DE2918079C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein heißklebfähiges Schichtmaterial zur mechanischen Versteifung von Bauteilen aus Metallblech, das

• (a) eine heißklebfähige Thermoplastkomponente,
• (b) einen Weichmacher für die Thermoplastkomponente, der normalerweise flüssig sowie praktisch nichtflüchtig und zur Polyreaktion mit sich selbst befähigt ist,
• (c) einen bei erhöhter Temperatur zur Auslösung der Polyreaktion des Weichmachers befähigten Katalysator, und
• (d) Füllstoff

enthält.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten dünnwandiger flächiger Bauteile mit einer versteifend wirkenden Schicht.

Zum Entdröhnen und/oder Versteifen flächiger Bauteile aus Stahlblech sind besonders für den Automobilbau verschiedene Beschichtungsmaterialien ganz unterschiedlicher Zusammensetzung bekannt. Die bekannten Materialien haben mindestens einen der folgenden Nachteile: vergleichsweise schwierige und daher Kosten verursachende Applikation, geringe Versteifungwirkung und vergleichsweise hohe Materialkosten.

Aus der AT-PS 2 65 634 ist eine Vinylpolymermischung bekannt, die eine im wesentlichen aus einem Vinylchloridpolymer bestehende Harzkomponente, etwa 0,01 bis etwa 40 Gew.-% eines Bleisalzes einer anorganischen Säure oder einer organischen Säure mit weniger als 10 Kohlenstoffatomen im Molekül als Stabilisator, einem Polymerisationskatalysator und als einzige polymerisierbare, in der Mischung vorliegende organische Verbindung eine solche aus der Ethylenglykol-bis-(allylcarbonat), Triallylphosphat, Triallylcyanurat, Diallylphthalat und Allylacrylat umfassenden Gruppe enthält. In dieser Vinylpolymermischung liegt das Gewichtsverhältnis zwischen der heißklebfähigen Thermoplastkomponenten und dem Weichmacher für die Thermoplastkomponente nach den in AT-PS 2 65 634 angegebenen bevorzugten Ausführungsformen der Vinylpolymermischung in einem sehr weiten Bereich von 850 : 1 bis 1 : 5,33. Im übrigen ist diese bekannte Vinylpolymermischung ein Überzugsmaterial, das nicht in Schichtform auf Metall aufgebracht werden und weder zur Versteifung von damit beschichteten Blechteilen dient noch von seiner Zusammensetzung her für diesen Zweck brauchbar ist. Es handelt sich vielmehr um einen Lackfilm, der dem Korrosionsschutz dient.

In dem DE-GM 19 89 628 ist ein heißsiegelfähiger Foliendämmstoff zur Schall-, Wärme- und Korrosionsschutz-Isolierung, insbesondere für Karosserien von Verkehrsmitteln, Apparaten und Geräten, beschrieben, der aus einer oder mehreren verschiedenen Isolierschichten mit aufgebrachter Heißsiegelschicht besteht. Zwar ist dieser Folien-Dämmstoff zur Entdröhnung von Karosserieteilen geeignet, der zum Erzeugen der Heißsiegelschicht aufgebrachte Schmelzkleber erfüllt jedoch nur die Aufgabe, das zur Entdröhnung dienende vorgeformte Isolierschichtmaterial auf den zu entdröhnenden Blechteilen zu befestigen. Beim erfindungsgemäßen Schichtmaterial steht demgegenüber die Aufgabe im Vordergrund, das Blechteil zu versteifen. Übliche Schmelzkleber sind zur Lösung dieser Aufgabe nicht geeignet.

Schließlich ist aus der AT-PS 2 84 296 ein Verfahren zur Herstellung von haftfesten und korrosionsbeständigen Überzügen bekannt. Dieser Druckschrift ist zwar zu entnehmen, daß einzelne Bestandteile, aus denen sich die erfindungsgemäßen Schichtmaterialien aufbauen, an sich bekannt sind. Es ist der AT-PS 2 84 296 jedoch so wenig wie der AT-PS 2 65 634 und dem DE-GM 19 89 628 zu entnehmen, wie im erfindungsgemäßen Schichtmaterial enthaltene, an sich bekannte Materialien zu kombinieren sind, um ein Schichtmittel zu erhalten, das nicht nur zum Entdröhnen, sondern insbesondere zum Versteifen von dünnwandigen Blechteilen hervorragend geeignet ist und genauso wie das aus dem DE-GM 19 89 628 bekannte Entdröhnmaterial zu verarbeiten ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein heißbklebfähiges Schichtmaterial zur Verfügung zu stellen, mit dem auf einfache Weise dünnwandige Bauteile aus Metallblech, wie zum Beispiel Automobiltüren, versteift und gegebenenfalls entdröhnt werden können. Dieses Schichtmaterial soll eine hervorragende mechanische Versteifung von relativ dünnwandigen (z. B. mit Wandstärken von 0,25 bis 1,5 mm) Bauteilen, insbesondere aus Stahlblech, ergeben, eine sehr einfache Applikation ermöglichen und kostensparend sein.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem die eingangs genannten Komponenten (a) bis (d) enthaltenden Material, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) : (b) im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 4 liegt und der Füllstoff (d) 50-85% des Schichtmaterialgewichts ausmacht.

Es wurde gefunden, daß eine solche Mischung mit erheblichen und bis 85% des Gewichts der Polymermasseschicht ausmachenden Anteilen üblicher Füllstoffe (d) eine kalandrierfähige Masse bilden kann, die sich zu einer blatt- oder folienartig zusammenhängenden und bei Raumtemperatur ausgeprägt biegeweichen Schicht mit Dicken von 1 mm oder weniger bis zu 10 mm oder mehr auswalzen läßt, insbesondere, wenn der Weichmacheranteil erheblich größer als bei den üblichen (z. B. 5-30% Weichmacher enthaltenden) weichgemachten Thermoplastmassen ist. Das Gewichtsverhältnis (a) : (b) beträgt 2 : 1 bis 1 : 4, insbesondere etwa 1 : 2.

Derart hohe Weichmacheranteile sind erfindungsgemäß ohne Nachteile für die angestrebte Versteifung möglich, weil der Weichmacher nach der Applikation der Schicht in biegeweichem Zustand zur Polyreaktion gebracht und damit erhärtet oder sogar gehärtet werden kann.

Der Weichmacher (b) hat also mehrere Funktionen: zunächst dient er vor Auslösung der Polyreaktion als Quell- oder Lösungsmittel für die Thermoplastkomponente (a) und bildet zusammen mit dieser ein plastifizierend wirkendes Bindemittel für das in hohen Anteilen von 50-85 Gew.-% vorhandene Füllstoffmaterial. Nach Auslösung bzw. Ablauf der Polyreaktion bildet der ursprüngliche Weichmacher einen unter Umständen überwiegenden Teil einer relativ starren Polymerphase.

Außerdem wird mit der Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Beschichten von dünnwandigen flächigen Bauteilen zur Verfügung gestellt, welches sich dadurch auszeichnet, daß man das Bauteil mindestens in Teilbereichen seiner Oberfläche mit einem erfindungsgemäßen Schichtmaterial belegt und daß man die am Bauteil anliegende Polymerschicht zur Auslösung der Polymerisation des Weichmachers erwärmt.

Mit dem erfindungsgemäßen Schichtmaterial können insbesondere aus Metallblech bestehende Bauteile, wie Automobiltüren und andere Teile im Boden-, Dach-, Tür- oder Wandbereich von Automobilen beschichtet werden. Das Schichtmaterial ist aber auch für andere Anwendungen besonders gut geeignet.

Es versteht sich, daß für die Thermoplastkomponente (a) praktisch nur solche Polymere in Frage kommen, die sich im üblichen Sinne, d. h. mit normalerweise flüssigen und schwer- oder praktisch nicht-flüchtigen (Kp « 100°C) organischen Stoffen, weichmachen lassen. Bei den erfindungsgemäß verwendeten hohen Anteilen des Weichmachers (b) im Verhältnis zur Thermoplastkomponente (a) soll die letztere in einem Überschuß an Weichmacher (b) praktisch beliebig quellbar bzw. löslich sein. Solche Thermoplaste sind z. B. Polyvinylacetale, insbesondere Polyvinylbutyrale und/oder Copolymere von Vinylchlorid (VC) und Vinylacetat (VA) oder Acrylat (Acr), die ohne Weichmacher relativ hart sind, unter 100°C erweichen und z. B. bei Raumtemperatur Kugeldruckhärten (DIN 53 456) von mehr als 100 kg/cm² bzw. K-Werte von 40-60 besitzen.

Polyvinylbutyrale (PVB) mit einem Vinylacetalgehalt von mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise 81-84 Gew.-%, einem höchstens geringen (weniger als 5 Gew.-%) Vinylacetatgehalt, z. B. 1-2 Gew.-%, und einem Vinylalkoholgehalt von bis etwa 25 Gew.-%, z. B. 18-21 Gew.-%, haben sich als sehr zweckmäßig erwiesen. Wird ein solches PVB mit Weichmacher der genannten und unten genauer erläuterten Art verwendet, so lassen sich erfindungsgemäße Polymermasseschichten erhalten, die trotz vergleichsweise sehr hohen relativen Weichmacheranteilen (z. B. 1 Gewichtsteil PVB auf 2 Gewichtsteile Weichmacher) bei normaler Temperatur praktisch keine Oberflächenklebrigkeit, aber eine hohe innere Festigkeit besitzen. Copolymer aus VC und VA ergeben mit hohen Weichmacheranteilen vergleichsweise weiche bis plastische Polymermasseschichten mit gewisser Oberflächenklebrigkeit bei normalen Umgebungstemperaturen. Durch Verwendung von Mischungen aus PVB und VC/VA-Copolymeren lassen sich auch bei hohen Weichmacheranteilen Schichten mit entsprechend graduierten Festigkeitswerten erhalten.

Die genannten Polymeren oder Polymermischungen ergeben mit den hier verwendeten Weichmachern heißklebfähige Schichten. Geeignete Polymere für die Thermoplastkomponente sind technisch erhältlich.

Die Heißklebfähigkeit kann allgemein mindestens zum Teil durch acidische Seitengruppen des Polymeren oder/und durch günstige Schmelz- bzw. Hafteigenschaften des Teilsystems Thermoplast/Weichmacher (unpolymerisiert oder höchstens teilpolymerisiert) bedingt sein. Wasserlösliche oder -quellbare Polymere sind aus naheliegenden Gründen hier meist ungeeignet.

Schließlich ist noch zu vermerken, daß die Quellfähigkeit bzw. Löslichkeit der Komponente (a) im Weichmacher (b) erfindungsgemäß kritisch ist, während die Fähigkeit zum beliebig wiederholbaren Aufschmelzen nicht kritisch ist.

Als Weichmacher im oben erläuterten mehrfunktionellen Sinn können erfindungsgemäß alle normalerweise flüssigen organischen Verbindungen oder Mischungen mit Siedepunkten von über 100°C, vorzugsweise über 150°C, verwendet werden, die zu kontrollierten Polyreaktionen mit sich selbst befähigt sind. Damit soll die erfindungsgemäß nötige Eigenschaft des Weichmachers charakterisiert werden, daß dieser gesteuert, d. h. bei vorbestimmten Bedingungen, wie Temperatur, Katalysator und Komponentenkonzentration, zu einer für seine Verfestigung ausreichenden Vergrößerung seiner Molekularmasse gebracht werden kann. Der Mechanismus der Polyreaktion (Polyaddition, Polykondensation) ist dabei meist von sekundärer Bedeutung.

Eine für die Erfindung als Weichmacher (b) bevorzugte allgemeine Gruppe ist diejenige der Ester, vorzugsweise mit mehreren, z. B. zwei oder drei, Esterbrücken, aus ungesättigten aliphatischen Alkoholen und organischen Säuren, die frei von ethylenisch ungesättigten Gruppen sind.

Ester, insbesondere Di- und Triester von Allylalkohol und aromatischen, insbesondere di- oder tribasischen Säuren, wie Dicarboxy- oder Tricarboxybenzol, z. B. Phthalsäuren und deren Anhydride oder Trimellithsäure, sind für viele Zwecke geeignet. Diallylphthalat wird besonders bevorzugt, ist ohne weiteres in technischen Mengen erhältlich und eignet sich erfindungsgemäß besonders gut für die oben genannten speziellen Thermoplaste.

Gewünschtenfalls kann die Polymermasseschicht zusätzlich Anteile von nicht-polymerisierbarem Weichmacher, z. B. Dioctylphthalat oder Butylbenzylphthalat, in geringen Anteilen, z. B. etwa 5 Gew.-% der Polymermasse, enthalten.

Als zur kontrollierten Polyreaktion befähigte Weichmacher sind ferner nicht nur monomere bzw. oligomere Ester der genannten Art, sondern auch Vorpolymere aus solchen Estern geeignet, d. h. mehr oder weniger verzweigte, praktisch nicht vernetzte und zu weiteren Polyreaktionen befähigte Produkte, in welchen z. B. 20-25% der Vinylgruppen der Monomeren polymerisiert sind und die Molekularmassen von beispielsweise 10 000-25 000 besitzen; solche vorpolymerisierte Allylester können allein oder in Mischung (Lösung) mit monomeren oder oligomeren Estern verwendet werden. Vorpolymerisierte Allylester haben beim erfindungemäßen Verfahren den Vorteil, daß sie die Schwindung bzw. Schrumpfung der Polymermasseschicht nach Auslösung der Polyreaktion (meist eine mehr oder weniger ausgeprägte Vernetzungsreaktion) verringern.

Zur kontrollierten, und zwar thermisch gesteuerten, z. B. durch Temperaturen im Bereich von 50-200°C, Auslösung der Polyreaktion des Weichmachers enthält die erfindungsgemäße Polymermasseschicht einen Katalysator (Komponente c), d. h. einen zur kontrollierten Auslösung der Polyreaktion (Vernetzung) des Weichmachers befähigten Stoff. Aktive Katalysatoren, insbesondere solche, die zur Bildung von reaktiven Radikalen befähigt sind, wie Poroxyverbindungen, werden bevorzugt, doch kommen grundsätzlich auch passive Auslöser in Betracht, z. B. Verbindungen, welche eine Polyreaktion des Weichmachers bei Normaltemperatur hemmen und ihre Inhibierungs- oder Stabilisierungswirkung bei erhöhten Temperaturen verlieren. Bei Verwendung von Peroxyverbindungen werden insbesondere organische Peroxyverbindungen bevorzugt, wie sie in der Plastverarbeitung üblich sind. Organische Peroxide, wie Benzoylperoxid, Methylketonperoxid, Bis(tert. butylperoxyisopropyl)-benzol, tert.-Butylperbenzoat, Cyclohexanperoxid, häufig in Mischung mit inerten Trägern, sind als spezielle Beispiele zu nennen. Durch die Wahl des Katalysators bzw. Peroxides sowie dessen Konzentration kann die Reaktionsfähigkeit und die Aktivierungstemperatur (d. h. die Temperatur der Auslösung der Polyreaktion des Weichmachers) geregelt werden. Die genannten Peroxide lösen z. B. bereits in Anteilen von unter 1 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung) die Polyreaktion von Diallylphthalat aus.

Unter dem Füllstoff, den die Polymermasseschicht als Komponente (d) enthält, sollen hier insbesondere fein- oder feinstteilige (z. B. unter 300 µm, insbesondere unter 100 µm) Teilchen gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung, aber gegebenenfalls auch Fasern verstanden werden. Feinstteilige Füller (statistischer Teilchendurchmesser unter 10 µm, z. B. etwa 3 µm) sich als solche oder in Mischung mit feinteiligen Füllern (Siebzahlen im Bereich von 5000 Maschen/cm²) ebenfalls geeignet.

Es können anorganische oder/und organische Füllstoffe verwendet werden. Spezielle Beispiele sind Schwerspat, Leichtspat, Schiefermehl, Kreide, Kaolin, Glimmer, Ruß, Graphit, Asbest, Glasfasern, Holzmehl, Korkmehl, usw.

Die vergleichsweise hohen Füllstoffkonzentrationen (Verfüllungsgrade) von über 50 Gew.-% beziehen sich auf das Gewicht der fertigen Polymermasseschicht.

Insbesondere mit schweren Gesteinsmehlen als Komponente (d) können Verfüllungsgrade von über 80 Gew.-% erzielt werden, nötigenfalls unter Zusatz geringer Anteile (z. B. unter 5 Gew.-%, insbesondere unter 1 Gew.-%) von in der Plastverarbeitung üblichen Gleitmitteln und/oder Pigmentverteilern. Durch Wahl des Füllstoffes bzw. seiner Komponenten, der Teilchengröße und des Füllungsgrades können die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polymermasseschicht vor und nach der Polyreaktion (Aktivierung) des Weichmachers beeinflußt werden; die jeweilige spezielle Auswahl liegt im Bereich des fachmännischen Wissens. Zu bemerken ist lediglich, daß manche Füllstoffe, wie z. B. Graphit oder Glimmer, eine für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Automobilbau bedeutsame akustische Wirksamkeit haben; faserige Füller, wie Asbest oder Glasfasern, haben die bekannte Armierungswirkung; andere "inerte" Füller, wie Schwerspat, beeinflussen besonders das spezifische Gewicht.

Die Polymermasseschicht kann in an sich üblicher Weise, z. B. durch Kalandrieren der entsprechenden Mischung der Komponenten, hergestellt werden. Vorzugsweise wird zunächst die Thermoplastkomponente, z. B. in Pulver- oder Granulatform, mit dem Weichmacher vermischt, bis eine homogene, flüssige bis pastöse Masse entsteht, und zwar bei Temperaturen, die keine spontane Polyreaktion des Weichmachers auslösen. Hierdurch entsteht die primäre Bindemittelphase, welche dann mit dem Füller, z. B. durch Verkneten, vermischt wird. Der Katalysator wird meist als letzte Komponente in die Mischung eingebracht, z. B. in der letzten Phase des Verknetens.

Die so erhaltene Mischung kann dann im Kalander, vorzugsweise bei relativ niedrigen Walzentemperaturen, vorzugsweise auf gekühlten Walzen, zu einer Schicht oder Folie gewalzt werden, die eine Dicke von weniger als 1 mm bis zu einigen Centimetern haben. Dicken im Bereich von etwa 0,8 bis 10 mm sind für viele Anwendungen typisch.

Die so erhaltenen Schichten lassen sich in der Regel bereits als solche gut handhaben, d. h. z. B. schneiden, lagern und applizieren. Insbesondere bei relativ dünnen Schichten (< 1 mm) und/oder solchen mit relativ geringem Thermoplast- bzw. Primärbindemittelgehalt, aber auch bei dickeren und ausgeprägt kohärenten Schichten für bestimmte Verwendungszwecke kann die Mischung mit einer Verstärkungsschicht, z. B. Matten oder Geweben aus Glas, Natur- oder Synthesefasern oder Kunststoffgittermaterial, versehen werden. Dies kann bereits im Walzenspalt des Kalanders oder nachträglich erfolgen.

Die erhaltene Polymermasseschicht kann direkt auf die zu versteifenden und/oder akustisch zu dämpfenden Flächen von Bauteilen, z. B. die Innnenflächen von Automobiltüren, -dächern, -bodenteilen und dergleichen, appliziert werden.

Gesonderte Klebschichten sind hierzu meist nicht erforderlich, weil die Polymermasseschicht normalerweise bei Einwirkung der Applikations-(Aktivierungs-)temperatur, d. h. bei der thermischen Umwandlung der oben erwähnten primären Bindemittelphase in die sekundäre Bindemittelphase (die durch Polyreaktion des Weichmachers in der Mischung entsteht), einen mehr oder weniger ausgeprägten Warm- oder Heißklebezustand durchläuft. In diesem Zustand kommt es meist bereits bei einfachem Aufliegekontakt zu einer ausreichenden Verklebung der Polymermasseschicht mit der entsprechenden Oberfläche des Gebildes, z. B. Stahlbleches, auch wenn diese etwa durch Bondern, Grundieren oder dergleichen vorbehandelt worden ist.

Die Polymermasseschicht kann aber vor der Applikation auch gelagert bzw. aufgerollt werden, gegebenenfalls mit Einlage von Trennschichten. Ferner kann die Polymermasseschicht vor der Applikation mit bekannten Belagsschichten, z. B. Butylkautschukfolien, Septum oder "IFF"-Schichten zu einem zwei- oder mehrschichtigen Verbundwerkstoff nach Art eines "Raidisseur"-Materials verarbeitet werden; dabei muß eine Seite der Polymermasseschicht selbstverständlich für die Applikation frei bleiben.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die folgenden Beispiele. Prozente sind Gewichtsprozente, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.

Beispiel 1 (A) Komponenten

Als Polyvinylacetal wurde Polyvinylbutyral (PVB) mit einem K-Wert von 44, einem Vinylacetalgehalt von 81-84%, einem Vinylacetatgehalt von 1-2 Gew.-% und einem Vinylalkoholgehalt von 18-21% verwendet. Als Gleitmittel wurde Stearinsäure bzw. Stearinsäuresalz (Zn, Ca) verwendet. Als Peroxid wurde Bis(tert.butylperoxyisopropyl)-benzol als 40%-ige Mischung mit üblichem Inertstoff oder/und tert.Butylperbenzoat (TBPB), jeweils in Form handelsüblicher Produkte verwendet. Das Schiefermehl hatte einen Feinheitswert von 4900 Maschen/cm².

(B) Verarbeitung

Das PVB-Pulver wird in einem Rührwerk bei etwa +100°C in den Weichmacher eingebracht, verpastet und bevorratet (primäres Bindemittel). Das primäre Bindemittel wird in einem langsam laufenden Knetwerk (Z- oder Sigma-Mischer) vorgelegt und bei etwa 40-50°C mit Füller und Zusatzstoffen homogen verknetet. Schließlich wird der Katalysator eingeknetet. Die Masse wird in einem Kalander (Walzentemperatur etwa +10°C) zu einer zusammenhängenden Schicht von etwa 1,5 mm Dicke verarbeitet, die sich problemlos handhaben und gegebenenfalls unter Einlage von Trennpapier lagern läßt.

(C) Applikation

Ein Abschnitt (50×50 cm) der gemäß (B) erhaltenen biegeweichen Schicht wird direkt auf ein horizontal liegendes Stahlblech (0,8 mm Dicke) aufgelegt. Nach 90 min bei 140°C ist die Schicht gehärtet und fest mit dem Blech verklebt. Die Verklebung der Schicht mit dem Blech kann auch in vertikaler Lage erfolgen. Praktisch gleiche Ergebnisse werden bei 15 min und 190°C oder 25 min und 140°C erhalten (Heißluft-Temperatur).

Die Steifigkeit der so erhaltenen beschichteten Bleche ist etwa doppelt so groß, wie vor dem Beschichten.

Ähnliche Ergebnisse werden mit phosphatierten Blechen erhalten. Alkalische Reinigungsmittel haben keine nachteiligen Wirkungen. Auch bei durch Tiefziehen bzw. Pressen verformten Stahlblechen kommt es in horizontaler Lage zu einer durchgehenden Flächenverkleidung mit der Polymermasseschicht.

Beispiel 2 (A) Komponenten

Das Polyvinylacetal ist PVB wie in Beispiel 1. Das VC/VA-Copolymer ist ein solches aus 60% VC und 40% VA mit einem K-Wert von 55 und einem Erweichungspunkt von 56°C. Peroxid und Gleitmittel sind wie in Beispiel 1 angegeben. Die Kreide hat einen statistischen Teilchendurchmesser von 3 µm (Rückstand auf Sieb mit 16 900 Maschen/cm²=0,01%).

(B) Verarbeitung

Es wird wie in Beispiel 1, Abschnitt (B) mit der Abänderung gearbeitet, daß man das pulverförmige PVA zunächst mit dem pulverförmigen VC/VA-Copolymer vermischt und diese Mischung mit dem Weichmacher verpastet.

(C) Applikation

Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1, Abschnitt (C) werden mindestens gleichwertige Ergebnisse erzielt.

Beispiel 3

Mit den Komponenten von Beispiel 1 werden Polymermasseschichten mit Dicken von 0,9 mm, 1,3 mm bzw. 1,9 mm ähnlich wie in Abschnitt (B) mit der Abänderung hergestellt, daß die Polymermasseschichten auf einer Oberfläche mit handelsüblichen Dämpfungsschichten aus Butylkautschuk, "IFF"-Folien, Septum bzw. Gewebematerial (mit Haftkleber getränkt) laminiert werden. Die erhaltenen Verbundschichten sind biegeweich, lassen sich der Blechkontur gut anpassen und ähnlich wie in den Beispielen 1 und 2 applizieren. Dabei wird das Verbundschichtmaterial jeweils mit der Polymermasseschicht auf das Blech gelegt. Die Kleb- und Härtungseigenschaften der Verbundschichten sind ähnlich wie in Beispiel 1. Der Verbund aus "IFF"-Folie und der Polymermasseschicht läuft nach etwa 15 min bei 140°C in scharfkantige Sicken. Nach 25 min (140°C) ist die Polymermasseschicht ausgehärtet.

Die akustischen Verlustfaktoren (η) der Verbundschichten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Nach den Abschnitten B und C der Beispiele 1 und 2 wurden weitere Polymermasseschichten hergestellt und erfindungsgemäß verwendet. Die Komponenten waren wie folgt:

Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6

Das in den Beispielen 4-6 verwendete Diallylphthalat-Vorpolymer ist ein verzweigtes, zur Polyreaktion befähigtes Material, das durch Polymerisieren von 20-25% der Vinylgruppen des monomeren Esters erhalten und in diesem löslich ist. Der in Beispiel 6 zugesetzte Methacrylsäureester verbessert die Haftung auf metallischem Substrat und bietet eine zusätzliche Versteifung. Anstelle der in den Beispielen 2 und 4-6 genannten VC/VA-Copolymeren können zum Erzielen einer erhöhten Wärmestabilität VC/Acr-Copolymere verwendet werden, und zwar bei teilweisem oder vollständigem Ersatz. In jedem Fall bewirkt die Verwendung von relativ geringen Mengen PVB eine erhebliche Verminderung der Oberflächenklebrigkeit der unvernetzten Polymermasseschichten bei normalen Umgebungstemperaturen. Die in den Beispielen 4-6 zusätzlich verwendeten, nicht zu Polyreaktionen befähigten Weichmacher dienen primär dazu, die Viskosität der nicht vernetzten Mischung einzustellen bzw. auch als Regulativ für den E-Modul der vernetzten Schicht; wenn die Masse PVB enthält, ist hierfür Butylbenzylphthalat besonders geeignet.

Abschließend ist zu bemerken, daß die hier beschriebenen neuen Polymermasseschichten nicht nur zur Versteifung oder/und akustischen Dämpfung von aus Blech gefertigten Teilen, sondern auch zur Versteifung von anderen Werkstoffen sowie zur Verfüllung, Isolation, als Zwischenschichten für Laminate und anderes mehr geeignet sind. Ferner wurde gefunden, daß mit den vorliegenden Polymermasseschichten als Einzelschichten oder in Form von Verbundschichten beispielsweise im Automobilbau ausreichende Versteifungs- und Dämpfungswirkungen erzielt werden, wenn nur Teilbereiche der flächigen Bauteile mit den Polymermasseschichten belegt und zur Vernetzung der Polymermasse behandelt werden. So kann man z. B. mit einer nur etwa 10 mm breiten Polymermasseschicht eine übliche Autotüre ausreichend versteifen und dämpfen, wenn dieser Streifen diagonal auf die Innenoberfläche des Türbleches aufgebracht und auf dieser zur Verklebung und Vernetzung erhitzt wird.

Die oben erwähnten mehrlagigen Verbundschichten, z. B. nach Art von "Radisseur"-Werkstoffen, bieten bei Applikation auf Stahlblech einen vorteilhaften "hart-auf-weich"-Aufbau, durch den das Blech erheblich gedämpft und versteift wird.

Diese Charakteristik wird über einen weiten Temperaturbereich beibehalten, da sich der E-Modul der harten Schichten in Abhängigkeit von der Temperatur wenig ändert; es ist allerdings darauf zu achten, daß die weiche Zwischenschicht (E-Modul z. B. 100-1000 Kp/cm²) im interessanten Temperaturbereich annähernd ihre Eigenschaften beibehält.

Als weiche Zwischenschicht kommen z. B. biegeweiche Folien aus Bitumen und mineralischen oder anorganischen Füllern ("IFF"), Folien aus Bitumen, Elastomeren und mineralischen bzw. organischen Füllern ("Septum"), weiche, dauerelastische Kunststoffolien (z. B. Butylkautschukfolien); dauerklebrige, eventuell auch siegelfähige, weiche Kunstharzfilme (Haftkleber), usw. in Frage. ("IFF", "Radisseur" und "Septum" sind Markenbezeichnungen der Firma Interkeller).

Der Frequenzbereich der maximalen Dämpfung ist meist abhängig vom Verhältnis des E-Moduls der harten Schicht zum E-Modul der weichen Zwischenschicht.

Die neuen Polymermasseschichten bieten insbesondere in der Automobilfertigung folgende Vorteile:

• - sie sind in Folienform biegeweich und leicht zu handhaben,
• - sie sind durch Temperatureinwirkung leicht zu verformen und passen sich der Blechkontur voll an,
• - sie haften fest auf Metallen, auch wenn diese grundiert sind,
• - sie härten unter den Bedingungen fast aller Einbrennzyklen der Automobilindustrie aus,
• - sie lassen sich leicht - z. B. durch Kaschieren - mit weichen Materialien zu Mehrschichtdämpfungen kombinieren.

Claims (20)

1. Heißklebfähiges Schichtmaterial zur mechanischen Versteifung von Bauteilen aus Metallblech, das

• (a) eine heißklebfähige Thermoplastkomponente,
• (b) einen Weichmacher für die Thermoplastkomponente, der normalerweise flüssig sowie praktisch nichtflüchtig und zur Polyreaktion mit sich selbst befähigt ist,
• (c) einen bei erhöhter Temperatur zur Auslösung der Polyreaktion des Weichmachers befähigten Katalysator, und
• (d) Füllstoff

enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) : (b) im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 4 liegt und der Füllstoff (d) 50-85% des Schichtmaterialgewichts ausmacht.

2. Schichtmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher (b) in einer Menge enthalten ist, die ausreicht, um eine Mischung aus (a), (c) und (d) kalandrierfähig zu machen.

3. Schichtmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastkomponente (a) Polyvinylacetal oder eine Mischung hiervon mit einem Copolymer von Vinylacetat und Vinylchlorid enthält.

4. Schichtmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermoplastkomponente (a) Polyvinylbutyral oder eine Mischung hiervon mit einem Copolymer von Vinylacetat und Vinylchlorid enthält.

5. Schichtmaterial nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher (b) ein Di- und/oder Triester von Allylalkohol und einer zwei- oder/und dreibasischen organischen Säure oder ein zur Polyreaktion befähigtes, verzweigtes, aber praktisch nichtvernetztes Vorpolymer eines solchen Esters ist.

6. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure Benzoldicarbonsäure oder/und Benzoltricarbonsäure ist.

7. Schichtmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Di- und/oder Triester von Allylalkohol Diallylphthalat und/oder Triallylphthalat ist.

8. Schichtmaterial nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten (a) : (b) etwa 1 : 2 beträgt.

9. Schichtmaterial nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Armierungsschicht enthält.

10. Schichtmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Armierungsschicht die Form von in dem Schichtmaterial verteilten Fasern oder von Gewebeeinlagen hat.

11. Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es mit mindestens einer weiteren Schicht zu einer Verbundschicht vereinigt ist, bei welcher das Schichtmaterial an einer Außenseite der Verbundschicht liegt.

12. Schichtmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundschicht aus drei Schichten besteht, wobei die mittlere Schicht weicher ist als die Außenschichten.

13. Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gleitmittel enthält.

14. Verfahren zum Beschichten dünnwandiger flächiger Bauteile mit einer versteifend wirkenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bauteil mindestens in Teilbereichen seiner Oberfläche mit einem Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13 belegt und daß man die am Bauteil anliegende Polymerschicht zur Auslösung der Polymerisation des Weichmachers erwärmt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial außerdem zur akustischen Dämpfung aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß man die am Bauteil anliegende Polymerschicht zur gleichzeitigen Verklebung derselben mit der Oberfläche des Bauteils erwärmt.

17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß flächige Bauteile aus Metallblech beschichtet werden.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als flächige Bauteile Automobilbauteile versteift und/oder entdröhnt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauteile Türen versteift und/oder entdröhnt werden.