DE69916548T2

DE69916548T2 - Schwingungsdämpfende Zusammensetzung

Info

Publication number: DE69916548T2
Application number: DE69916548T
Authority: DE
Inventors: Mari Ta Ichihara-shi Teishi; Shoji Ichihara-shi Akamatsu
Original assignee: Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
Current assignee: DuPont Toray Specialty Materials KK
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: DE69916548D1; EP0990816B1; EP0990816A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung, die eine viskose Flüssigkeit und feste Pulver umfasst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung, die stabile Schwingungsdämpfungseigenschaften besitzt, die durch Temperaturänderungen nicht signifikant beeinflusst werden.
Hintergrund der Erfindung
Schwingungsdämpfungszusammensetzungen, die viskose Flüssigkeiten und feste Pulver enthalten, wurden offenbart. Beispielsweise ist in der japanischen Patentveröffentlichung JP 62-113 932 A eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung offenbart, die Wasser, flüssige Polymere, wie Diethylenglycol, Glycerin, oder Polybutadien und Tonmineralpulver enthält. In der japanischen Patentveröffentlichung JP 63-308 241 A sind Schwingungsdämpfungszusammensetzungen offenbart, die viskose Flüssigkeiten, wie ein Siliconöl, und feste Pulver, wie Siliciumdioxidpulver, Glaspulver und Siliconharzpulver, enthalten. In der japanischen Patentveröffentlichung JP 63-308 242 A sind Schwingungsdämpfungszusammensetzungen offenbart, die viskose Flüssigkeiten, wie ein Siliconöl und Pulver von organischen Harzen, deren Einfriertemperatur innerhalb des Arbeitstemperaturbereichs liegt, wie Acrylharze, enthalten.
Darüber hinaus wurde durch die Autoren der vorliegenden Erfindung in der japanischen Patentveröffentlichung JP 10-251 517 A eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung offenbart, die ausgezeichnete Schwingungseigenschaften besitzt, selbst wenn sich die Frequenz der Schwingung ändert. Die Schwingungsdämpfungswirkungen dieser Schwingungsdämpfungszusammensetzungen schwankten jedoch in Abhängigkeit von Temperaturänderungen und sie besaßen keine stabilen Schwingungsdämpfungseigenschaften.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung, die (A) 95 bis 25 Gew.% einer viskosen Flüssigkeit und (B) 5 bis 75 Gew.-% mindestens zweier fester Pulver mit unterschiedlichen mittleren Teilchendurchmessern umfasst, wobei der Unterschied zwischen den jeweiligen mittleren Teilchendurchmessern der festen Pulver mindestens 10 μm beträgt (vgl. JP 10-251 517 A).
Die vorliegende Erfindung ist durch eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung definiert, die (A) 95 bis 25 Gew.-% einer viskosen Flüssigkeit und (B) 5 bis 75 Gew.-% mindestens zweier fester Pulver mit unterschiedlichen mittleren Teilchendurchmessern umfasst, wobei der Unterschied zwischen den jeweiligen mittleren Teilchendurchmessern und der festen Pulver mindestens 10 μm beträgt und eines der festen Pulver aus Calciumcarbonat besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung bereit zu stellen, die ausgezeichnete Schwingungsdämpfungseigenschaften aufweist und stabile Schwingungsdämpfungseigenschaften besitzt, die durch Temperaturänderungen nicht signifikant beeinflusst werden.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt es sich bei der Komponente (A), d. h. der viskosen Flüssigkeit, um ein zum Dispergieren der festen Pulver Komponente (B) verwendetes Medium Beispiele für die viskose Flüssigkeit (A) sind ein Mineralöl, pflanzliches Öl, synthetisches Öl und ein Siliconöl. Vorzugsweise ist die viskose Flüssigkeit ein Siliconöl aufgrund der hohen Komprimierbarkeit, der schwachen Abhängigkeit von Änderungen der Viskosität mit der Temperatur und der ausgezeichneten Wärmebeständigkeit. Organopolysiloxane mit einem Siloxangerüst sind als Siliconöl empfohlen, wobei das Organopolysiloxan vorzugsweise Gruppen, wie Alkylgruppen, z. B. Methyl, Ethyl und Propyl, Alkenylgruppen, wie Vinyl und Butenyl, Arylgruppen, wie Phenyl und Tolyl, halogenierte Alkylgruppen, wie 3,3,3,-Trifluorpropyl, und andere substituierte oder nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppen und darüber hinaus eine kleine Menge Hydroxylgruppen, Methoxygruppen, Eth oxygruppen oder andere Alkoxygruppen, als die an das Silicium in derartigen Siloxanen gebundenen Gruppen enthält. Von diesen sind im Hinblick auf die schwache Abhängigkeit von Änderungen der Viskosität mit der Temperatur und die ausgezeichnete Lagerungsstabilität der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Alkylgruppen bevorzugt, wobei die Methylgruppe besonders bevorzugt ist. Ferner handelt es sich bei den Molekülstrukturen derartiger Siliconöle beispielsweise um lineare, teilweise verzweigte lineare, verzweigte und cyclische Strukturen, wobei die lineare Struktur besonders bevorzugt ist. Die kinematische Viskosität derartiger Siliconöle bei 25°C liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 mm²/s bis 1.000.000 mm²/s, wobei ein Bereich von 500 mm²/s bis 500.000 mm²/s noch stärker bevorzugt ist. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass wenn die kinematische Viskosität bei 25°C unter 100 mm²/s liegt, es unmöglich werden kann, die festen Pulver in einem dispergierten Zustand zu halten. Wenn andererseits die kinematische Viskosität 1.000.000 mm²/s übersteigt, verschlechtern sich die Handhabungseigenschaften und es wird schwieriger, die festen Pulver zu dispergieren. Bevorzugte Siliconöle als Komponente (A) sind beispielsweise Trimethylsiloxy endblockierte Polydimethylsiloxane und Trimethylsiloxy endblockierte Polydimethylsiloxan/Polymethylphenylsiloxan-Copolymere. Der Gehalt der viskosen Flüssigkeit (Komponente (A)) in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beträgt typischerweise 95 Gew.-% bis 25 Gew.%, bevorzugt 91 Gew.-% bis 30 Gew.-% und stärker bevorzugt 80 Gew.-% bis 30 Gew.-%. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass wenn die Menge der zugesetzten viskosen Flüssigkeit nicht innerhalb dieses Bereichs liegt, die Schwingungsdämpfungseigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sich verschlechtern können.
Das in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendete feste Pulver (Komponente (B)), bei dem es sich um eine Komponente handelt, die der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Schwingungsdämpfungseigenschaften verleihen soll, ist ein Gemisch von zwei oder mehr festen Pulvern mit unterschiedlichen mittleren Teilchendurchmessern. Es ist notwendig, dass der Unterschied in den Teilchendurchmessern bezogen auf den mittleren Teilchendurchmesser dieser zwei oder mehr festen Pulver mindestens 10 μm sein sollte, wobei 15 μm oder mehr bevorzugt sind. Die mittleren Teilchendurchmesser der festen Pulver liegen üblicherweise in einem Bereich von 1 μm bis 200 μm und vorzugsweise in einem Bereich von 10 μm bis 150 μm, wobei ein Gemisch aus (B1) einem festen Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 μm bis 50 μm und (B2) einem festen Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 μm bis 200 μm als das feste Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt ist. Die festen Pulver sind beispielsweise anorganische Pulver, wie Siliciumdioxidpulver, Calciumcarbonatpulver und Glaspulver, organische Harzpulver, wie Polyethylenharzpulver und Acrylsäurepulver, und Siliconharzpulver. Als Form wird eine Kugelform, abgeplattete Form und irreguläre Form vorgeschlagen. Eine Kombination eines Calciumcarbonatpulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 10 bis 30 μm und einem Glaspulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 70 bis 120 μm ist besonders bevorzugt. Der Gehalt der festen Pulver in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung liegt in einem Bereich von 5 Gew.-% bis 75 Gew.-%, vorzugsweise in einem Bereich von 9 Gew.-% bis 70 Gew.-% und insbesondere in einem Bereich von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-%. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass wenn die Menge der zugesetzten festen Pulver nicht in diesem Bereich liegt, die Schwingungsdämpfungseigenschaft sich verschlechtern kann. Darüber hinaus ist der Anteil, in dem das oben genannte feste Pulver der Komponente (B1) und das feste Pulver der Komponente (B2) vermischt werden, vorzugsweise derart, dass die Komponente (B2) nicht mehr als 40 Gew.-% der Komponente (B1) bildet.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst die oben genannte viskose Flüssigkeit (A) und die festen Pulver (B), können jedoch auch andere optionale Komponenten, wie Ton, Bentonit, Siliciumdioxidmikropulver, Metallseife und andere Verdickungsmittel, Antioxidationsmittel, Rostverhinderungsmittel, eine Flammbeständigkeit verleihende Mittel, Pigmente und Farbstoffe, zugegeben werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird durch homogenes Vermischen der oben genannten viskosen Flüssigkeit (A) und der festen Pulver (B) hergestellt. Knettechniken, die eine wohl bekannte Knetvorrichtung verwenden, wie Kugelmühlen, Schwingmühlen, Knetmischer, Schneckenextruder, Paddelmischer, Bandmischer, Henschel-Mischer, Strahlmischer, Hobart-Mischer, Walzenmischer und dergleichen, werden als Mittel zum Mischen der viskosen Flüssigkeit (A) und der festen Pulver (B) vorgeschlagen.
Die oben beschriebene erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt ausgezeichnete Schwingungsdämpfungseigenschaften und besitzt den Vorteil einer nicht signifikanten Temperaturabhängigkeit, die zu einer ausgezeichneten Schwingungsdämpfungseigenschaft selbst bei Fluktuation der Temperatur führt. Aus diesem Grund kann die erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungszusammensetzung durch Einbringen derselben in Behälter aus elastischem Material zur Herstellung von stoßabsorbierenden Gegenständen in stoßabsorbierenden Gegenständen eingesetzt werden, die in elektrischen Vorrichtungen, wie CD-Playern, CD-Wechslern, Minidisc-Playern und Autonavigationsvorrichtungen, verwendet werden.
Beispiele
In den nachfolgenden Beispielen ist die kinematische Viskosität ein bei 25°C gemessener Wert.
Beispiel 1
Etwa 1.000 g eines Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxans mit einer kinematischen Viskosität von 60.000 mm²/s, 1.620 g eines Calciumcarbonats mit irregulärer Form mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 μm und 360 g kugelige Glasperlen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 bis 110 μm wurden in einen Hobart-Mischer (hergestellt von Hobart) gegeben und mit langsamer Geschwindigkeit 1 h vermischt, wobei das Abschrauben alle 30 min durchgeführt wurde. Die Schwingungsdämpfungseigenschaften (tanδ) der so erhaltenen Schwingungsdämpfungszusammensetzung wurden bei –20°C, 25°C und 60°C mittels des Plattenverfahrens unter Verwendung eines rheometischen dynamischen Analysators (von Rheometrics Inc., RDA-700) (Messbedingungen: Plattendurchmesser 20 mm, Frequenz 10 Hz, Spannung 20%, Probendicke 1 mm) gemessen. Nachfolgend wurden die Verhältnisse zu tanδ bei 25°C (tanδ/tanδ (25°C)) aus diesen Ergebnissen erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 2
Mit der Ausnahme der Zugabe von kugelförmigen Glasperlen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 40 bis 80 μm anstelle der kugelförmigen Glasperlen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 80 bis 110 μm, die in Beispiel 1 verwendet wurden, wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung hergestellt. Der tanδ der erhaltenen Schwingungsdämpfungszusammensetzung bei – 20°C, 25°C und 60°C wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Man erhielt Verhältnisse zu tanδ bei 25°C aus diesen Ergebnissen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Beispiel 3
Mit der Ausnahme, dass ein Trimethylsiloxy-endblockiertes Polydimethylsiloxan mit einer kinematischen Viskosität von 100.000 mm²/s anstelle des Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxans mit einer kinematischen Viskosität von 60.000 mm²/s, das in Beispiel 1 verwendet worden war, zugegeben wurde, wurde eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung in der selben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Der tanδ der erhaltenen Schwingungsdämpfungszusammensetzung bei –20°C, 25°C und 60°C wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Man erhielt Verhältnisse zu tanδ bei 25°C aus diesen Ergebnissen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die kugelförmigen Glasperlen, die in Beispiel 1 verwendet wurden, nicht zugegeben wurden. Der tanδ der erhaltenen Schwingungsdämpfungszusammensetzung bei –20°C, 25°C und 60°C wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Man erhielt Verhältnisse zu tanδ bei 25°C aus diesen Ergebnissen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Vergleichsbeispiel 2
Eine Schwingungsdämpfungszusammensetzung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die kugelförmigen Glasperlen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 15 μm anstelle der kugelförmigen Glasperlen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 80 bis 110 μm, die in Beispiel 1 verwendet wurden, zugegeben wurden. Der tanδ der erhaltenen Schwingungsdämpfungszusammensetzung bei –20°C, 25°C und 60°C wurde in der selben Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Man erhielt Verhältnisse zu tanδ bei 25°C aus diesen Ergebnissen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bessere Schwingungsdämpfungseigenschaften und eine stabile Schwingungsdämpfungseigenschaft besitzen, die nicht signifikant durch Temperaturänderungen beeinflusst wird.

Claims

Schwingungsdämpfungszusammensetzung, die die folgenden Bestandteile umfasst: (A) 95 bis 25 Gew.-% einer viskosen Flüssigkeit und (B) 5 bis 75 Gew.-% von mindestens zwei festen Pulvern mit unterschiedlichen mittleren Teilchendurchmessern, wobei der Unterschied zwischen den jeweiligen mittleren Teilchendurchmessern der festen Pulver mindestens 10 μm beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich eines der festen Pulver aus Calciumcarbonat besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei (A) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Mineralöl, pflanzlichem Öl, synthetischem Öl und Siliconöl besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Siliconöl eine kinematische Viskosität von 100 mm²/s bis 1.000.000 mm²/s bei 25°C, vorzugsweise eine kinematische Viskosität von 500 mm²/s bis 500.000 mm²/s bei 25°C, aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Siliconöl aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxanen mit einer kinematischen Viskosität von 100 mm²/s bis 1.000.000 mm²/s bei 25°C und Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxan/Polymethylphenylsiloxan-Copolymeren mit einer kinematischen Viskosität von 100 mm²/s bis 1.000.000 mm²/s bei 25°C besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Siliconöl aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxanen mit einer kinematischen Viskosität von 500 mm²/s bis 500.000 mm²/s bei 25°C und Trimethylsiloxy-endblockierten Polydimethylsiloxan/Polymethylphenylsiloxan-Copolymeren mit einer kinematischen Viskosität von 500 mm²/s bis 500.000 mm²/s bei 25°C besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei die Differenz zwischen den jeweiligen mittleren Teilchendurchmessern der festen Pulver mindestens 15 μm beträgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei die durchschnittlichen Teilchendurchmesser der festen Pulver 1 μm bis 200 μm betragen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei die mittleren Teilchendurchmesser der festen Pulver 10 μm bis 150 μm betragen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei die Komponente (B) ein Gemisch aus (B1) einem festen Calciumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 μm bis 50 μm und (B2) einem festen Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 μm bis 200 μm ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei (B2) das andere der festen Pulver aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus anorganischen Pulvern, organischen Harzpulvern und Siliconharzpulvern besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das organische Pulver aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Siliciumdioxidpulver und Glaspulver besteht und das organische Harzpulver aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyethylenharzpulver und Acrylharzpulver besteht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei (B) eine Kombination aus (B1) einem Calciumcarbonatpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 10 bis 30 μm und (B2) einem Glaspulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von etwa 70 bis 120 μm ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei (B) in einer Menge von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% vorhanden ist und (B2) nicht mehr als 40 Gew.-% der Komponente (B1) ausmacht.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ferner mindestens einen Bestandteil umfasst, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ton, Bentonit, Siliciumdioxidmikropulver, Metallseife, Verdickungsmitteln, Antioxidationsmitteln, Rostverhinderungsmitteln, eine Flammbeständigkeit verleihenden Mitteln, Pigmenten und Farbstoffen besteht.