ES2241203T3 - Procedimiento para la preparacion de una masa bituminosa de aplicacion en caliente, acusticamente eficaz, masa preparada del mismo y sus aplicaciones. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de una masa bituminosa de aplicacion en caliente, acusticamente eficaz, masa preparada del mismo y sus aplicaciones.Info
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Abstract
UNA MASA BITUMINOSA, ACUSTICAMENTE EFECTIVA, QUE SE APLICA EN CALIENTE MEDIANTE UNA BOQUILLA PLANA, QUE CONTIENE ADEMAS DE BETUN, POLIMEROS Y/O CERA, ASI COMO COMPUESTOS DE RELLENO COMO POLVO DE ALUMINIO O POLVO DE ZINC, POLVO DE GRAFITO O POLVO DE MICA, Y UNA CANTIDAD ADICIONAL DE UNA RESINA RETICULABLE TERMICAMENTE, O UNA COMBINACION DE REACTIVOS RETICULABLES TERMICAMENTE. ESTA ADICION DE LOS PRODUCTOS RETICULABLES SE AÑADE A LA MASA A TEMPERATURAS POR DEBAJO DE 125 C, DE TAL MANERA QUE LA POLIRREACCION APARECE DESPUES DE QUE SE SIGA CALENTANDO.
Description
Procedimiento para la preparación de una masa
bituminosa de aplicación en caliente, acústicamente eficaz, masa
preparada a partir del mismo y sus aplicaciones.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de una masa bituminosa de aplicación en caliente,
acústicamente eficaz, especialmente una masa
anti-resonancia para vehículos a motor, en la que el
betún y otras sustancias adicionales tales como polímeros, ceras y
resinas adhesivas no reticulables se mezclan juntos a temperaturas
de 100ºC a 200ºC para formar una masa homogénea. Además, la
invención se refiere a una masa bituminosa así como a una lámina de
betún, acústicamente eficaz, preparadas según este
procedimiento.
Masas de este tipo se usan especialmente en
vehículos a motor para el recubrimiento de chapas de carrocería y
sirven para la atenuación del sonido, supresión de resonancia y
protección contra la corrosión. Como ejemplo del estado de la
técnica se hace referencia al documento EP 0 617 098. Masas de este
tipo se aplican en la mayoría de los casos a temperaturas de 100ºC a
160ºC sobre las chapas de carrocería en procedimientos en ausencia
de aire o de extrusión, bajo control robótico, antes de que las
chapas de carrocería sean pintadas.
Las masas convencionales de aplicación en
caliente, así como las láminas de betún, se comportan como
materiales termoplásticos clásicos, de manera que, por ejemplo en el
compartimento del motor, las temperaturas elevadas a causa del calor
del motor o de la radiación solar pueden empeorar sus propiedades
amortiguadoras y otros parámetros físico-mecánicos
tales como dureza, empañamiento, rigidez.
Recientemente ha surgido el requisito de que los
recubrimientos para chapas de carrocería ejerzan un efecto de
rigidización además de su eficacia acústica. El motivo de esto
reside en el requisito de reducir el peso en la construcción del
automóvil que tiene como consecuencia la aspiración a reducir el
espesor de las chapas. Las masas anti-resonancia a
base de betún usadas hasta ahora no pueden satisfacer este
requisito, porque para conseguir un efecto de rigidización se deben
usar sistemas reactivos que, mediante modificación de su estructura
molecular o de su peso molecular, determinan determinadas
propiedades de la masa.
Ya han sido añadidas resinas de alto punto de
fusión a las masas bituminosas para lograr una mayor dureza. No
obstante, puesto que los vehículos a motor se calientan a menudo muy
fuertemente debido a la radiación solar y, cuando se usan estas
masas en el compartimento del motor, el motor provoca grandes
calentamientos de la masa anti-resonancia aplicada,
estas masas a menudo se vuelven más blandas de lo deseado a pesar de
la adición de resinas de alto punto de fusión, por lo que pierden
por completo su efecto de rigidización e incluso pueden
derretir-
se.
se.
La invención se basa en el problema de
desarrollar un procedimiento para la preparación de una masa
bituminosa acústicamente eficaz, especialmente una masa
anti-resonancia para un vehículo a motor, que
conduzca a una masa con alto efecto de rigidización sin disminuir la
eficacia acústica y que mantenga su efecto de rigidización incluso a
temperaturas más altas. Además, se debe desarrollar una masa
bituminosa y una lámina de betún que se pueden preparar según el
procedimiento.
El problema mencionado en primer lugar se
resuelve según la invención de tal forma que la masa, después de
mezclarse, se enfría por debajo de 130ºC y luego se le añade una
resina térmicamente reticulable o una combinación de reactivos
térmicamente reticulables.
Mediante este modo de proceder se obtiene
inicialmente una masa lo suficientemente fluida para su aplicación
sobre chapas de carrocería por el procedimiento de extrusión
mediante toberas de rendija ancha. Sólo cuando después de la
subsiguiente pintura del vehículo a motor, éste se somete a
temperaturas de aproximadamente 160ºC a 200ºC durante
aproximadamente media hora en el horno de secado de pintura, se
produce la polirreacción de las sustancias añadidas y, con ello, un
endurecimiento de la masa. Presumiblemente, la resina reticulable
forma en la masa bituminosa una red de tipo espuma que sostiene la
masa bituminosa. De esta forma, la masa, después de la polirreacción
(reticulación), se mantiene firme incluso a altas temperaturas, de
manera que conserva su función de rigidización independientemente de
las temperaturas.
No se conocía aún, ni de la bibliografía ni de la
experiencia de los expertos, una policondensación de resinas
alquilfenólicas en el medio bituminoso. Mediciones han demostrado
que en una masa preparada por el procedimiento según la invención el
factor de pérdida a altas temperaturas, tales como las que
prevalecen en el compartimento del motor de un vehículo a motor, es
sustancialmente mayor que en masas bituminosas comparables sin la
adición de una resina reticulable o de la combinación de reactivos
térmicamente reticulables. Por este motivo es especialmente adecuada
una masa preparada según este procedimiento como masa
anti-resonancia en el compartimento del motor o en
la zona del techo de vehículos a motor.
El enfriamiento de la masa antes de la adición de
la resina térmicamente reticulable puede llevarse a cabo de forma
especialmente sencilla si el enfriamiento se realiza mediante la
adición de otros componentes de la receta.
El procedimiento según la invención también es
adecuado para la preparación de láminas de betún por calandrado de
la masa para formar una lámina tras la adición de la resina
térmicamente reticulable o de la combinación de reactivos
térmicamente reticulables. Tales láminas de betún acústicamente
eficaces pueden estar constituidas por una o más capas y sirven
especialmente como revestimientos anti-resonancia en
vehículos a motor, y pueden ser autoadhesivos, adhesivos por fusión
o magnéticamente adhesivos de acuerdo al modo en que son instalados
en el vehículo a motor. También es posible equipar tales láminas con
cubiertas, tales como, por ejemplo, láminas de metal.
El problema mencionado en segundo lugar, a saber,
la creación de una masa bituminosa y de una lámina de betún que se
pueden preparar según el procedimiento, se resuelve según la
invención mediante la adición de una resina térmicamente reticulable
o una combinación de reactivos reticulables.
Una masa de este tipo se puede aplicar fácilmente
en caliente y tras la polirreacción y reticulación presenta un
elevado efecto de rigidización, sin perjuicio de su eficacia
acústica. Esta eficacia, incluso a temperaturas tales como las que
se dan en el compartimento del motor y la zona del techo de
vehículos a motor, será sustancialmente mayor mediante el aditivo
según la invención que en masas bituminosas sin el aditivo. Ventajas
adicionales de la masa según la invención en comparación con las
masas bituminosas hasta ahora conocidas, son que tras su
endurecimiento la masa presenta una superficie seca y no pegajosa, y
que de ella no se desprenden sustancias volátiles que provoquen un
empañamiento.
Ventajosos perfeccionamientos de la invención se
caracterizan en las reivindicaciones subordinadas. Sus ventajas
específicas resultan de las siguientes descripciones. La masa según
la invención se puede aplicar a las chapas de carrocería mediante
toberas planas. No obstante, también es posible que la masa sirva
como material de partida para una lámina de betún acústicamente
eficaz para ser aplicada a chapas de metal. El efecto de
rigidización se alcanza entonces por adhesión de la lámina a las
chapas de carrocería. Con ello, se tiene la ventaja de que la lámina
es fácil de deformar antes de la policondensación en el horno de
secado de pintura, y puede, por tanto, adaptarse fácilmente al
contorno y formas de las chapas del vehículo a motor. También se
pueden concebir, no obstante, sistemas sándwich tales como, por
ejemplo, láminas magnéticas con láminas de betún rigidizadas o
láminas magnéticas con una lámina de aluminio adosada.
La masa según la invención posee en el estado
endurecido las siguientes propiedades
físico-mecánicas:
| Resistencia al calor | -hasta 215ºC/30 min (boca abajo + vertical) |
| Dureza | 85-98 Shore |
| Resistencia a la flexión (EN 63) | 28-36 kN/cm^{2} (a 3 mm de flexión) |
| Módulo de elasticidad (EN 65) | 160-210 Gpa (a 3 mm de flexión) |
Las resinas conocidas con los nombres comerciales
Alresen PA 101, Alresen PA 321 y Alresen PA 341 de la compañía
Vianova Resins GmbH de Wiesbaden, han manifestado ser ventajosas
como resinas alquilfenólicas. Estos resoles alquilfenólicos tienen
una constitución molecular distinta y contienen diferentes
cantidades de grupos reactivos hidroximetilo y metilenéter. Estos
grupos provocan la reticulación, pero al mismo tiempo proporcionan
una buena adhesión superficial.
Para ser totalmente eficaces, estas resinas
Alresen se deben hacer reaccionar con óxidos metálicos. En este
caso, han obtenido buenos resultados con óxido de magnesio. La
resorcina, asimismo usada como aditivo, actúa de forma muy activa en
la sustitución electrófila. Reacciona con grupos metilol ya a partir
de 60ºC y regula el grado de reticulación y, por tanto, la dureza de
la masa, su resistencia a la flexión, el módulo de elasticidad, la
resistencia al calor y las propiedades acústicas de la masa.
Para el caso de aplicación como masa
anti-resonancia, la siguiente receta ha demostrado
ser especialmente ventajosa. En esta mezcla de diferentes polímeros,
resinas y ceras, la polaridad del medio de reacción está óptimamente
adaptada a la reacción deseada. Además, en esta masa se obtienen
parámetros controlables de sus propiedades
físico-mecánicas.
| Betún B 180 | 42,0% |
| Agente adherente Centroplast | 1,5% |
| Polímeros | 1,3% |
| Cera | 5,0% |
| Resina no reactiva | 1,5% |
| Resina reactiva | 8,5% |
| Óxido de magnesio | 2,0% |
| Resorcina | 0,5% |
| Pasta de aluminio | 2,0% |
(Continuación)
| Materiales de carga: | |
| Esferas huecas de microsilicato | 14,0% |
| Mica | 10,0% |
| Greda | 2,7% |
| Cal viva | 5,0% |
El tipo de resina alquilfenólica y la relación en
peso frente al óxido de magnesio y a la resorcina determinan el
grado de rigidización de la masa e influyen sobre la eficacia
acústica, el comportamiento térmico, la adherencia, la viscosidad y
los parámetros de flujo y las propiedades mecánicas. La cal viva en
la masa capta el agua que resulta por la policondensación.
La masa posee propiedades especialmente
ventajosas si se prevé poliuretano alifático formilado como agente
adherente, si como polímeros se emplean 1-4% de
copolímero de poli(acetato de vinilo) (APV), y si se prevé
como resina no reactiva resina de hidrocarburo hidrogenada.
Como explicación adicional de la invención se
hace referencia a continuación a los dibujos. Estos muestran en
la:
Fig. 1, la evolución de la temperatura de la masa
durante la adición de sus componentes individuales,
Fig. 2, la viscosidad de la masa según la
invención en función de la temperatura,
Fig. 3, el factor de pérdida según DIN 53440 de
la masa según la invención en comparación con una masa convencional
sin la adición de la resina polimerizada.
La Figura 1 muestra que la masa bituminosa se
mezcla en primer lugar a temperaturas de hasta aproximadamente
180ºC. Después se procede a un enfriamiento a 110 hasta 120ºC, pero
al menos a 125ºC. Sólo entonces se añaden, en particular, la resina
reticulable, pero también el óxido de magnesio, la resorcina y los
demás aditivos.
La Figura 2 permite reconocer que la viscosidad
de la masa según la invención empieza a decaer primero fuertemente a
temperaturas por encima de 89ºC, pero a 130ºC vuelve a aumentar de
forma relativamente abrupta, ya que entonces se inicia la
reticulación de la resina reactiva. Esta rigidización provocada
mediante policondensación y reticulación se conserva incluso después
de un enfriamiento ulterior de la masa.
Se deduce del diagrama según la Figura 3 que,
mediante la adición según la invención de la resina reticulable, los
factores de pérdida a temperaturas más elevadas son sustancialmente
más altos que en una masa bituminosa convencional. El efecto
anti-resonancia se ha desplazado, por tanto, en
conjunto a temperaturas más elevadas.
Claims (14)
1. Procedimiento para la preparación de una masa
bituminosa de aplicación en caliente, acústicamente eficaz,
especialmente una masa anti-resonancia para
vehículos a motor, en la que el betún y otras sustancias adicionales
tales como agentes adherentes, polímeros, ceras y resinas no
reticulables se mezclan juntos a temperaturas de 130ºC a 180ºC para
formar una masa homogénea, caracterizado porque la masa,
después de la mezcladura, se enfría por debajo de 130ºC y se la
añade entonces una resina térmicamente reticulable o una combinación
de reactivos térmicamente reticulables.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el enfriamiento se produce mediante la
adición de otros componentes de la receta.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque la masa se calandra para formar una
lámina después de la adición de la resina térmicamente reticulable o
de la combinación de reactivos térmicamente reticulables.
4. Masa bituminosa de aplicación en caliente,
acústicamente eficaz, especialmente masa
anti-resonancia para vehículos a motor que se puede
preparar según el procedimiento según una de las reivindicaciones
anteriores, que contiene betún y otras sustancias, tales como
agentes adherentes, polímeros, ceras y resinas no reticulables,
caracterizada por una adición de una resina térmicamente
reticulable o una combinación de reactivos reticulables.
5. Lámina de betún de aplicación en caliente,
acústicamente eficaz, especialmente masa
anti-resonancia para vehículos a motor, que se puede
preparar según el procedimiento según una de las reivindicaciones
anteriores, que contiene betún y otras sustancias, tales como
agentes adherentes, polímeros, ceras y resinas no reticulables,
caracterizada por una adición de una resina térmicamente
reticulable o una combinación de reactivos reticulables.
6. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada porque contiene como combinación de reactivos
térmicamente reticulables 3-25% de resina
alquilfenólica, 2-5% de óxido de magnesio y
0,2-1% de resorcina.
7. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada porque contiene adicionalmente poliisocianato
bloqueado.
8. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada por la siguiente composición:
9. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada por la siguiente composición:
(Continuación)
10. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada porque contiene como resina térmicamente
reticulable resina alquilfenólica (tipo Novolak), endurecida
mediante adición de resina melamínica o hexametilentetramina.
11. Masa según las reivindicaciones 4 ó 5,
caracterizada porque contiene como resina térmicamente
reticulable resinas epoxídicas en combinación con resinas fenólicas
no autoendurecibles.
12. Masa según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como agente
adherente está previsto poliuretano alifático formilado.
13. Masa según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como
polímeros está previsto 1-4% de copolímero de
poli(acetato de vinilo) (APV).
14. Masa según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque como resina
no reactiva está prevista resina de hidrocarburo hidrogenada.
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