部件的聲阻尼和/或隔音方法
【專利說(shuō)明】部件的聲阻尼和/或隔音方法
[0001]本發(fā)明涉及用于金屬部件和/或塑料部件的聲阻尼和/或隔音方法。
[0002]當(dāng)前，在現(xiàn)代電器、設(shè)備和機(jī)器的制造中幾乎全部采用特薄壁金屬板或塑料部件。機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件、洗滌和漂洗操作或者運(yùn)行中的電機(jī)不可避免地使這些金屬片或塑料部件振動(dòng)，其振動(dòng)往往在人耳聽(tīng)得見(jiàn)的范圍內(nèi)。這些振動(dòng)在整個(gè)機(jī)器、設(shè)備或電器中以結(jié)構(gòu)噪聲(structure-borne noise)的形式傳播，并且可以作為令人反感的噪聲福射到空中到達(dá)遙遠(yuǎn)的位置。為了減少聲音輻射和抑制結(jié)構(gòu)噪聲，因此在汽車構(gòu)造或在家用電器的制造中給這些金屬片或塑料部件提供聲阻尼涂料(sound-damping coating)，即所謂的消音涂料(ant1-drumming coating)。
[0003]根據(jù)常規(guī)實(shí)踐，擠出高比重填料和瀝青的混合物以形成膜，然后將膜沖壓或切割得到適當(dāng)?shù)哪Ｖ撇考?。這些膜隨后被粘接到所述的金屬板部件，其中，可能仍然必須通過(guò)加熱使它們適應(yīng)金屬板的形狀。
[0004]根據(jù)EP 2407079 A2的教導(dǎo)，為了生產(chǎn)洗碗機(jī)，將預(yù)制瀝青墊粘接到至少一個(gè)部件上，通過(guò)施加即用型可流動(dòng)的、反應(yīng)性可固化的瀝青混合物到至少一個(gè)部件和/或預(yù)制瀝青墊上，從而得到至少一個(gè)優(yōu)選伸長(zhǎng)的(特別是線形或束形)的膠珠，膠珠至少部分地被至少一個(gè)未受到作用的區(qū)域所包圍，即沒(méi)有反應(yīng)性的瀝青化合物，并在瀝青混合物固化前將所述部件和瀝青壓在一起。
[0005]雖然由于瀝青膜的材料成本低，仍經(jīng)常使用這些瀝青膜，但是它們非常易脆且容易從金屬板上脫落，特別是在低溫下。另外，常提出的增加彈性體僅略有改善，這對(duì)于許多應(yīng)用而言還是不夠的。此外，金屬板件具有非常復(fù)雜的形狀或者難以接近，將預(yù)制瀝青部件應(yīng)用至機(jī)器或車輛的金屬板件是根本不可能的。進(jìn)一步的缺點(diǎn)是，在許多情況下，對(duì)于單臺(tái)機(jī)器或電器，必需多個(gè)沖壓部件，這需要昂貴的倉(cāng)儲(chǔ)。
[0006]EP 0766714 A描述了基于已根據(jù)懸浮聚合方法制備的氯乙稀-乙酸乙稀醋共聚物的增塑溶膠組合物。即使聚合物/軟化劑的比率較低，這些增塑溶膠組合物也具有低粘度，以使它們可用于無(wú)氣噴霧，并且可以容易地膠凝。所引用的文獻(xiàn)還披露:基于所述的增塑溶膠的涂層顯示出良好的噪聲阻尼效果。所述文獻(xiàn)建議在包括輪艙的機(jī)動(dòng)車輛的車身底板區(qū)域包括輪窩使用這些增塑溶膠，用于結(jié)構(gòu)噪聲阻尼涂層以及腐蝕防護(hù)和抗磨損保護(hù)。
[0007]類似地，EP 702708 A描述了用于機(jī)動(dòng)車輛的車身底板區(qū)域的金屬板的聲阻尼涂層，所述涂層基于由5-60重量％的至少一種粉末狀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％的軟化劑、0-40重量％的填料、2-40重量％的反應(yīng)性添加劑以及任選的其他添加劑組成的增塑溶膠。根據(jù)所引用的文獻(xiàn)，其中描述的增塑溶膠制劑適于制備金屬板上的耐磨單層涂料，其可在注射成型過(guò)程中施加，特別是在機(jī)動(dòng)車輛的車身底板區(qū)域，用于降低由粒子沖擊引起的噪聲、腐蝕防護(hù)，并用于實(shí)現(xiàn)耐磨涂層O
[0008]WO 91/05819描述了用于聲阻尼和隔震的層合體或分層體的熱塑性化合物，尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛。所述熱塑性組合物含有0.6-50%的氯化聚乙烯，20-95%的填料和4-60%的與氯化聚乙烯相容的軟化劑。據(jù)稱，這些熱塑性組合物可被用作機(jī)動(dòng)車輛、建筑、家用電器和工業(yè)機(jī)器的聲阻尼和隔振的層狀材料。
[0009]從WO 2006/076958 Al中可知基于液體橡膠或彈性體和硫化劑的可擠出的低粘度橡膠阻尼化合物，其含有少量的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)纖維填料；這些橡膠阻尼化合物的特征在于:不存在先前慣用的固體橡膠，并且在應(yīng)用時(shí)具有非常低的粘度。這些類型的聲學(xué)化合物可以通過(guò)全自動(dòng)應(yīng)用設(shè)施擠出，并且優(yōu)選在車輛制造的車身外殼生產(chǎn)時(shí)處理。
[0010]然而，在通常的機(jī)器、設(shè)備和電器制造中，在車身外殼生產(chǎn)之后，在汽車制造涂裝線上不提供高溫下的長(zhǎng)保持時(shí)間。因此，對(duì)于這些應(yīng)用領(lǐng)域，也有必要提供在非常短的周期時(shí)間內(nèi)施加可現(xiàn)場(chǎng)注射或可擠出產(chǎn)品的方法，從而簡(jiǎn)化現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)儲(chǔ)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的目的的實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求書中得以闡明。本發(fā)明的目的主要是提供金屬部件和/或塑料部件的聲阻尼和/或隔音(“消音”(sound deadening))方法，其中，熱塑性化合物通過(guò)在120-300°C之間的恪化溫度直接擠出施加到限定形狀(defined profile)的部件，其中，在加熱之前，所述化合物以具有1.5-5g/cm3的密度的顆粒的形式存在。
[0012]金屬部件最好是鋼、鋁、特別是不銹鋼制得的薄壁片材。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)聚合物或玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)制得。塑料板可以是優(yōu)選的部件。
[0013]優(yōu)選地，即使在汽車制造業(yè)中的涂裝線上沒(méi)有高溫下的長(zhǎng)保持時(shí)間，也可以使用根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0014]這些待涂裝的部件可以是所謂的“白色家電”，即家用電器或家用機(jī)器，例如洗碗機(jī)或洗衣機(jī)的組件，或者是浴缸、淋浴盆、淋浴房底盆(shower tray)或洗滌槽的組件。然而，它們也可以是數(shù)據(jù)處理裝置(計(jì)算機(jī))、泵外殼、壓縮機(jī)、農(nóng)用車輛和設(shè)備、醫(yī)療裝置或風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)塔殼體的組件。
[0015]所述顆粒(也被稱為粒料)可具有0.5mm至30mm的顆粒直徑，優(yōu)選為2_10mm。例如，顆粒尺寸可以通過(guò)篩分分析確定。顆粒優(yōu)選具有球形或雙凸透鏡形狀，但是也可以是橢圓形或圓柱形的。粒狀顆粒的表面應(yīng)當(dāng)優(yōu)選無(wú)粘性并且不會(huì)結(jié)塊，以避免顆粒在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中聚集成更大的聚集體。
[0016]在本發(fā)明的含義范圍內(nèi)，熱塑性化合物是單一類型的熱塑性聚合物的混合物，其中添加有填料以及任選存在的增強(qiáng)材料和/或其它添加劑。在以顆粒形式加熱之前，所述化合物具有1.5-5g/cm3的密度。因此，所述的密度應(yīng)該對(duì)應(yīng)于室溫(優(yōu)選20°C )下的密度。為了實(shí)現(xiàn)所述熱塑性化合物的高密度，應(yīng)具有高填充率，即，至少有60重量％的填料含量。
[0017]待使用的熱塑性聚合物的實(shí)例是乙烯基聚合物，特別是乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚烯烴、聚酰胺(PA)、聚酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚氨酯和離聚物，或是瀝青。任選也可以使用上述的單一類型熱塑性聚合物的混合物。EVA、PA或它們的混合物是特別優(yōu)選的。
[0018]無(wú)機(jī)鹽或氧化物，最好是具有介于2.5g/cm3和大約12g/cm 3之間的高密度的那些被用作填料。這類填料的實(shí)例是氧化鋅(ZnO)、二氧化錫(SnO2)、二氧化鈦(氧化鈦(IV)、T12)、鐵氧化物(尤其是鐵(II)氧化物(FeO)、鐵(III)氧化物(三氧化二鐵(Fe2O3))、鐵(I1、III)氧化物(四氧化三鐵(Fe304、磁鐵礦))、硫酸鋇(BaSO4)、硫酸鉛(鉛礬、PbSO4)、氫氧化鋁(例如以水鋁礦、三輕鋁石、新三水氧化鋁的形式)、或偏氫氧化鋁(例如以硬水鋁石或勃姆石的形式)、硼化鉿、碳化鉿、氮化鉿、二氧化鉿(HfO2)、鎢氧化物(例如氧化三鎢(W3O)、二氧化鎢(鎢(IV)氧化物、WO2)、三氧化鎢(鎢(VI)氧化物、WO3))、二氧化錸(ReO2)、三氧化錸(ReO3)和七氧化二錸(Re2O7)。
[0019]另一種選項(xiàng)是使用相應(yīng)的粉末狀石頭或礦石作為填料。這些的實(shí)例是白云石、錫石(cassiterite、tinstone、SnO2)、閃秘石廣(bismuth blende、eulytite、agricolite、Bi4(S14)3)、輝秘石廣(bismuth glance、bismuthinite、Bi2S3)、欽鐵石廣(ilmenite、titaniciron、FeT13)和粉狀花崗巖。
[0020]特別優(yōu)選使用硫酸鋇、鐵氧化物、鋁氫氧化物或其混合物。
[0021]將要使用的填料具有介于0.01 μπι和5，000 μm之間的粒度范圍，優(yōu)選在0.1 μπι和100 μ m之間，特別優(yōu)選在0.5 μ m至20 μ m之間。
[0022]添加劑的實(shí)例是熱熔粘合劑和/或粘結(jié)劑，以及脫模劑。
[0023]根據(jù)本發(fā)明將要使用的熱塑性化合物優(yōu)選含有10-30重量％，特別優(yōu)選為15-25重量％的熱塑性聚合物，70-90重量％，特別優(yōu)選為65-85重量％的填料以及0_10重量％，特別優(yōu)選為1-5重量％的熱熔粘合劑，各組分的總和為100重量％。
[0024]在顆粒形式的化合物中，填充的熱塑性聚合物和熱熔粘合劑可以作為混合物或團(tuán)塊(conglomerate)的形式存在?？商娲兀畛涞臒崴苄跃酆衔锏牧铑w?？梢酝坑袩崛壅澈蟿?。
[0025]粒狀顆粒的聚集或凝聚的可能趨勢(shì)也可通過(guò)對(duì)粒狀顆粒的表面處理來(lái)避免。為此目的，粒狀顆粒的表面涂有合適的脫模劑；所述脫模劑可以是:例如滑石、熱解硅酸、分子篩