DE3631075A1

DE3631075A1 - Material fuer antidroehnbelaege und verfahren zur herstellung von antidroehnbelaegen aus diesem material

Info

Publication number: DE3631075A1
Application number: DE19863631075
Authority: DE
Inventors: Rudolf Plate; Josef Dr Polak; Werner Probst
Original assignee: WEINSHEIM CHEMIE
Current assignee: WEINSHEIM CHEMIE
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-09-12
Publication date: 1987-11-12
Also published as: EP0244615A3; EP0244615A2; CN87103425A; KR870011394A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Material für Anti dröhnbeläge, welches Bitumen oder ein Gemisch aus Bitu men und Kunststoff sowie Füllstoffe enthält. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Her stellung von Antidröhnbelägen aus diesem Material.

In vielen Bereichen der Technik, insbesondere im Auto mobilbau oder bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, werden dünnwandige Bleche verwendet, die durch sich bewegende Teile, z.B. durch laufende Motoren, zu Schwingungen und damit zur Schallabstrahlung angeregt werden. Zur Reduzierung dieser Schallabstrahlung werden diese Blechflächen mit schalldämpfenden Belägen (Antidröhnbelägen) ausgerüstet, die vorzugsweise in Form von Schichten aufgeklebt oder auch aufgespritzt oder aufgespachtelt werden.

Die Antidröhnbeläge bestehen üblicherweise aus einem Bindemittel und Füllstoffen. Das Bindemittel ist in der Regel Bitumen, vorzugsweise mit Kunststoff modi fiziertes Bitumen. Als Füllstoffe sind Kalksteinmehl, Glimmer, Schiefermehl o.dgl. üblich.

Aufgabenstellung der letzten Jahre, besonders in der Kraftfahrzeugindustrie war es, leichtere Ma terialien zur Körperschalldämmung zu entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen worden (DE-OS 29 04 689), als Füllstoff poröses Material, wie Holzkohle, Koks, Asche o.dgl. einzusetzen. Eine wesentliche Gewichtsreduzierung kann dadurch jedoch nicht erzielt werden, da diese Füllstoffe das Bitumen in sich einsaugen, das spezifische Gewicht des Bitumens also maßgeblich bleibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material für Antidröhnbeläge zu schaffen, das wesent lich leichter als die vorbekannten Materialien ist. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung von schicht förmigen Antidröhnbelägen aus diesem Material ange geben werden.

Der erste Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Füllstoff mit einer Beschichtung ver sehene, überwiegend aus Hohlkörpergebilden bestehende Ton stoffe, vorzugsweise der Obsidianklasse, verwendet werden. Füllstoffe dieser Art sind beispielsweise unter den Handelsnamen "Norfil" und "Microloy" bekannt. Sie be stehen überwiegend aus Silizium- und Aluminiumoxiden und liegen in Form von Micro-Hohlkugeln oder als multi zellulares Hohlkörpergebilde vor. Die Form der multi zellularen Hohlkörper ist unmittelbar nach ihrer Her stellung vielfältig (Kugel-, Stäbchen-, Flockenform u. dgl.) bei einer Korngröße von ca. 10 bis 200 µm. Be sonders geeignet für die Verwendung als Füllstoff in Bitumen ist der kugelförmige Anteil des multizellula ren Stoffes, da von allen vorkommenden Formen die Kugeln in Bezug auf ihr Volumen die kleinste Oberfläche haben und besonders einfach zu beschichten sind. Bei der Her stellung des erfindungsgemäßen Materials ist es deshalb zweckmäßig, den nicht kugelförmigen Anteil weitestgehend (bis auf einen Rest von weniger als 10%) abzutrennen und dann erst die Beschichtung vorzunehmen.

Da es möglich ist, die Hohlkörpergebilde vor dem Mischen mit dem Bitumen mit geeigneten Materialien (mit Metall, Kunststoff, Silan, Wasserglas o.dgl.) zu beschichten, können diese Tonstoffe als Füllstoff in Bitumen verwendet werden. Durch eine bis zu 400°C temperaturbeständige Schicht dieser Art wird verhindert, daß das Bitumen, das bei der üblichen Mischtemperatur von ca. 220° relativ dünnflüssig ist, in die Hohlkörper eintritt. Das ur sprüngliche Raumgewicht der Hohlkörpergebilde bleibt er halten und bewirkt damit eine erhebliche Gewichtsredu zierung des Bitumen-Füllstoff-Gemisches.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Hohlkörpergebilde mit magnetisierbarem Material (Barium-, Strontiumferrit o.dgl.) beschichtet werden. Mit einem Füllstoff dieser Art hergestellte Folien können magnetisiert werden. Ihre Applikation auf den zu entdröhnenden Blechen wird dadurch erheblich erleichtert. Durch die Beschichtung der Hohl körpergebilde mit magnetisierbarem Material erübrigt sich in der Regel der gesonderte Zusatz von Pulvern aus magne tisierbarem Material. Nur dann, wenn die gewünschte mag netische Haftkraft nach der Magnetisierung der Folie nicht ausreicht, ist magnetisierbares Pulver ergänzend hinzuzu fügen.

Da die beschriebenen multizellularen Hohlkörpergebilde ein spezifisches Gewicht von etwa 0,2 g/cm³ haben, können extrem leichte Antidröhnmaterialien auf Bitumen basis hergestellt werden. Selbst wenn diese aus Kosten gründen neben dem aus den multizellularen Hohlkörper gebilden bestehenden Füllstoff noch weitere Füllstoffe, wie Kalksteinmehl, Glimmer und/oder dgl., enthalten, sind Antidröhnmaterialien mit einem spezifischen Gewicht von unter 1 herstellbar.

Die erwähnten Micro-Hohlkugeln sind relativ hart und druckfest. Sie können ohne Beschädigung mit dem Bitumen in Mischern verarbeitet werden. Bei der Verwendung des aus multizellularen Hohlkörpern bestehenden Füllstoffes empfiehlt sich die Verwendung von Langsammischern mit querliegenden Rührwerken, um eine Beschädigung zu ver meiden und dennoch eine gute Homogenisierung zu erzielen. Das anschließende Kalandieren zur Herstellung von Anti dröhnbelägen oder -folien ist ohne Beeinträchtigung des äußerst leichten Füllstoffes möglich.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Eigen schaften des erfindungsgemäßen Antidröhnmaterials in Bezug auf die Körperschalldämpfung nicht schlechter sind als die Körperschalldämpfungseigenschaften kon ventioneller Antidröhnbeläge mit den üblichen schweren Füllstoffen. Bei gleicher Stärke und damit etwa gleichen Dämpfungseigenschaften sind deshalb im Vergleich mit bekannten Folien Gewichtseinsparungen von 60% und mehr (je nach den Gewichtsanteilen) möglich. Wird hingegen aufgrund der Gewichtseinsparung eine z.B. um 20% stärkere Folie verwendet, dann ist damit immer noch im Vergleich mit konventionellen Folien eine Gewichtsersparnis verbunden. Zusätzlich wird eine Verbesserung der Dämpfungseigenschaften um ca. 30% erreicht. Da der Mineral-Füllstoff dimensionsstabil und lange haltbar ist, tritt eine zeitliche Veränderung der Dämpfungseigenschaften praktisch nicht ein.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von einigen Beispielen erläutert werden.

Beispiel I:

Die folgenden Bestandteile wurden in einem Langsammischer bei 220°C gemischt und zu einer Folie (Antidröhnbelag) mit einer Stärke von 2,8 mm kalandriert:

50 Gewichtsanteilemodifiziertes Bitumen 20 GewichtsanteileKalksteinmehl 2 GewichtsanteileFasern 15 Gewichtsanteilemit Silan beschichtete
multizellulare, über-
wiegend kugelförmige
Mineral-Hohlkörper 8 GewichtsanteileGlimmer 5 GewichtsanteileHarz

Eigenschaften der Folie:
spez. Gewicht:0,9 Verlustfaktor:20°C, 200 Hz auf 1 mm
Stahlblech bei einem
Flächengewicht
von 2,5 kg/m², d = 0,13

Der Verlustfaktor liegt damit in der Größenordnung dieser Werte bei konventionellen Folien. Das spezifische Gewicht ist um den Faktor 1,7 geringer. Soll die Beschichtung der multizellularen Hohlkörper aus magnetisierbarem Material bestehen, dann ist der Gewichtsanteil der beschichteten Hohlkörper auf 22 bis 25% zu erhöhen und die Gewichtsan teile des Bitumens (um 5 bis 7%) und des Kalksteinmehls (um 2 bis 3%) zu reduzieren.

Beispiel II

Folgende Bestandteile wurden gemischt und kalandriert:

75 Gewichtsanteilemodifiziertes Bitumen 2 GewichtsanteileFasern 10 Gewichtsanteilemit Silan beschichtete
multizellulare, über-
wiegend kugelförmige
Mineral-Hohlkörper 10 GewichtsanteileGlimmer 3 GewichtsanteileHarz

Eigenschaften der Folie:
spez. Gewicht:0,8 Verlustfaktor:20°C, 200 Hz auf 1 mm
Stahlblech bei einem
Flächengewicht
von 2,5 kg/m², d = 0,18

Beispiel III

Als Ausgangspunkt für die Herstellung eines Antidröhnbelags mit Micro-Hohlkugeln als Füllstoff, welche mit magnetisier barem Material beschichtet sind, ist die folgende Mischung zweckmäßig:

45 Gewichtsanteilemodifiziertes Bitumen 17 GewichtsanteileKalksteinmehl 2 GewichtsanteileFasern 25 Gewichtsanteilemit Bariumferrit beschichtete
Micro-Hohlkugeln 8 GewichtsanteileGlimmer 5 GewichtsanteileHarz

Wegen des höheren spezifischen Gewichts der Micro-Hohlkugeln (0,6) im Vergleich zu den Hohlkörpergebilden mit multi zellularer Struktur (0,2) hat auch der aus dieser Mischung hergestellte Antidröhnbelag ein höheres spezifisches Gewicht. Sein Verlustfaktor liegt jedoch in der gleichen Größenordnung wie beim Beispiel I.

In einer in dieser Weise hergestellten Folie ist das magne tisierbare Material zu etwa 5 bis 10% enthalten. Die dadurch nach einer Magnetisierung erzielte Haftkraft ist relativ ge ring. Sind höhere Haftkräfte erwünscht, ist magnetisierbares Material (z.B. Bariumferrit) ergänzend hinzuzufügen. Das spezifische Gewicht der Folie nimmt dann zwar zu; im Ver gleich zum spezifischen Gewicht herkömmlicher Magnetfolien ist es jedoch erheblich geringer.

Claims

1. Material für Antidröhnbeläge, welches Bitumen oder ein Ge misch aus Bitumen und Kunststoff sowie poröse Füllstoffe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff mit einer Beschichtung versehene, überwiegend aus Hohlkörpergebilden bestehende Tonstoffe verwendet werden.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörpergebilde überwiegend aus Silicium- und Alu miniumoxiden bestehen und mit einer bis zu 400°C tempera turbeständigen Schicht versehen sind.

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörpergebilde mit magnetisierbarem Material beschichtet sind.

4. Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß die Hohlkörpergebilde in Form von Micro-Hohl kugeln vorliegen.

5. Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß multizellulare Hohlkörpergebilde von überwiegend sphärischer Form vorliegen.

6. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es neben dem aus den Hohlkörpergebilden bestehenden Füllstoff noch weitere Füllstoffe wie Kalkstein mehl, Glimmer und/oder dgl. enthält.

7. Material nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Bestandteile enthält: 35-55 GewichtsanteileBitumen 20 GewichtsanteileKalksteinmehl 2 GewichtsanteileFasern 15-35 Gewichtsanteilebeschichtete Hohl-
körpergebilde 8-13 GewichtsanteileGlimmer

8. Verwendung eines Materials nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Antidröhnbelagen.

9. Verfahren zur Herstellung von Antidröhnbelägen aus einem Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß es unter Verwendung von Langsammischern mit querliegenden Rührwerken gemischt und bei erhöhter Temperatur auf Kalandern zu Schichten oder Folien ver arbeitet wird, welche danach in der gewünschten Größe zugeschnitten werden.

10. Nach einem Verfahren nach Anspruch 9 hergestellter Anti dröhnbelag, dadurch gekennzeichnet, daß er als Füllstoff mit einer Beschichtung versehene Hohlkörpergebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthält.