專利名稱：一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隔音阻尼降噪片材及其制備方法，更具體地說涉及一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平越來越高，轎車將成為中國一個新的消費熱點，近幾年，國內(nèi)轎車的消費量和生產(chǎn)量增長率超過了30％，比同年的國民生產(chǎn)總值的年增長率高二十多個百分點。但是中國的轎車生產(chǎn)技術(shù)水平同國外相比還有很大的差距。這個差距的一個重要方面就表現(xiàn)在國內(nèi)在新材料新技術(shù)的大量推廣應(yīng)用上。因此，我們應(yīng)該緊緊瞄準(zhǔn)國外轎車用新材料新技術(shù)，減小差距，使我國的轎車生產(chǎn)技術(shù)水平上一個臺階。
提高轎車舒適性、安全性以及轎車輕量化是轎車工業(yè)技術(shù)發(fā)展的三大推動力，國外各大汽車公司競相推出新技術(shù)來提高轎車行駛的安全性和舒適性，其中十分重要的措施是新材料技術(shù)的應(yīng)用。
震動噪聲是影響轎車舒適性的重要問題，如何采取有效的隔音降噪技術(shù)，是減少車內(nèi)噪聲，提高整車舒適性的重要途徑。由于噪聲問題的嚴(yán)重性，人們普遍將汽車隔音降噪技術(shù)放在汽車產(chǎn)品開發(fā)過程中一個十分重要的位置，汽車隔音降噪水平是衡量一個國家汽車制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。因此國內(nèi)外十分重視轎車隔音降噪技術(shù)的研究與開發(fā)。
用于轎車地毯下隔音隔熱降噪墊是一類重要的隔音降噪產(chǎn)品，它由降噪阻尼片材與聚氨酯泡沫層共同組成的復(fù)合吸音、隔音、阻尼減震體系，達(dá)到隔音減震功能。其中，阻尼片材主要起隔音阻尼作用，開孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫層主要起吸音緩沖作用。一般而言，降噪阻尼片材的傳音損失值可根據(jù)每單位面積的材料質(zhì)量(單位kg/m2)來定義，單位面積的材料質(zhì)量越大，隔音隔熱效果越好，也就是說，片材的比重越大，其隔音隔熱效果就越好。目前主要有三類瀝青阻隔片材是一種瀝青為連續(xù)項的大量無機(jī)物填充的片材。該片材阻隔型好，但材料強(qiáng)度低，無法成型，多用于卡車或轎車較平整的地板，該材料是目前國內(nèi)主要的車用阻隔片材。
PVC基軟質(zhì)阻隔片材該材料是一種用無機(jī)物填充且用增塑劑增塑的PVC的熱塑性阻隔軟質(zhì)片材，由于PVC樹脂本身比重較大，可以很方便地制備高比重的片材，但是這種材料存在著兩大缺陷其一，低分子的增塑劑很容易析出，這會大大降低片材的機(jī)械性能，并且在片材澆注軟質(zhì)聚氨酯泡沫層時兩種材料不能有效的粘結(jié)；其二，這種片材的不易回收，不環(huán)保，燃燒時會放出大量有害的氯化氫氣體，并且產(chǎn)生致癌物質(zhì)。
無機(jī)物填充的隔音片材該片材是一種以無機(jī)物填充乙烯基聚合物而得的降噪阻尼隔熱片材。中國專利CN1583864A公開了一種轎車用隔音阻尼降噪片材的制備方法，但是隔音降噪效果不突出。這種隔音片材的一般生產(chǎn)工藝是先用同向雙螺桿擠出機(jī)造粒，再用單螺桿塑化擠出片材，其缺點是其一、由于無機(jī)填充量大，通用的工藝是先用同向雙螺桿擠出機(jī)造粒，再用單螺桿塑化擠出片材，因粒子易吸潮，難干燥，使得單螺桿擠出機(jī)抽真空處易跑料，揮發(fā)物抽不干凈，擠出不穩(wěn)定，產(chǎn)品表面有水絲；其二.由于無機(jī)填充量大，通用生產(chǎn)工藝，單螺桿擠出機(jī)由于必順具備塑化功能，長徑比大，物料流動性差，制得的片材厚度不均勻，電動機(jī)負(fù)荷大，設(shè)備磨損大，不能生產(chǎn)寬幅的產(chǎn)品；另外其工藝流程也較為復(fù)雜。
因此，開發(fā)一種隔音降噪性能好的轎車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其方法勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，提供了一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制備方法，本發(fā)明的片材隔音降噪效果優(yōu)良，制備方法可直接擠出降噪阻尼隔熱片材，不需要成粒干燥。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其原料中包含有聚乙烯基體樹脂、偶聯(lián)劑、潤滑劑，另外原料中還包含有高模量材料，所述的高模量材料為莫氏硬度不小于6的粉體材料，所述的高模量材料優(yōu)選三氧化二鋁、還原鐵粉或碳化硅中的一種或其組合。增加高模量材料的原因是隔音阻尼降噪片材中填充材料模量越高，其反射聲音的作用越強(qiáng)，其隔音效果就越好。
本發(fā)明的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其原料中各組分重量百分比優(yōu)化為聚乙烯基體樹脂14％～65％，偶聯(lián)劑0.4％～1.5％，潤滑劑0.4％～0.8％，高模量材料10％～70％，無機(jī)填料0％～70％，抗氧劑0～0.5％，稀釋分散劑0～0.6％；所述的原料中各組分重量百分比更進(jìn)一步優(yōu)化為聚乙烯基體樹脂15％～65％，偶聯(lián)劑0.4％～1.5％，潤滑劑0.4％～0.8％，高模量材料10％～60％，無機(jī)填料20％～60％，抗氧劑0.10％～0.5％，稀釋分散劑0.3％～0.6％。另外本發(fā)明的片材所述的原料中還可含有重量百分比的色母粒或色粉0.04％～1.0％。
所述的聚乙烯基體樹脂為各種規(guī)格的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、線性低低密度聚乙烯、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚烯烴彈性體中的一種、幾種的混合物或者幾種共混改性物；所述的無機(jī)填料為粒徑在25μm以下的超細(xì)或納米級的碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、玻璃微珠、石英砂中的一種或幾種的混合物；所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷類偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物；所述的潤滑劑為硬脂酸、聚乙烯臘、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅中的一種或幾種的混合物；所述的抗氧劑為烷基化單酚類抗氧劑、硫代雙酚類抗氧劑中的一種或幾種的混合物；所述的稀釋分散劑為白油。其中所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑優(yōu)選為三異脂酰基鈦酸異丙酯、三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯或四異丙基(二辛基亞磷酸酯)；所述的硅烷類偶聯(lián)劑優(yōu)選為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三過氧叔丁基硅烷；所述的烷基化單酚類抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑CA、抗氧劑2246、抗氧劑1010或抗氧劑330；所述的硫代雙酚類抗氧劑優(yōu)選為抗氧劑300、抗氧劑736、抗氧劑2246-S或抗氧劑4426-S。抗氧劑CA為1，1，3-(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基)丁烷、抗氧劑2246為2，2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧劑1010為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基丙酸)]季戊四醇，抗氧劑300為4，4’-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、抗氧劑736為4，4’-硫代雙(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧劑2246-S為2，2’-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
本發(fā)明的上述車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，主要包括原料混合、擠出、通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切工序，所述的擠出工序為用雙階式即雙單螺桿擠出片材機(jī)組進(jìn)行塑化擠出，這樣就不需要造粒干燥可直接塑化并擠出片材。
上述片材的制備方法，其步驟如下A)先將按比例配好的各種原料進(jìn)行高速混合升溫至40-70℃；B)然后進(jìn)入雙階式即雙單螺桿片材擠出機(jī)組生產(chǎn)線進(jìn)行擠出；C)然后通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切，制備隔音隔熱降噪片材。
本發(fā)明的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，其步驟進(jìn)一步優(yōu)化如下A)先將按比例配好的無機(jī)填料及高模量材料與偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、稀釋分散劑進(jìn)行高速混合升溫至40-70℃后，冷卻至常溫；B)再將其與高分子基體樹脂及其它輔助材料高速混合后，進(jìn)入雙階式即雙單螺桿片材擠出機(jī)組生產(chǎn)線進(jìn)行擠出；C)然后通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切，制備隔音隔熱降噪片材。
上述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法中，其原料進(jìn)入雙階式片材擠出機(jī)組擠出時，工藝參數(shù)如下雙螺桿料筒溫度第1段110～165℃，第2段120～185℃，第3段130～200℃，第4段130～200℃，第5段130～200℃，第6段130～200℃；過度區(qū)溫度130～200℃；單螺桿料筒溫度第1段130～200℃，第2段130～200℃；網(wǎng)區(qū)溫度130～200℃；聯(lián)結(jié)區(qū)溫度130～200℃；雙螺桿轉(zhuǎn)速150～450轉(zhuǎn)/分鐘；單螺桿轉(zhuǎn)速5～45轉(zhuǎn)/分鐘。
本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明車用高模量填充隔音阻尼降噪片材在配方體系中增加了高模量材料使片材的隔音降噪性能有很大的提高，本發(fā)明的片材真空吸塑熱成型性能優(yōu)良，同聚氨酯軟泡有很好的粘結(jié)性能，在-40℃-40℃的條件下，貯存六個月不脫落，進(jìn)行聲音衰減試驗，聲音衰減可達(dá)58.2％。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中，雙階式(雙單螺桿)高填充片材擠出生產(chǎn)線的雙階式擠出機(jī)組中，同向雙螺桿擠出機(jī)長徑比較大，作用是塑化，可以使熱的、塑化好的物料直接進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)，不需要成粒干燥，直接擠出降噪阻尼隔熱片材。同時生產(chǎn)工藝簡單，擠出生產(chǎn)穩(wěn)定，片材厚度均勻，機(jī)電負(fù)荷和設(shè)備磨損小，成本低，有很好的經(jīng)濟(jì)效益，并且可以根據(jù)需要生產(chǎn)寬幅的產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的優(yōu)選工藝流程示意2是本發(fā)明的工藝流程示意圖具體實施方式
以下通過具體實施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于這些實施例，降噪阻尼片材的傳音損失值可根據(jù)每單位面積的材料質(zhì)量(單位kg/m2)來定義，單位面積的材料質(zhì)量越大，隔音隔熱效果越好，也就是說，片材的比重越大，其隔音隔熱效果就越好；實施例中所使用的原材料產(chǎn)品及生產(chǎn)單位見表2，工藝設(shè)備見表1。
實施例1分別按以下表3中各原料組份準(zhǔn)確稱取各原料待用，先將無機(jī)填料、高模量材料、潤滑劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑和稀釋分散劑加到高速混合機(jī)(型號為SHR-100A)中高速混合升溫至70℃后，經(jīng)冷卻至常溫，再將其與聚乙烯基體樹脂高速混合后，用STJ80/180雙階式(雙單螺桿)擠出片材機(jī)組擠出，其工藝參數(shù)如下雙螺桿料筒溫度第1段115℃，第2段125℃，第3段135℃，第4段140℃，第5段150℃，第6段160℃；過度區(qū)溫度160℃；單螺桿料筒溫度第1段160℃，第2段160℃；網(wǎng)區(qū)溫度160℃；聯(lián)結(jié)區(qū)溫度160℃；雙螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分鐘；單螺桿轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘。然后通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切，制備隔音隔熱降噪片材，片材尺寸為1500*1000*1.5，單位mm.經(jīng)檢測得知該片材的直角撕裂強(qiáng)度為25N/mm，密度為1.28g/cm3。真空吸塑熱成型性能優(yōu)良，同聚氨酯軟泡有很好的粘結(jié)性能，在-40℃-40℃的條件下，貯存六個月不脫落，進(jìn)行聲音衰減試驗，聲音衰減32.8％。
實施例2按以下表3中指定的原料各組分配比重復(fù)實施例1的方法，并在表3中列出了結(jié)果。
實施例3按以下表3中指定的原料各組分配比重復(fù)實施例1的方法，但其擠出時工藝參數(shù)如下雙螺桿料筒溫度第1段125℃，第2段135℃，第3段140℃，第4段150℃，第5段155℃，第6段165℃；過度區(qū)溫度165℃；單螺桿料筒溫度第1段165℃，第2段170℃；網(wǎng)區(qū)溫度170℃；聯(lián)結(jié)區(qū)溫度170℃；雙螺桿轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)/分鐘；單螺桿轉(zhuǎn)速25轉(zhuǎn)/分鐘，并在表3中列出了結(jié)果。
實施例4按以下表3中指定的原料各組分配比重復(fù)實施例3的方法，原料中增加了輔助材料色母料，并在表3中列出了結(jié)果。
實施例5按實施例2原料各組分配比，重復(fù)實施2的方法，不同的是原料混合時將所有原料一起加到高速混合機(jī)(型號為SHR-100A)中高速混合升溫至69℃后，然后直接用STJ80/180雙階式(雙單螺桿)擠出片材機(jī)組擠出。測試結(jié)果聲音衰減34.1％。
對比例1用1250目的硫酸鋇代替三氧化二鋁，其它同實施例1，測試結(jié)果聲音衰減為23.8％，效果明顯差于本發(fā)明的轎車用高模量填充隔音阻尼降噪片材。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其原料中包含有聚乙烯基體樹脂、偶聯(lián)劑、潤滑劑，其特征在于原料中還包含有高模量材料，所述的高模量材料為莫氏硬度不小于6的粉體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的高模量材料為三氧化二鋁、還原鐵粉或碳化硅中的一種或其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于原料中各組分重量百分比為聚乙烯基體樹脂14％～65％，偶聯(lián)劑0.4％～1.5％，潤滑劑0.4％～0.8％，高模量材料10％～70％，無機(jī)填料0％～70％，抗氧劑0～0.5％，稀釋分散劑0～0.6％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的原料中各組分重量百分比為聚乙烯基體樹脂15％～65％，偶聯(lián)劑0.4％～1.5％，潤滑劑0.4％～0.8％，高模量材料10％～60％，無機(jī)填料20％～60％，抗氧劑0.10％～0.5％，稀釋分散劑0.3％～0.6％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的原料中還可含有重量百分比的色母?；蛏?.04％～1.0％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的聚乙烯基體樹脂為各種規(guī)格的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、線性低低密度聚乙烯、二元乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚烯烴彈性體中的一種、幾種的混合物或者幾種共混改性物；所述的無機(jī)填料為粒徑在25μm以下的超細(xì)或納米級的碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、玻璃微珠、石英砂中的一種或幾種的混合物；所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷類偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑中的一種或幾種的混合物；所述的潤滑劑為硬脂酸、聚乙烯臘、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅中的一種或幾種的混合物；所述的抗氧劑為烷基化單酚類抗氧劑、硫代雙酚類抗氧劑中的一種或幾種的混合物；所述的稀釋分散劑為白油。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑為三異脂?；佀岙惐?、三(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯或四異丙基(二辛基亞磷酸酯)；所述的硅烷類偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三過氧叔丁基硅烷；所述的烷基化單酚類抗氧劑為抗氧劑CA、抗氧劑2246、抗氧劑1010或抗氧劑330；所述的硫代雙酚類抗氧劑為抗氧劑300、抗氧劑736、抗氧劑2246-S或抗氧劑4426-S。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，主要包括原料混合、擠出、通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切工序，其特征在于所述的擠出工序為用雙階式即雙單螺桿擠出片材機(jī)組進(jìn)行塑化擠出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，其特征在于步驟如下A)先將按比例配好的各種原料進(jìn)行高速混合升溫至40-70℃；B)然后進(jìn)入雙階式即雙單螺桿片材擠出機(jī)組生產(chǎn)線進(jìn)行擠出；C)然后通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切，制備隔音隔熱降噪片材。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，其特征在于步驟如下A)先將按比例配好的無機(jī)填料及高模量材料與偶聯(lián)劑、潤滑劑、抗氧劑、稀釋分散劑進(jìn)行高速混合升溫至40-70℃后，冷卻至常溫；B)再將其與高分子基體樹脂及其它輔助材料高速混合后，進(jìn)入雙階式即雙單螺桿片材擠出機(jī)組生產(chǎn)線進(jìn)行擠出；C)然后通過T形模頭、三輥壓光、導(dǎo)輥冷卻、切邊、牽引、剪切，制備隔音隔熱降噪片材。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制備方法，其特征在于原料進(jìn)入雙階式片材擠出機(jī)組擠出時，其工藝參數(shù)如下雙螺桿料筒溫度第1段110～165℃，第2段120～185℃，第3段130～200℃，第4段130～200℃，第5段130～200℃，第6段130～200℃；過度區(qū)溫度130～200℃；單螺桿料筒溫度第1段130～200℃，第2段130～200℃；網(wǎng)區(qū)溫度130～200℃；聯(lián)結(jié)區(qū)溫度130～200℃；雙螺桿轉(zhuǎn)速150～450轉(zhuǎn)/分鐘；單螺桿轉(zhuǎn)速5～45轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制備方法。本發(fā)明的片材隔音降噪效果優(yōu)良，制備方法可直接擠出降噪阻尼隔熱片材，不需要成粒干燥，工藝簡單。本發(fā)明的車用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其原料中包含有聚乙烯基體樹脂、偶聯(lián)劑、潤滑劑，其特征在于原料中還包含有高模量材料，所述的高模量材料為莫氏硬度不小于6的粉體材料。
文檔編號C08J5/18GK1793211SQ20051002262
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者王東川, 錢時杰, 朱華平 申請人:丹陽市華東工程塑料有限公司