部件的声阻尼和/或隔音方法
【专利说明】部件的声阻尼和/或隔音方法
[0001]本发明涉及用于金属部件和/或塑料部件的声阻尼和/或隔音方法。
[0002]当前，在现代电器、设备和机器的制造中几乎全部采用特薄壁金属板或塑料部件。机械运动部件、洗涤和漂洗操作或者运行中的电机不可避免地使这些金属片或塑料部件振动，其振动往往在人耳听得见的范围内。这些振动在整个机器、设备或电器中以结构噪声(structure-borne noise)的形式传播，并且可以作为令人反感的噪声福射到空中到达遥远的位置。为了减少声音辐射和抑制结构噪声，因此在汽车构造或在家用电器的制造中给这些金属片或塑料部件提供声阻尼涂料(sound-damping coating)，即所谓的消音涂料(ant1-drumming coating)。
[0003]根据常规实践，挤出高比重填料和沥青的混合物以形成膜，然后将膜冲压或切割得到适当的模制部件。这些膜随后被粘接到所述的金属板部件，其中，可能仍然必须通过加热使它们适应金属板的形状。
[0004]根据EP 2407079 A2的教导，为了生产洗碗机，将预制沥青垫粘接到至少一个部件上，通过施加即用型可流动的、反应性可固化的沥青混合物到至少一个部件和/或预制沥青垫上，从而得到至少一个优选伸长的(特别是线形或束形)的胶珠，胶珠至少部分地被至少一个未受到作用的区域所包围，即没有反应性的沥青化合物，并在沥青混合物固化前将所述部件和沥青压在一起。
[0005]虽然由于沥青膜的材料成本低，仍经常使用这些沥青膜，但是它们非常易脆且容易从金属板上脱落，特别是在低温下。另外，常提出的增加弹性体仅略有改善，这对于许多应用而言还是不够的。此外，金属板件具有非常复杂的形状或者难以接近，将预制沥青部件应用至机器或车辆的金属板件是根本不可能的。进一步的缺点是，在许多情况下，对于单台机器或电器，必需多个冲压部件，这需要昂贵的仓储。
[0006]EP 0766714 A描述了基于已根据悬浮聚合方法制备的氯乙稀-乙酸乙稀醋共聚物的增塑溶胶组合物。即使聚合物/软化剂的比率较低，这些增塑溶胶组合物也具有低粘度，以使它们可用于无气喷雾，并且可以容易地胶凝。所引用的文献还披露:基于所述的增塑溶胶的涂层显示出良好的噪声阻尼效果。所述文献建议在包括轮舱的机动车辆的车身底板区域包括轮窝使用这些增塑溶胶，用于结构噪声阻尼涂层以及腐蚀防护和抗磨损保护。
[0007]类似地，EP 702708 A描述了用于机动车辆的车身底板区域的金属板的声阻尼涂层，所述涂层基于由5-60重量％的至少一种粉末状的苯乙烯共聚物或甲基丙烯酸甲酯均聚物或甲基丙烯酸甲酯共聚物、5-65重量％的软化剂、0-40重量％的填料、2-40重量％的反应性添加剂以及任选的其他添加剂组成的增塑溶胶。根据所引用的文献，其中描述的增塑溶胶制剂适于制备金属板上的耐磨单层涂料，其可在注射成型过程中施加，特别是在机动车辆的车身底板区域，用于降低由粒子冲击引起的噪声、腐蚀防护，并用于实现耐磨涂层O
[0008]WO 91/05819描述了用于声阻尼和隔震的层合体或分层体的热塑性化合物，尤其是用于机动车辆。所述热塑性组合物含有0.6-50%的氯化聚乙烯，20-95%的填料和4-60%的与氯化聚乙烯相容的软化剂。据称，这些热塑性组合物可被用作机动车辆、建筑、家用电器和工业机器的声阻尼和隔振的层状材料。
[0009]从WO 2006/076958 Al中可知基于液体橡胶或弹性体和硫化剂的可挤出的低粘度橡胶阻尼化合物，其含有少量的结构增强纤维填料；这些橡胶阻尼化合物的特征在于:不存在先前惯用的固体橡胶，并且在应用时具有非常低的粘度。这些类型的声学化合物可以通过全自动应用设施挤出，并且优选在车辆制造的车身外壳生产时处理。
[0010]然而，在通常的机器、设备和电器制造中，在车身外壳生产之后，在汽车制造涂装线上不提供高温下的长保持时间。因此，对于这些应用领域，也有必要提供在非常短的周期时间内施加可现场注射或可挤出产品的方法，从而简化现场仓储。
[0011]根据本发明的目的的实现在权利要求书中得以阐明。本发明的目的主要是提供金属部件和/或塑料部件的声阻尼和/或隔音(“消音”(sound deadening))方法，其中，热塑性化合物通过在120-300°C之间的恪化温度直接挤出施加到限定形状(defined profile)的部件，其中，在加热之前，所述化合物以具有1.5-5g/cm3的密度的颗粒的形式存在。
[0012]金属部件最好是钢、铝、特别是不锈钢制得的薄壁片材。塑料部件可以由例如薄壁的PVC聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚丙烯聚合物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)聚合物或玻璃纤维增强塑料(GFRP)制得。塑料板可以是优选的部件。
[0013]优选地，即使在汽车制造业中的涂装线上没有高温下的长保持时间，也可以使用根据本发明的方法。
[0014]这些待涂装的部件可以是所谓的“白色家电”，即家用电器或家用机器，例如洗碗机或洗衣机的组件，或者是浴缸、淋浴盆、淋浴房底盆(shower tray)或洗涤槽的组件。然而，它们也可以是数据处理装置(计算机)、泵外壳、压缩机、农用车辆和设备、医疗装置或风力涡轮机的转塔壳体的组件。
[0015]所述颗粒(也被称为粒料)可具有0.5mm至30mm的颗粒直径，优选为2_10mm。例如，颗粒尺寸可以通过筛分分析确定。颗粒优选具有球形或双凸透镜形状，但是也可以是椭圆形或圆柱形的。粒状颗粒的表面应当优选无粘性并且不会结块，以避免颗粒在存储和运输过程中聚集成更大的聚集体。
[0016]在本发明的含义范围内，热塑性化合物是单一类型的热塑性聚合物的混合物，其中添加有填料以及任选存在的增强材料和/或其它添加剂。在以颗粒形式加热之前，所述化合物具有1.5-5g/cm3的密度。因此，所述的密度应该对应于室温(优选20°C )下的密度。为了实现所述热塑性化合物的高密度，应具有高填充率，即，至少有60重量％的填料含量。
[0017]待使用的热塑性聚合物的实例是乙烯基聚合物，特别是乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚烯烃、聚酰胺(PA)、聚酯、聚缩醛、聚碳酸酯、聚氨酯和离聚物，或是沥青。任选也可以使用上述的单一类型热塑性聚合物的混合物。EVA、PA或它们的混合物是特别优选的。
[0018]无机盐或氧化物，最好是具有介于2.5g/cm3和大约12g/cm 3之间的高密度的那些被用作填料。这类填料的实例是氧化锌(ZnO)、二氧化锡(SnO2)、二氧化钛(氧化钛(IV)、T12)、铁氧化物(尤其是铁(II)氧化物(FeO)、铁(III)氧化物(三氧化二铁(Fe2O3))、铁(I1、III)氧化物(四氧化三铁(Fe304、磁铁矿))、硫酸钡(BaSO4)、硫酸铅(铅矾、PbSO4)、氢氧化铝(例如以水铝矿、三轻铝石、新三水氧化铝的形式)、或偏氢氧化铝(例如以硬水铝石或勃姆石的形式)、硼化铪、碳化铪、氮化铪、二氧化铪(HfO2)、钨氧化物(例如氧化三钨(W3O)、二氧化钨(钨(IV)氧化物、WO2)、三氧化钨(钨(VI)氧化物、WO3))、二氧化铼(ReO2)、三氧化铼(ReO3)和七氧化二铼(Re2O7)。
[0019]另一种选项是使用相应的粉末状石头或矿石作为填料。这些的实例是白云石、锡石(cassiterite、tinstone、SnO2)、闪秘石广(bismuth blende、eulytite、agricolite、Bi4(S14)3)、辉秘石广(bismuth glance、bismuthinite、Bi2S3)、钦铁石广(ilmenite、titaniciron、FeT13)和粉状花岗岩。
[0020]特别优选使用硫酸钡、铁氧化物、铝氢氧化物或其混合物。
[0021]将要使用的填料具有介于0.01 μπι和5，000 μm之间的粒度范围，优选在0.1 μπι和100 μ m之间，特别优选在0.5 μ m至20 μ m之间。
[0022]添加剂的实例是热熔粘合剂和/或粘结剂，以及脱模剂。
[0023]根据本发明将要使用的热塑性化合物优选含有10-30重量％，特别优选为15-25重量％的热塑性聚合物，70-90重量％，特别优选为65-85重量％的填料以及0_10重量％，特别优选为1-5重量％的热熔粘合剂，各组分的总和为100重量％。
[0024]在颗粒形式的化合物中，填充的热塑性聚合物和热熔粘合剂可以作为混合物或团块(conglomerate)的形式存在。可替代地，填充的热塑性聚合物的粒状颗粒可以涂有热熔粘合剂。
[0025]粒状颗粒的聚集或凝聚的可能趋势也可通过对粒状颗粒的表面处理来避免。为此目的，粒状颗粒的表面涂有合适的脱模剂；所述脱模剂可以是:例如滑石、热解硅酸、分子筛