Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff umfassend mindestens zwei metallische Lagen und mindestens eine zwischen den metallischen Lagen angeordneten

Polymerschicht, wobei die Polymerschicht mindestens einen Schweißzusatz enthält.

Gattungsgemäße Verbundwerkstoffe sind aus dem Stand der Technik bekannt. Der von der Anmelderin unter dem Handelsnamen Bondal® vertriebene körperschalldämpfende Verbundwerkstoff besteht aus zwei Stahldeckblechen und einer dazwischen

angeordneten Polymerschicht, wobei die Polymerschicht aus beispielsweise einem Acrylat-, Silikon-, Polyamid und/oder Polyethylen, Polyesterwerkstoff oder einem Epoxidharz bestehen kann. Ein Verbinden des körperschalldämpfenden

Verbundwerkstoffes mit anderen Bauteilen beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Widerstandsschweißen stellt in der Regel kein Problem dar. Zur

Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit und Einstellung der

Widerstandsschweißeignung eines Verbundwerkstoffs werden, wie in der US- amerikanischen Veröffentlichungsschrift 2009/0142538 offenbart, der Polymerschicht Schweißzusätze zugegeben. Die Nachteile der Schweißzusätze sind vielfältig.

Schweißzusätze mit einem hohen spezifischen Gewicht im Vergleich zum Kunststoff zeigen im flüssigen bzw. schmelzflüssigen Polymer ein sehr ungünstiges

Absetzverhalten, sodass eine gleichmäßige und homogene Verteilung der Pigmente im Polymer sowohl während der Verarbeitung als auch am fertigen Produkt nicht immer ausreichend sichergestellt werden kann. Weiterhin kann bei einigen Schweißzusätzen eine nachteilige chemische Reaktion mit dem Polymer nicht immer ausgeschlossen werden, welche sich sowohl negativ auf die Konsistenz des flüssigen bzw.

schmelzflüssigen Polymers als auch auf die Schäl- und Scherwirkung des Kunststoffes bzw. auf dessen Haftung im Verbund auswirken kann. Ferner können auch einige Schweißzusätze die Verlustfaktorkurve über einen breiten Temperaturbereich von 50 bis 500 Hz negativ beeinflussen. Bei einigen untersuchten Pigmenten (Al-Flakes, FeAl 50/50, FeSi45, Zn-Pulver, FeSiAl, Fe3P-Pulver) bzw. Pigmentmischungen aus den vorgenannten Produkten wurden aufgrund ihrer spezifischen Widerstände enge Schweißbereiche in der Größenordnung insbesondere Δ I < 500 Ampere festgestellt oder ließen sich überhaupt nicht schweißen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbundwerkstoff vorzuschlagen, welcher die vorgenannten Nachteile im Stand der Technik überwindet.

Die aufgezeigte Aufgabe für einen gattungsgemäßen Verbundwerkstoff wird dadurch gelöst, dass die Kunststoffschicht Eisenschwamm in einer Menge von 0,1 bis 30,0 Gew.- % enthält.

Untersuchungen haben gezeigt, dass überraschend Eisenschwamm, welcher

beispielsweise unter dem Produktnamen„MH300" der Fa. Höganäs bekannt ist, als Schweißzusatz allen gestellten Anforderungen gerecht wird. Eisenschwamm kann pulver-, pigment- und/oder granulatförmig dem Polymer zugegeben werden, wobei der mittlere Durchmesser des Schweißzusatzes im Wesentlichen kleiner 0,2 mm, insbesondere kleiner 0,1 mm, vorzugsweise kleiner 0,05 mm ist, und ermöglicht durch sein geringes spezifisches Gewicht von ca. 2,85 g/cm ³ eine vorteilhafte und vereinfachte Verarbeitung, insbesondere kann ein unerwünschtes Absetzverhalten bzw. eine

Entmischung, insbesondere nach Zugabe des Schweißzusatzes in den Behältnissen, in welchen ein flüssiges Polymer, insbesondere ein flüssiges und lösemittelhaltiges

Polymer gelagert wird, im Wesentlichen verhindert werden. Um eine elektrische Leitfähigkeit durch die Kunststoffschicht und ein positives Schweißergebnis

sicherzustellen, enthält die Polymerschicht mindestens 0,1 Gew.-%, insbesondere mindestens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1,0 Gew.-% Eisenschwamm. Um nicht die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Haftung zwischen den metallischen Lagen und den Verlustfaktor des Polymers negativ zu beeinflussen, ist die Menge auf maximal 30,0 Gew.-%, insbesondere auf maximal 20,0 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 15,0 Gew.-% Eisenschwamm begrenzt. Durch die Verwendung von

Eisenschwamm als Schweißzusatz können größere Schweißbereiche, insbesondere Δ I > 600 Ampere, insbesondere Δ I > 800 Ampere, vorzugsweise Δ I > 1000 Ampere eingestellt werden. Darüber hinaus lässt sich sowohl die Breite des Schweißbereichs als auch die Lage des Schweißbereichs über den spezifischen Widerstand durch verschiedene Arten einer nachträglichen metallischen und/oder nichtmetallischen anorganischen Beschichtung des Eisenschwamms wie beispielsweise einer chemischen Phosphatierung, Chromatierung oder Vernickelung, einer galvanischen

Metallabscheidung oder aber mittels CVD- oder PVD-Verfahren weiter optimieren. Je nach Anforderung kann Eisenschwamm unbeschichtet, beschichtet oder in Kombination verwendet werden. Zudem entstehen beim Widerstandsschweißen keine

gesundheitsschädigenden Schweißdämpfe und der erfindungsgemäße

Verbundwerkstoff hat im Vergleich zu einem Verbundwerkstoff ohne Schweißzusätze keinen nachteiligen Einfluss auf die Haftung des Verbundes wie beispielsweise den Schäl- und Scherwerten. Erfindungsgemäße Verbundwerkstoffe vor allem jene mit körperschalldämpfenden Eigenschaften können für Konstruktionen in allen Bereichen, in denen Verbindungen durch Widerstands- bzw. Widerstandspunktschweißen hergestellt werden, bereitgestellt werden, wie insbesondere eine

widerstandsgeschweißte Konstruktion, die mindestens einen erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff und mindestens ein weiteres Bauteil umfasst.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die metallischen Lagen aus einem Stahlwerkstoff gebildet sind. Unbeschichtete oder metallisch beschichtete, insbesondere verzinkte Stahlwerkstoffe, beispielsweise verzinkte Tiefziehstähle sind relativ kostengünstig und eignen sich daher hervorragend für Konstruktionen vorzugsweise im Fahrzeugbau, die einen kathodischen Korrosionsschutz benötigen. Auch Leichtmetallwerkstoffe wie Aluminium- und Magnesiumwerkstoffe können als metallische Lagen verwendet werden, sofern zusätzlich Gewicht am Verbundwerkstoff eingespart werden soll. Auch unterschiedliche Werkstoffkombinationen der oben genannten Metalle sind möglich. Die metallischen Lagen weisen eine Dicke von 0,1 bis 3,0 mm, insbesondere von 0,15 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 mm und besonders bevorzugt von 0,3 bis 1,2 mm auf.

In Kombination mit der Polymerschicht, die eine Dicke von 0,01 bis 0,2 mm,

insbesondere 0,02 bis 0,1 mm und bevorzugt 0,025 bis 0,05 mm aufweist, kann ein körperschalldämpfender Verbundwerkstoff bereitgestellt werden. Die Polymerschicht kann in Form einer Folie, insbesondere einer extrudierten Folie, vorzugsweise einer extrudierten Klebefolie mit homogen dispergiertem Eisenschwamm zwischen den metallischen Lagen eingebracht und anschließend auf die metallischen Lagen kaschiert werden. Darüber hinaus ist auch eine Direktextrusion des schmelzflüssigen mit

Eisenschwamm angereicherten Polymers auf eine metallische Lage möglich. Alternativ kann das Polymer-/die Polymerschicht mit homogen dispergiertem Eisenschwamm zumindest auf eine metallische Lage flüssig, vorzugsweise im Coil-Coating Verfahren (Bandbeschichtung) appliziert und anschließend bei entsprechend hohen Temperaturen im Durchlaufofen vernetzt werden.

Zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften wie auch beispielsweise des

Scherwerts kann die Polymerschicht zusätzliche Füllstoffe enthalten. Als Füllstoffe können insbesondere organische Fasern, beispielsweise Naturfasern (beispielsweise Baumwollfasern), Regeneratfasern (beispielsweise Cellulosefasern) und/oder synthetische Chemiefasern (beispielsweise Glasfasern) verwendet werden. Die

Faserlänge beträgt bevorzugt 0,01 bis 0,2 mm, wobei ein Schlankheitsverhältnis (Verhältnis: Faserlänge zu Faserdurchmesser) kleiner als 5 besonders bevorzugt vorgesehen ist. Die Polymerschicht kann mindestens 0,1 Gew.-% Füllstoff, insbesondere mindestens 0,5 Gew.-% Füllstoff, vorzugsweise mindestens 1,0 Gew.-% Füllstoff bzw. besonders bevorzugt 1,5 Gew.-% Füllstoff enthalten, wobei der Füllstoff auf maximal 25,0 Gew.-%, insbesondere auf maximal 20,0 Gew.-%, vorzugsweise auf maximal 15,0 Gew.-% bzw. besonders bevorzugt auf maximal 10,0 Gew.-% begrenzt ist, um nicht die vorteilhaften Eigenschaften zu beeinträchtigen.

In der einfachsten Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff aus zwei metallischen Lagen (Decklagen) und einer zwischen den Decklagen

angeordneten Polymerschicht, die Eisenschwamm enthält. Die Zahl der jeweiligen Lagen kann bei Bedarf durchaus erhöht werden, so dass auch ein beispielsweise fünftägiger Verbundwerkstoff bereitgestellt werden kann, der aus drei metallischen Lagen und jeweils einer zwischen den metallischen Lagen angeordneten Polymerschicht, die jeweils Eisenschwamm enthält, besteht.