefore relates to the use of sprayable 2-component PUR systems men for the production of soundproof coatings.

Als Substrate kommen dabei grundierte Materialien wie KTL-beschichtetes Stahl­ blech, Aluminium, verzinktes Blech, diverse Kunststoffe, die bei Maschinengehäusen aber auch im PKW und Nutzfahrzeugbau und im Bau von Schienenfahrzeugen ein­ gesetzt werden. Auch geeignet grundiertes Holz, das z. B. als Fußboden in Schienen­ fahrzeugen, Omnibussen oder sonstigen Großfahrzeugen zum Einsatz kommt, ist für den Einsatz einer solchen Beschichtung geeignet. Primed materials such as KTL-coated steel come as substrates sheet, aluminum, galvanized sheet, various plastics used in machine housings but also in the car and commercial vehicle construction and in the construction of rail vehicles be set. Also suitable primed wood that z. B. as a floor in rails vehicles, buses or other large vehicles is used for the use of such a coating is suitable.  

Je nach Untergrund (Metall, Kunststoff, Holz) kann die Schalldämm-Beschichtung mit oder ohne geeignete Grundierung verwendet werden. Es wird vollflächig ein inni­ ger und dauerhafter Verbund erzielt.Depending on the surface (metal, plastic, wood), the sound insulation coating can be used with or without a suitable primer. It becomes an inni achieved a long-lasting bond.

PUR-Beschichtungen können sehr flexibel eingestellt werden; Reißdehnungen bei Raumtemperatur von 100 bis 150% sind problemlos zu realisieren. Auch mechani­ sche Belastungen, wie sie z. B. im Fahrzeugbereich durch Verwindung entstehen, wer­ den von solchen Materialien problemlos hingenommen.PUR coatings can be set very flexibly; Elongations at break Room temperatures of 100 to 150% can be easily achieved. Also mechani cal loads such as z. B. in the vehicle area caused by torsion, who easily accepted by such materials.

Erfindungsgemäß können als spritzbare 2K-PUR Systeme solche eingesetzt werden, wie sie z. B. in der DE-A 196 10 390 beschrieben sind.According to the invention, sprayable 2K-PUR systems can be used such as they e.g. B. are described in DE-A 196 10 390.

Die 2K-PUR Systeme bestehen im allgemeinen aus nachfolgend beschriebener pig­ mentierter Polyolkomponente auf Basis mehr oder weniger verzweigter Polyester/- ether, sog. A-Komponente und einem Polyisocyanat auf MDI-Basis als Härter, sog. B-Komponente.The 2K-PUR systems generally consist of the pig described below mented polyol component based on more or less branched polyester / - ether, so-called A component and a polyisocyanate based on MDI as hardener, so-called B component.

Für die Pigmentierung wird vorzugsweise Bariumsulfat, mit einem Anteil bezogen aus Gesamtharz von 70-80 Gew.-%, verwendet.Barium sulfate, with a proportion of is preferably used for the pigmentation Total resin of 70-80 wt .-% used.

Als weitere Füllstoffe/Pigmente haben sich solche mit lamellarer Struktur, z. B. mine­ ralisches Magnesium-Silikat-Hydrat als auch solche wie Calcium-Carbonat bewährt. Die Zusatzmengen liegen dabei im Bereich 20-30 Gew.-% bzw. 5-15 Gew.-% bezogen auf Gesamtharz.Other fillers / pigments have those with a lamellar structure, e.g. B. mine Ralic magnesium silicate hydrate as well as those like calcium carbonate proven. The amounts added are in the range 20-30% by weight or 5-15% by weight. based on total resin.

Die Rheologie des Systems wird zum einem durch Verwendung einer pyrogenen Kieselsäure, zum anderen durch chemische Thixotropierung mit Hilfe eines ent­ sprechend wirksamen Additivs gesteuert; übliche Zusatzmengen liegen jeweils bei 1-2 Gew.-% bezogen auf Gesamtharz.The rheology of the system is firstly the use of a pyrogenic Silicic acid, on the other hand by chemical thixotropy with the help of an ent controlled effective additive; Usual additional quantities are included 1-2% by weight based on total resin.

Zur Farbgebung werden geringe Mengen entsprechender Pigmente wie z. B. Ruß, Titandioxid eingesetzt. For coloring, small amounts of appropriate pigments such. B. carbon black, Titanium dioxide used.  

Zur Absorption oberflächlich anhaftender Feuchtigkeit an Füllstoffen/Pigmenten für eine verbesserte Pigmentbenetzung sowie für eine Entlüftung des Dispergieransatzes werden entsprechend selektiv wirkende Additive eingesetzt.For absorption of superficially adhering moisture on fillers / pigments for an improved pigment wetting and for aeration of the dispersion batch accordingly selectively acting additives are used.

BeispieleExamples

Als Härter, sog. B-Komponente, wird ein prepolymerisiertes, aromatisches Polyiso­ cyanat auf Basis MDI verwendet.A prepolymerized, aromatic polyiso is used as the hardener, so-called B component cyanate based on MDI used.

Physikalische Kenndaten des SystemsPhysical characteristics of the system

Dichte, 23°C: ca. 1,55 g/ml@Density, 23 ° C: approx.1.55 g / ml @ Viskosität, 23°C, D=81,8 s-1: 6000-8000 mPa.sViscosity, 23 ° C, D = 81.8 s -1 : 6000-8000 mPa.s A-KomponenteA component Grenzviskosität: 4500-5000 mPa.sIntrinsic viscosity: 4500-5000 mPa.s A-KomponenteA component Fließgrenze: 15-20 PaYield point: 15-20 Pa A-KomponenteA component Strukturexponent: -0,2--0,3Structure exponent: -0.2--0.3 A-KomponenteA component Viskosität, 23°C, D=81,8 s-2: ca. 1000 mPa.sViscosity, 23 ° C, D = 81.8 s -2 : approx. 1000 mPa.s B-KomponenteB component

Für die Verarbeitung eines derartigen Beschichtungssystems ist eine 2-Komponenten- Kolbenpumpenanlage erforderlich. Die in einem oder zwei Keniks-Mischern im Ver­ hältnis ca. 3,5-4 : 1 (nach Volumen) vermischten A- und B-Komponenten (pigmentier­ tes Polyolgemisch/Polyisocyanat-Härter) werden mittels einer Kolbenpumpenanlage im sogenannten airless- bzw. airmix-VerfahreFor the processing of such a coating system, a 2-component Piston pump system required. The in one or two Keniks mixers in the Ver ratio approx. 3.5-4: 1 (by volume) mixed A and B components (pigmented Polyol mixture / polyisocyanate hardener) are by means of a piston pump system using the so-called airless or airmix process

n verarbeitet. Die A-Komponente kann dabei auf ca. 30 bis 50°C temperiert werden, um die Verarbeitung (Dosierung und Durchmischung) zu optimieren.n processed. The A component can be tempered to approx. 30 to 50 ° C in order to process (dosage and Mixing) to optimize.

Die Beschichtung wird mittels einer Spritzpistole mit feststehender oder verstellbarer Düse bei einem Materialdruck von 150 bis 250 bar mehrmals im Kreuzgang per Hand oder Roboter aufgetragen, bis eine Schichtdicke von ca. 6 bis 8 mm an horizontalen und vertikalen Flächen erreicht ist. Das Beschichtungsmaterial kann bei Verwendung aromatischer Di- oder Polyisocyanate (MDI, TDI) ca. 3 Minuten verarbeitet werden; die Durchflußmenge beträgt dabei ca. 1,1 bis 2,5 l/min. Aliphatische Di- oder Poly­ isocyanate (HDI, IPDI, W) erlauben deutlich längere Verarbeitungszeiten. The coating is applied using a spray gun with a fixed or adjustable one Nozzle with a material pressure of 150 to 250 bar several times in the cloister by hand or robot applied until a layer thickness of approx. 6 to 8 mm on horizontal and vertical surfaces is reached. The coating material can be used aromatic di- or polyisocyanates (MDI, TDI) can be processed for approx. 3 minutes; the flow rate is approximately 1.1 to 2.5 l / min. Aliphatic di- or poly Isocyanates (HDI, IPDI, W) allow significantly longer processing times.

Das derart applizierte 2K-PUR-Schalldämmsystem härtet innerhalb von 15 Minuten bei Raumtemperatur und anschließender Trocknung für 45 Minuten bei 80 bis 90°C aus und hat folgende Eigenschaften:The 2-component PUR sound insulation system applied in this way hardens within 15 minutes at room temperature and subsequent drying for 45 minutes at 80 to 90 ° C and has the following properties:

FilmeigenschaftenFilm properties

Abriebfestigkeit: Mittels Steinschlag-Multibeschußgerät nach MB bei 0,6 bis 0,8 bar i.O.
Temperaturstabilität: i.O.
(1000 Std./140°C)
Reißdehnung: ca. 100% (bei Raumtemperatur) Abrasion resistance: Using a stone chip multi-shot device according to MB at 0.6 to 0.8 bar ok
Temperature stability: OK
(1000 hrs / 140 ° C)
Elongation at break: approx. 100% (at room temperature)

Herstellung einer lichtechten 2K-PUR-Dekor-Beschichtung zur SchalldämmungProduction of a lightfast 2K PUR decor coating for sound insulation

Für die Verarbeitung eines derartigen Beschichtungssystems ist eine 2-Komponenten- Kolbenpumpenanlage erforderlich.For the processing of such a coating system, a 2-component Piston pump system required.

Die in einem oder zwei Keniks-Mischern im Verhältnis ca. 1,3-1,5 : 1 (nach Volumen) vermischten A- und B-Komponenten (pigmentiertes Polyolgemisch/Polyisocyanat- Härter) werden mittels einer Kolbenpumpenanlage im sogenannten airless- bzw. airmix-Verfahren verarbeitet. Die A-Komponente kann dabei auf ca. 40 bis 50°C tempertiert werden.The in one or two Keniks mixers in a ratio of approx. 1.3-1.5: 1 (by volume) mixed A and B components (pigmented polyol mixture / polyisocyanate Hardener) are by means of a piston pump system in the so-called airless or airmix process processed. The A component can be at about 40 to 50 ° C be tempered.

Als Substrate kommen dabei im KTL-Verfahren grundiertes Stahlblech sowie vor­ grundierte bzw. mit einem geeigneten Holzspachtel vorbehandelte Holzpaneele, die als Fußboden oder Laderaumbeschichtungen in Schienenfahrzeugen, Bussen oder sonstigen Großfahrzeugen fungieren, zum Einsatz. Darüber hinaus eignen sich auch sogenannte Kunststoff-Laminate, die zur Verbesserung des Haftvermögens entspre­ chend vorbereitet werden sollten. Hinzu kommen ferner diverse elastomere Nahtabdichtungsmassen sowie gegebenenfalls Untergrund-Verunreinigungen.Primed steel sheet as well as substrates are used in the KTL process primed or pre-treated with a suitable wooden spatula, the as flooring or loading space coatings in rail vehicles, buses or other large vehicles act. In addition, are also suitable so-called plastic laminates, which correspond to the improvement of the adhesion should be prepared accordingly. There are also various elastomers Seam sealing compounds and, if necessary, substrate contamination.

Die Beschichtung wird dabei mittels einer Spritzpistole mit feststehender oder ver­ stellbarer Düse bei einem Materialdruck von 150 bis 350 bar mehrmals im Kreuzgang per Hand aufgetragen, bis eine Schichtdicke von ca. 2 bis 3 mm an horizontalen und vertikalen Flächen erreicht ist. Sie kann ca. 15 bis 30 Minuten verarbeitet werden; die Durchflußmenge beträgt dabei zwischen 1,1 bis 2,5 l/min.The coating is applied using a spray gun with a fixed or ver adjustable nozzle with a material pressure of 150 to 350 bar several times in the cloister applied by hand until a layer thickness of approx. 2 to 3 mm on horizontal and vertical surfaces is reached. It can be processed for about 15 to 30 minutes; the Flow rate is between 1.1 to 2.5 l / min.

Da es sich um ein aliphatisches und somit lichtechtes 2K-PUR-Beschichtungssystem handelt, entfällt die zusätzliche Applikation einer ungefüllten Klarlackschicht, wie sie für aromatische Beschichtungssysteme üblich ist.Since it is an aliphatic and therefore lightfast 2K-PUR coating system acts, the additional application of an unfilled clear coat, as it is is common for aromatic coating systems.

Eine zusätzliche Effektgebung wird erreicht, indem unmittelbar nach dem Auftragen der Dekorbeschichtung auf die noch nicht ausgehärtete Oberfläche sogenannte Farb­ chips oder Flitter von Hand eingestreut oder mittels einer druckluftunterstützten Sprühpistole aufgebracht werden.An additional effect is achieved by immediately after application the decorative coating on the not yet hardened surface so-called paint chips or tinsel sprinkled in by hand or by means of a compressed air system Spray gun can be applied.

FilmeigenschaftenFilm properties

Abriebfestigkeit: Mittels Taber Abraser i.O.
Temperaturstabilität: i.O.
(100 Std./140°C)
Reißdehnung: ca. 160% (bei Raumtemperatur)Abrasion resistance: Using Taber Abraser ok
Temperature stability: OK
(100 hrs / 140 ° C)
Elongation at break: approx. 160% (at room temperature)

Claims (1)

2K-PUR-Systeme zur Herstellung von schalldämmenden Beschichtungen.2K-PUR systems for the production of soundproof coatings.
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