具有优异外观和模制性的吸音/隔音材料及制备其的方法
【专利摘要】本发明涉及具有优异的外观和模制性的吸音/隔音材料和生产其的方法,更具体地,涉及吸音/隔音材料和生产其的方法,该吸音/隔音材料包括:内部吸音/隔音层(1),其包括含有耐热纤维作为主要成分的第一非织造物和以维持第一非织造物内部的三维形状的形式均匀分布在第一非织造物内的粘结剂;以及外部吸音/隔音层(2′,2″),其包括含有耐热纤维作为主要成分的第二非织造物,该吸音/隔音材料具有其中外部吸音/隔音层堆叠在内部吸音/隔音层的一侧或两侧上的结构。根据本发明的吸音/隔音材料具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热性、隔热性质、和高温模制性,并且特别地,通过具有一个或多个外部吸音/隔音层,消除了模制期间粘结剂污染模具和由此损害模制产品的外观的所有风险。
【专利说明】
具有优异外观和模制性的吸音/隔音材料及制备其的方法
技术领域
[0001] 本发明设及具有优异的模制性和外观的吸音隔音材料(吸音隔音物质,sound absorbing and insulating material)W及制备其的方法,更具体地设及由内部吸音隔音 层(1)W及外部吸音隔音层(2/ ,2")组成的吸音隔音材料和制造其的方法,该内部吸音隔音 层(1)由主要由耐热纤维形成的第一非织造物(无纺丝物,nonwoven fabric)和均匀分布在 第一非织造物内部并维持第一非织造物内部的Ξ维结构的粘结剂形成,该外部吸音隔音层 (2/,2")由主要由耐热纤维形成的第二非织造物形成,其中,外部吸音隔音层堆叠在内部吸 音隔音层的一侧或两侧上。本发明的吸音隔音材料具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热性、 隔热性质和高溫模制性。此外,不会设及由于存在外部吸音隔音层而由粘结剂渗漏所引起 的表观的劣化。
【背景技术】
[0002] 噪音,工业发展不需要的副作用,引起越来越多的损害。采取了多种措施来防止噪 音。作为运种防止噪音的方式,W多种方式进行了用于研发能够延迟、吸收或隔离声音的新 的吸音隔音材料的研究。
[0003] 要求吸音隔音材料的代表性的工业部口包括电器如空调、电冰箱、洗衣机、割草机 等,运输工具如车辆、船舶、飞机等,建筑材料如墙壁材料、地板材料等,诸如此类。其他多种 工业领域也要求吸音隔音材料。一般而言,除了良好的吸音性质之外,根据具体的应用,要 求用于工业的吸音隔音材料具有减轻的重量、阻燃性、耐热和隔热性质。尤其是,对于用于 维持在20(TC或更高的溫度下的发动机、排气系统等的吸音隔音材料,可能进一步要求阻燃 性和耐热性。目前,关于具有优异的耐热性的吸音隔音材料,芳绝纤维越来越受到关注。
[0004] 此外,为了向吸音隔音材料提供功能如阻燃性、防水性等,已经研发了许多吸音材 料,其中,堆叠了包含芳绝纤维的非织造物和功能表皮材料(表层材料,skin material)。
[0005] 例如,韩国专利公开号2007-0033310公开了阻燃性吸音材料,其中,堆叠了其中桥 接了耐热短芳绝纤维和短热塑性聚醋纤维的非织造物层和由短芳绝纤维组成的湿法非织 造物(wetlaid nonwoven fabric)形成的表皮材料层。
[0006] W及日本专利公开号2007-0039826公开了防水的吸音材料,其中,堆叠了耐热的 短芳绝纤维或短芳绝纤维和短热塑性聚醋纤维的共混物的非织造物层和用防水剂处理的 表皮材料层。
[0007] W及日本专利公开号2007-0138953公开了耐热的吸音材料,其中,堆叠了由耐热 的芳绝纤维组成的非织造物层和由包含耐热的芳绝纤维的纤维片形成的表皮材料层。
[000引由于上述的吸音材料具有其中表皮材料层层叠在非织造物的一侧上W提供如阻 燃性、防水性等功能的结构,所W用于整合非织造物层和表皮材料层的热压过程是必要的。 因此,整个过程是复杂且繁琐的,并且由于热压过程中的燃烧,包含作为添加剂的阻燃剂、 防水剂等可导致产生毒性气体。此外,可能在热压过程中发生的非织造物的内部结构的变 形可导致吸音性质劣化。
【发明内容】
[0009] 为了解决现有技术中的上述问题,本发明的发明人已经研究了很长时间来研发具 有优异的吸音性质、阻燃性、耐热和隔热性质并具有优异的模制性和表观的新吸音隔音材 料。结果,他们研发了一种新的吸音隔音材料,其提供了 W下效果,非织造物的物理性质,包 括吸音性质得到改善,运是因为粘结剂在没有阻塞微腔的情况下渗入具有不规则的微腔与 复杂的Ξ维迷宫结构的非织造物并固化,同时维持非织造物内部的Ξ维结构,在粘结剂的 固化期间可W模制成期望的形状,并且同时可W防止浸溃(渗入,impregnate)在非织造物 中的粘结剂到模制产品表面的渗漏。
[0010] 因此,本发明设及提供吸音隔音材料,其具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热和隔 热性质、在渗入在由耐热纤维组成的非织造物中的粘结剂固化期间可模制成期望的形状并 能够提供模制产品的优异的外观,W及由于存在外部吸音隔音层而即使在重复模制之后也 减少模具的污染。
[0011] 本发明还设及提供用于制造吸音隔音材料的方法,包括:通过将由耐热纤维形成 的第一非织造物浸入粘结剂溶液中然后干燥来制备内部吸音隔音层的步骤,W及将由耐热 纤维形成的第二非织造物堆叠在内部吸音隔音层的一侧或两侧上的步骤。
[0012] 本发明还设及提供通过在噪音产生装置中使用吸音隔音材料减少噪音的方法。
[0013] -方面,本发明提供了吸音隔音材料,包括:内部吸音隔音层(1),包含含有30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物和存在于与第一非织造物相同的层中并维持非织造物 内部的Ξ维结构的粘结剂;和外部吸音隔音层(2/,2"),包括含有30-100wt%的耐热纤维的 第二非织造物,其中,外部吸音隔音层(2/,2")堆叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上。
[0014] 另一方面,本发明提供了用于制造吸音隔音材料的方法,包括:a)将包含30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中的步骤;b)通过干燥第一非织造物 形成内部吸音隔音层(1)的步骤;和C)通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物 堆叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层(2/ ,2")的步骤。
[0015] 另一方面,本发明提供了用于减少噪音产生装置的噪音的方法,包括:i)检查噪音 产生装置的Ξ维形状的步骤;ii)制备和模制吸音隔音材料,W部分或完全对应于装置的Ξ 维结构的步骤;和iii)使吸音隔音材料邻近噪音产生装置的步骤。
[0016] 其中粘结剂浸溃到由耐热纤维形成的第一非织造物的本发明的吸音隔音材料的 有利之处在于,该吸音隔音材料具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热和隔热性质并且由于粘 结剂其可W被模制成Ξ维形状。
[0017] 另外,本发明的吸音隔音材料的有利之处在于,由于第二非织造物形成的外部吸 音隔音层堆叠在内部吸音隔音层的一侧或两侧上,防止了模制期间包含在内部吸音隔音层 中的粘结剂的渗漏,并且模制产品在没有污染模具的情况下具有优异的外观。
[0018] 另外,本发明的吸音隔音材料的有利之处在于,如果通过在粘结剂溶液中进一步 包含功能添加剂制备吸音隔音材料,那么可W在不堆叠其他表皮材料的情况下向吸音隔音 材料提供期望的功能。
[0019] 本发明的吸音隔音材料的另外的有利之处在于,由于除了吸音性质之外,阻燃性、 耐热和隔热性质是优异的,所W即使当吸音隔音材料用于维持在20(TC或更高的溫度下的 噪音产生装置时,吸音隔音材料也不会变形或变性。
[0020] 进一步地,本发明的吸音隔音材料的有利之处在于,如果将热固性树脂用作粘结 剂,那么在热固性树脂的固化期间可W将其模制成期望的形状。也就是说,由于同时实现了 热固性树脂的固化和模制,所W可W简化整个过程。
[0021] 此外,本发明的吸音隔音材料的有利之处在于,由于使用了由耐热纤维形成的非 织造物,因此即使当将热固性树脂用作粘结剂时,由于热固化的反应热导致的非织造物的 热变形也没有发生。
[0022] 因此,本发明的吸音隔音材料可用作要求延迟、吸收或隔离声音的应用中的吸音 隔音材料,用于包括电器如空调、电冰箱、洗衣机、割草机等,运输工具如车辆、船舶、飞机 等,建筑材料如墙壁材料、地板材料等,诸如此类。本发明的吸音隔音材料可用作维持在200 °C或更高的溫度下的噪音产生装置的吸音隔音材料。具体地,当本发明的吸音隔音材料用 在车辆中时,其可紧密地附着到车辆的噪音产生装置,如发动机、排气系统等,距离噪音产 生装置一定距离设置,或模制为噪音产生装置的部件(部分,part)。
【附图说明】
[0023] 图1示意性示出了本发明的吸音隔音材料的截面结构。(A)示出了吸音隔音材料的 截面结构,其中,未浸溃有粘结剂的第二非织造物堆叠在均匀浸溃有粘结剂的第一非织造 物的一侧上,其中粘合剂层设置在其间。(B)示出了吸音隔音材料的截面结构,其中,未浸溃 有粘结剂的两个第二非织造物堆叠在均匀浸溃有粘结剂的第一非织造物的两侧上,其中粘 合剂层设置在其间。
[0024] 图2示出了浸溃粘结剂前和之后第一非织造物的电子显微图像(x300)"(A)是浸溃 粘结剂之前第一非织造物的图像,(B)是第一非织造物的图像,其中基于100重量份的非织 造物,已经浸溃了20重量份的粘结剂,W及(C)是第一非织造物的图像,其中基于100重量份 的非织造物,已经浸溃了 50重量份的粘结剂。
[0025] 图3示意性示出了模制成部件之后应用于车辆的噪音产生装置的吸音隔音材料的 实例。(A)是模制用于车辆发动机的吸音隔音材料的图像,W及(B)示出了其中将吸音隔音 材料应用于车辆发动机的部件的实例。
[0026] 图4示意性示出了其中将吸音隔音材料W-定距离应用于车辆的噪音产生装置的 实例。(A)是模制用于车辆的下部部件(下部,lower part)的吸音隔音材料的图像,W及(B) 示出了其中将吸音隔音材料附着到车辆的下部部件的实例。
[0027] 图5是比较依赖于非织造物的密度的吸音隔音材料的吸音性能的图。
[0028] 图6是比较侣隔热板的隔热性能与本发明的吸音隔音材料的隔热性能的图。
[0029] <主要元件的详细说明〉
[0030] 1:内部吸音隔音层
[0031] 2/,2":外部吸音隔音层 [00创 3:粘合剂层
【具体实施方式】
[0033]本发明设及具有优异的模制性和外观的吸音隔音材料W及制造其的方法。本发明 的吸音隔音材料具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热性、隔热性质,使用存在于与由耐热纤 维形成的非织造物相同的层中的粘结剂可将其模制成期望的Ξ维形状,且其不存在由于模 制期间粘结剂渗漏所引起的模制产品的外观问题。
[0034] -方面,本发明提供了吸音隔音材料,包括:内部吸音隔音层(1),包含含有30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物和存在于与第一非织造物相同的层中并维持非织造物 内部的Ξ维结构的粘结剂;和外部吸音隔音层(2/,2"),包含含有30-100wt%的耐热纤维的 第二非织造物,其中,外部吸音隔音层(2/,2")堆叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上。
[0035] 在本发明的一个示例性的实施方式中,通过粘合剂、热或压力可W实现内部吸音 隔音层W及外部吸音隔音层之间的堆叠。
[0036] 在本发明的一个示例性的实施方式中,可W将粘合剂涂覆在外部吸音隔音层的一 侧上,然后通过使涂覆粘合剂的一侧与内部吸音隔音层接触可W堆叠外部吸音隔音层。
[0037] 在本发明的一个示例性的实施方式中,用于内部吸音隔音层W及外部吸音隔音层 之间的堆叠的粘合剂可W是包含在第一非织造物中的粘结剂。
[0038] 在本发明的一个示例性的实施方式中,粘合剂可W是热固性树脂。
[0039] 在本发明的一个示例性的实施方式中,耐热纤维可W具有25%或更高的极限氧指 数(L0I)和150°C或更高的耐热溫度。
[0040] 在本发明的一个示例性的实施方式中,耐热纤维可W是选自由W下各项组成的组 中的一种或多种:芳绝纤维、聚苯硫酸(PPS)纤维、氧化聚丙締腊(0XI-PAN)纤维、聚酷亚胺 (PI)纤维、聚苯并咪挫(PBI)纤维、聚苯并嗯挫(PB0)纤维、聚四氣乙締(PTFE)纤维、聚酬 (PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化娃纤维和陶瓷纤维。
[0041] 在本发明的另一个示例性的实施方式中,耐热纤维可W是芳绝纤维。
[0042] 在本发明的一个示例性的实施方式中,第一非织造物或第二非织造物可W由具有 1-15旦尼尔细度的芳绝纤维形成,并且可W是具有3-20mm厚度的单层非织造物。
[0043] 在本发明的一个示例性的实施方式中,第一非织造物或第二非织造物可W具有 100-2000g/m2 的密度。
[0044] 在本发明的另一个示例性的实施方式中,第一非织造物或第二非织造物可W具有 200-1200g/m2 的密度。
[0045] 在本发明的一个示例性的实施方式中,内部吸音隔音层可W由单层或两层或更多 层形成。
[0046] 在本发明的一个示例性的实施方式中,粘结剂可W是热固性树脂。
[0047] 在本发明的另一个示例性的实施方式中,热固性树脂可W是能够在第一非织造物 的内部结构中形成Ξ维网络结构的环氧树脂。
[0048] 在本发明的另一个示例性的实施方式中,环氧树脂可W是选自由W下各项组成的 组中的一种或多种环氧树脂:双酪A二缩水甘油酸、双酪B二缩水甘油酸、双酪AD二缩水甘油 酸、双酪F二缩水甘油酸、双酪S二缩水甘油酸、聚氧丙締二缩水甘油酸、双酪A二缩水甘油酸 聚合物、憐腊二缩水甘油酸、双酪A酪醒环氧树脂、苯酪酪醒环氧树脂和邻甲酪酪醒环氧树 脂。
[0049] 参考图1和图2,更详细地描述根据本发明的吸音隔音材料的结构。
[0050] 图1示意性示出了本发明的吸音隔音材料的截面结构。图1中(A)示出了吸音隔音 材料的截面,其中,由第二非织造物形成的外部吸音隔音层(2/)堆叠在包含第一非织造物 和粘结剂的内部吸音隔音层(1)的一侧上,其中粘合剂层设置在其间。图1中(B)示出了吸音 隔音材料的截面,其中,由两个第二非织造物形成的外部吸音隔音层(2/,2")堆叠在包含第 一非织造物和粘结剂的内部吸音隔音层(1)的两侧上,其中粘合剂层设置在其间。
[0051] 图2示出了电子显微图像,其示出了在构成内部吸音隔音层(1)的第一非织造物内 的Ξ维结构。
[0052] 图2中(A)示出了电子显微图像,其示出了浸溃粘结剂之前的第一非织造物的内部 结构。可W看出耐热的纤维纱线彼此交叉形成不规则的微腔(micro cavity)。图2中(B)和 (C)是粘结剂浸溃到第一非织造物之后的电子显微图像。可W看出粘结剂细密且均匀地分 布并附着到耐热纤维纱线。另外,可W看出纱线表面上的粘结剂的含量随着粘结剂的含量 的增加而增加。
[0053] 尽管制备方法上可能存在差别,但是纤维在用于制备本发明的吸音隔音材料的第 一非织造物或第二非织造物中随机排列。因此,非织造物内的孔结构趋于是非常复杂的迷 宫结构(迷宫系统),其中,规则或不规则排列的纤维呈Ξ维状相互连接而不是独立的毛细 管的束。也就是说,用于本发明的非织造物具有由于由耐热纤维形成的纱线彼此松散地交 叉形成的不规则的微腔。
[0054] 如果将粘结剂浸溃到非织造物中,那么粘结剂细密且均匀地分布并附着到由耐热 纤维形成的非织造物纱线的表面,从而形成比浸溃之前细得多的微腔。在非织造物的内部 结构中形成精细的微腔意味着噪音共振增加,因而改善吸音性质。如果粘结剂在其固化时 形成Ξ维网络结构,那么由于在非织造物内可W形成更多精细的微腔,吸音性质可W进一 步改善。
[0055] 因此,由于随着粘结剂均匀浸溃到非织造物中,非织造物可W维持内在的Ξ维结 构,W及另外由于随着粘结剂固化可W形成更多精细的微腔,所W本发明的吸音隔音材料 具有显著改善的吸音性能,运是因为通过非织造物中共振增加噪音的吸收最大化。
[0056] 从图2的电子显微图像看出,本发明的吸音隔音层具有粘结剂均匀分散并分布在 构成非织造物的耐热纤维纱线表面上的内部结构。
[0057] 在下文中,更详细地描述了具有运种内部结构的根据本发明的吸音隔音材料的成 分。
[0058] 在本发明中,将耐热纤维用作构成第一非织造物或第二非织造物的主要纤维。
[0059] 耐热纤维可W是具有优异的耐久性并能够承受高溫和超高溫条件的任意耐热纤 维。确切地,耐热纤维可W是具有25%或更高的极限氧指数化01)和150°C或更高的耐热溫 度的耐热纤维。更确切地,耐热纤维可W是具有25-80%的极限氧指数化01)和150-30000°C 的耐热溫度的耐热纤维。最确切地,耐热纤维可W是具有25-70%的极限氧指数化01)和 200-1000°C的耐热溫度的耐热纤维。并且,耐热纤维可W具有1-15旦尼尔,确切地1-6旦尼 尔的细度,和20-100mm,确切地40-80mm的纱线长度。
[0060] 耐热纤维可W是相关领域通常所指的"超级纤维"。确切地,超级纤维可W是选自 由W下各项组成的组中的一种或多种:芳绝纤维、聚苯硫酸(PPS)纤维、氧化聚丙締腊(0X1- PAN)纤维、聚酷亚胺(PI)纤维、聚苯并咪挫(PBI)纤维、聚苯并嗯挫(PB0)纤维、聚四氣乙締 (PTFE)纤维、聚酬(PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化娃纤维和陶 瓷纤维。
[0061] 确切地,可W将芳绝纤维用作本发明的耐热纤维。更确切地,可W将间-芳绝纤维、 对-芳绝纤维或它们的混合物用作本发明的耐热纤维。用作本发明的非织造物的纱线的芳 绝纤维可W具有1-15旦尼尔,确切地1-6旦尼尔的细度,和20-100mm,确切地40-80mm的纱线 长度。如果纱线长度太短,那么在针刺期间可能难W桥接纱线。结果,非织造物的粘结力可 能较弱。并且,如果纱线长度太长,那么非织造物的粘结力可W是优异的,但是在梳理期间 纱线的移动可能是困难的。
[0062] 芳绝纤维是其中芳香环如苯环通过酷胺基团彼此键连的芳香族聚酷胺纤维。为了 与脂肪族聚酷胺(例如尼龙)区分,将芳香族聚酷胺纤维称为'芳绝'。芳绝纤维通过芳香族 聚酷胺的纺丝制得,并根据酷胺键的位置分为间-芳绝和对-芳绝。
[0063] [化学式。
[0067] 由化学式1表示的间芳绝(m-芳绝)是通过在将间苯二酷氯和间苯二胺溶解于二甲 基乙酷胺(DMAc)溶剂中之后的干法纺丝(化y spinning)制备的。间-芳绝由于参差不齐的 聚合物结构而具有22-40%的相对高的断裂伸长率,是可染色的并且可W容易地制备成纤 维。间-芳绝在商品名Nomex?化uPont)和Conex?( Tei j in)下商业可获得的。
[0068] 由化学式2表示的对-芳绝(P-芳绝)是通过在将对苯二酷氯和对苯二胺溶解于N- 甲基化咯烧酬(NMP)溶剂中之后的湿法纺丝(wet spinning)制备的。由于其高度取向的线 性分子结构,对-芳绝具有高强度。比间-芳绝强约3-7倍,所W将其用于增强材料或保护材 料。另外,对-芳绝表现出强耐化学性、较低的热收缩和优异的尺寸稳定性W及高拉伸强度、 阻燃和自焰性质。对-芳绝是在商品名Kevlar? (DuPont)、Twa;ron?( Teijin)和Technora? (Teijin)下商业可获得的。
[0069] 芳绝是W细丝、短纤维(短丝,s化pie)、纱线等形式提供的,并被用于增强材料(变 压器、电动机等)、绝缘材料(绝缘纸、绝缘带等)、耐热纤维(防火服、手套等)、高溫过滤器 等。
[0070] 尽管实际上由耐热纤维纱线制备构成本发明的吸音隔音材料的非织造物,但是也 可W将通过进一步添加其他纤维到耐热纤维纱线W降低成本或向非织造物提供减轻的重 量、功能等制备的非织造物包括在本发明的范围内。也就是说,尽管本发明的非织造物是由 耐热纤维纱线制备的,但是本发明决不限于仅由耐热纤维形成的非织造物。基于非织造物 的重量,本发明的非织造物可W包含30-100wt%,更确切地60-100wt%的量的耐热纤维纱 线。
[0071] 进一步地,本发明的吸音隔音材料的内部吸音隔音层包含粘结剂,其与非织造物 存在于相同的层中并维持非织造物内部的Ξ维结构。用于本发明的粘结剂可W是能够维持 非织造物内部的Ξ维结构的任何一种。表达"维持非织造物内部的Ξ维结构"是指已经浸溃 到非织造物的粘结剂均匀分布并附着到非织造物的纤维纱线的表面,并维持或进一步形成 不规则的微腔,从而维持非织造物内部的原始的Ξ维结构。
[0072] 尽管粘结剂通常是指用于粘附或连接两种材料的材料,但是本发明所使用的术语 粘结剂是指浸溃到由耐热纤维形成的非织造物中的材料。
[0073] 可W将许多材料用作浸溃到非织造物中的粘结剂。首先,可W将热塑性树脂或热 固性树脂认为是粘结剂材料。
[0074] 通过聚酷胺类树脂表示的热塑性树脂具有与作为代表性的耐热纤维的芳绝纤维 类似的晶体极性基团。因而,如果热塑性粘结剂浸溃到由热塑性耐热纤维形成的非织造物 中,那么通过类似的晶体极性基团之间的面对面接触在它们之间形成强界面层,其部分阻 塞非织造物的微腔。也就是说,如果将热塑性树脂用作浸溃到由热塑性耐热纤维形成的非 织造物中的粘结剂,那么由于非织造物的微腔部分阻塞,吸音性能降低。乍看来,可能认为 如果微腔被阻塞,吸音性能将得到改善。但是由于噪音没有在非织造物内消失而是通过其 他途径传输,所W如果浸溃热塑性粘结剂,不能预期吸音性能改善。并且,如果将热塑性粘 结剂浸溃到由无机类耐热纤维形成的非织造物中,那么由于弱结合需要进一步添加粘合剂 添加剂。
[0075] 与此相反,热固性粘结剂具有与热塑性耐热纤维完全不同的物理和化学性质。因 此,如果将热固性粘结剂浸溃到由热塑性耐热纤维形成的非织造物中,那么由于特征差异, 界面层通过边缘-边缘接触形成。结果,非织造物的微腔保持打开状态。也就是说,如果将热 固性树脂用作浸溃到由耐热纤维形成的非织造物中的粘结剂时,那么可W维持非织造物内 的Ξ维结构。因此,在本发明中可将热固性树脂优选地用作粘结剂。
[0076] 此外,热固性树脂具有用光、热或固化剂可固化的特征,且其形状即使在高溫下也 不变形。因此,通过使用耐热纤维和热固性粘结剂与特定条件,本发明的有利之处在于,即 使在高溫下也可W维持吸音隔音材料的形状。因此,如果将热固性树脂用作浸溃到非织造 物中的粘结剂,那么在树脂的固化期间可W实现模制成期望的形状,且即使在高溫下也可 W维持得到的形状。
[0077] 如上所述,如果将热固性树脂用作浸溃到由耐热纤维形成的非织造物中的粘结剂 时,那么可W预期维持非织造物内部的Ξ维形状和在粘结剂树脂的固化期间模制成期望的 形状的效果。
[0078] 更确切地,可W将环氧树脂用作粘结剂。环氧树脂是一种热固性树脂并且可固化 到具有=维网络结构的聚合物材料中。因此,由于环氧树脂可W形成网络结构,因此当在非 织造物内固化时,微腔,更精细的微腔可W在非织造物内形成,且吸音性能可W进一步改 善。
[0079] 进一步地,由于在固化剂存在下进行固化时可W形成更高级的Ξ维网络结构,所 W吸音效果可W进一步改善。也就是说,随着环氧树脂的环氧基团或径基与固化剂的官能 团如氨基或簇酸基团反应形成共价交联,形成Ξ维网络结构的聚合物。固化剂不仅用作催 化固化反应的催化剂,而且直接包括在反应中并连接到环氧树脂的分子中。因此,微腔的尺 寸和物理性质可通过选择不同的固化剂来控制。
[0080] 环氧树脂可W是选自由W下各项组成的组中的一种或多种:双酪A二缩水甘油酸、 双酪B二缩水甘油酸、双酪AD二缩水甘油酸、双酪F二缩水甘油酸、双酪S二缩水甘油酸、聚氧 丙締二缩水甘油酸、双酪A二缩水甘油酸聚合物、憐腊二缩水甘油酸、双酪A酪醒环氧树脂、 苯酪酪醒环氧树脂和邻甲酪酪醒环氧树脂等。环氧树脂可W是具有70-400环氧当量的环氧 树脂。如果环氧当量太低,那么分子间的结合可能太弱而不能形成Ξ维网络结构,或由于与 耐热纤维的弱的粘附,吸音隔音材料的物理性质可能令人不满意。W及,如果环氧当量太 高,那么因为形成非常密集的网络结构,所W吸音隔音材料的物理性质可能令人不满意。
[0081] 如果将热固性树脂用作本发明的粘结剂,那么可W将固化剂包含在粘结剂溶剂 中。固化剂可W是具有可W与粘结剂的官能团如环氧基团或径基容易反应的官能团的固化 剂。作为固化剂,可W使用脂肪胺、芳香胺、酸酢、脈、酷胺、咪挫等。确切地,固化剂可W是选 自由W下各项组成的组中的一种或多种:二乙基甲苯二胺(DETDA)、二氨基二苯讽(孤S)、S 氣化棚-单乙基胺(BF3 -MEA)、二氨基环己烧(DACH)、甲基四氨邻苯二甲酸酢(MTHPA)、甲 基-5-降冰片締-2,3-二簇酸酢(NMA)、双氯胺(Dicy)、2-乙基-4-甲基咪挫等。更确切地,可 W使用脂肪胺或酷胺类固化剂,因为它们具有相对良好的交联能力和非常优异的耐化学性 和耐候性。确切地,考虑到交联能力、阻燃性、耐热性、储存稳定性、加工性等可使用双氯胺 (Dicy)。因为双氯胺(Dicy)具有高于200°C的高烙点,所W在与环氧树脂混合之后其保持优 异的储存稳定性,并且可W确保用于固化和模制的充足的加工时间。
[0082] 进一步地,在本发明中可W使用促进用作粘结剂的热固性树脂固化的催化剂。催 化剂可W是选自由W下各项组成的组中的一种或多种:脈、二甲基脈、季DMJ的四苯基棚酸 盐、和漠化季憐等。催化剂可W包含在含粘结剂的溶液中。
[0083] 此外,可W将多种添加剂,例如阻燃剂、耐热性改良剂α e a t r e S i S t a η C e improver)、防水剂等用于向吸音隔音材料提供功能。该添加剂包含在粘结剂溶液中,并且 用于向吸音隔音材料提供功能的其他表皮材料不是必要的。
[0084] 阻燃剂可W是Ξ聚氯胺、憐酸盐/醋、金属氨氧化物等。确切地,可W将选自由Ξ聚 氯胺、氯尿酸Ξ聚氯胺、聚憐酸Ξ聚氯胺、憐腊、聚憐酸锭等组成的组中的一种或多种用作 阻燃剂。更确切地,阻燃剂可W是Ξ聚氯胺,其可W同时提高阻燃性和耐热性。
[0085] 耐热性改良剂可W是氧化侣、二氧化娃、滑石、粘±、玻璃粉末、玻璃纤维、金属粉 末等。
[0086] 可W将一种或多种氣类防水剂用作防水剂。
[0087] 此外,可W根据目的选择和使用本领域常用的添加剂。
[0088] 本发明的吸音隔音材料的内部吸音隔音层可W由单层或两层或更多层形成。出于 控制吸音和和绝缘材料的整体厚度的原因,内部吸音隔音层可W由单层或多层形成。内部 吸音隔音层的单层或多层结构在本发明中不受特别限制。
[0089] 在本发明的吸音隔音材料中,由包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物形成 的外部吸音隔音层堆叠在内部吸音隔音层的一侧或两侧上。由于外部吸音隔音层堆叠在内 部吸音隔音层的外表面上,所W可W防止在模制期间由于包含在内部吸音隔音层中的粘结 剂渗漏引起的外观问题和由于重复模制引起的模具污染。
[0090] 可W使用包含粘合剂的粘合剂层或使用热或压力来堆叠外部吸音隔音层。例如, 当使用粘合剂进行堆叠时,可W将粘合剂涂覆在第二非织造物的一侧上,然后通过与内部 吸音隔音层接触可W堆叠第二非织造物。粘合剂可W是本领域常用的任一种。因为浸溃到 本发明的内部吸音隔音层中的粘结剂也具有粘合性质,所W也可W将粘结剂用作粘合剂。 确切地,当将粘结剂用作粘合剂时,可W使用热固性树脂,运是因为在模制期间通过施加热 来固化热固性树脂,所W期望较强的粘合作用。更确切地,可W将环氧树脂用作粘合剂。使 用的粘合剂的量在本发明中不受特别的限制。可W将量控制在允许用于粘合两层的范围 内。
[0091] 另一方面,本发明提供了用于制造吸音隔音材料的方法,包括:a)将包含30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中的步骤;b)通过干燥第一非织造物 形成内部吸音隔音层(1)的步骤;和C)通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物 堆叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层(2/ ,2")的步骤。
[0092] 在下文中,详细地描述了用于制造根据本发明的吸音隔音材料的方法的步骤。
[0093] 在步骤a)中,将由耐热纤维形成的第一非织造物浸入粘结剂溶液中。
[0094] 在本发明中,将第一非织造物浸入粘结剂溶液中W改善吸音隔音性能,并允许将 吸音隔音材料模制成期望的形状。浸溃第一非织造物的粘结剂溶液除了粘结剂树脂之外包 含固化剂、催化剂、常用的添加剂和溶剂。包含在粘结剂溶液中的粘结剂、固化剂、催化剂和 常用的添加剂与上述的相同。用于制备粘结剂溶液的溶剂可W是选自由酬、碳酸醋、乙酸 醋、溶纤剂等组成的组中的一种或多种。确切地,溶剂可W是选自由W下各项组成的组中的 一种或多种:丙酬、甲基乙基酬(MEK)、甲基异下基酬(MIBK)、碳酸二甲醋(DMC)、乙酸乙醋、 乙酸下醋、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、下基溶纤剂等。
[00M]确切地,用于本发明的粘结剂溶液可W包含l-60wt%的粘结剂和余量的溶剂。用 于本发明的粘结剂溶液可W进一步包含固化剂和其他添加剂,包括催化剂。在运种情况下, 粘结剂溶液可W包含l-60wt %的粘结剂、0.1 -1 Owt %的固化剂、0.01 -5wt %的催化剂、1 - 40wt %的添加剂和余量的溶剂。更确切地,粘结剂溶液可W包含l-30wt %的粘结剂、0.1- lOwt %的固化剂、0.01-5wt %的催化剂、l-30wt %的阻燃剂作为添加剂和40-95wt %的溶 剂。
[0096] 通过控制本发明的粘结剂溶液的浓度可W控制浸溃到非织造物中的程度。确切 地,可W将粘结剂溶液制备为具有l-60wt%,更确切地20-50wt%的固体含量。如果粘结剂 溶液太稀,那么本发明的目的不能实现,运是因为浸溃到非织造物中的粘结剂的含量太少。 W及,如果粘结剂溶液太稠,那么非织造物可能变硬且可能不能用作吸音隔音材料。
[0097] 如果包含在粘结剂溶液中的固化剂的含量太低,那么可能难W模制成期望的形 状,运是因为不能达到粘结剂的完全固化。结果,改善吸音隔音材料的机械强度的效果可能 不能令人满意。W及,如果含量太高,那么吸音隔音材料可能变硬,且储存稳定性等可能不 能令人满意。如果催化剂的含量太低,那么促进反应的效果可忽略。W及,如果催化剂的含 量太高,那么储存稳定性等可能不能令人满意。添加剂可W是本领域常用的一种或多种添 加剂,包括阻燃剂、耐热性改良剂、防水剂等。可W根据添加的目的适当地调整运些添加剂 的含量。如果添加剂的量太少,那么不能实现期望的效果。并且,太大的添加剂量在经济上 可是不利的,并可导致不期望的副作用。
[0098] 在步骤b)中,通过干燥第一非织造物制备内部吸音隔音层。
[0099] 通过从粘结剂溶液中取出第一非织造物并除去溶剂进行本发明中的干燥。干燥可 W在压力下于适当的溫度进行。确切地,干燥过程可W包括取出非织造物和通过在1- 20kgf/cm2的压力下压缩控制非织造物中的粘结剂含量的过程。另外,干燥过程可W包括取 出非织造物和通过在70-200°C的溫度下加热蒸发溶剂的过程。另外,干燥过程可W包括在 取出非织造物后在l-20kgf/cm2的压力下压缩非织造物,然后在70-200°C的溫度下加热的 过程。
[0100] 本发明中的干燥是借此控制非织造物中的粘结剂含量的过程。借此,可W控制吸 音隔音材料的物理性质。干燥之后包含在非织造物中的粘结剂的含量是确定吸音隔音材料 内的微腔的大小、形状和分布的重要因素。因此,可W此控制吸音隔音材料的吸音性质和机 械性质。在本发明中,可W进行干燥使得基于100重量份的非织造物,包含在非织造物中的 粘结剂的最终含量是1-300重量份,更确切地30-150重量份。
[0101] 在步骤C)中,通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物堆叠在内部吸音 隔音层的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层。也就是说,通过将由非织造物形成的外部吸 音隔音层堆叠在内部吸音隔音层的一侧或两侧上,可W防止在模制期间由于包含在内部吸 音隔音层中的粘结剂渗漏引起的外观问题和由于重复模制引起的模具污染。
[0102] 使用粘合剂或使用热或压力通过粘结可W实现堆叠。例如,当使用粘合剂进行堆 叠时,可W将粘合剂涂覆在外部吸音隔音层的一侧上,然后将外部吸音隔音层堆叠在内部 吸首隔首层上。
[0103] 用于制造根据本发明的吸音隔音材料的方法可W进一步包括在步骤C)之后的d) 在高溫下模制吸音隔音材料的步骤。
[0104] 确切地,包括步骤d)的用于制造吸音隔音材料的方法可W包括:a)将包含30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中的步骤;b)通过干燥第一非织造物 形成内部吸音隔音层(1)的步骤;C)通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物堆 叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层(2/ ,2")的步骤;和d)在高溫 下模制吸音隔音材料的步骤。
[0105] 在步骤d)中,在堆叠内部吸音隔音层W及外部吸音隔音层之后,在高溫下模制吸 音隔音材料。高溫下的模制还考虑了热固性粘结剂的固化,并在150-300°C的溫度下,确切 地170-230°C的溫度下进行。
[0106] 用于制造根据本发明的吸音隔音材料的方法可W进一步包括在步骤a)之前,通过 针刺过程使用耐热纤维形成第一非织造物或第二非织造物的步骤。例如,在步骤a-1)中,通 过具有1-15旦尼尔细度的耐热芳绝纤维的针刺过程可W形成具有3-20mm厚度的非织造物。
[0107] 例如,包括步骤a-1)的用于制造根据本发明的吸音隔音材料的方法可W包括:a- 1)使用耐热纤维通过针刺过程形成第一非织造物或第二非织造物的步骤;a)将包含30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中的步骤;b)通过干燥第一非织造物 形成内部吸音隔音层(1)的步骤;和C)通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物 堆叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层(2/ ,2")的步骤。
[0108] 例如,包括步骤a-1)的用于制造根据本发明的吸音隔音材料的方法还可W包括: a-1)使用耐热纤维通过针刺过程形成第一非织造物或第二非织造物的步骤;a)将包含30- lOOwt%的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中的步骤;b)通过干燥第一非织造物 形成内部吸音隔音层(1)的步骤;C)通过将包含30-100wt%的耐热纤维的第二非织造物堆 叠在内部吸音隔音层(1)的一侧或两侧上形成外部吸音隔音层(2/ ,2")的步骤;和d)在高溫 下模制吸音隔音材料的步骤。
[0109] 用于本发明的内部吸音隔音层W及外部吸音隔音层的非织造物是通过针刺过程 制备的非织造物,其包含30-100wt%的耐热纤维。吸音性质可W根据非织造物的厚度和密 度变化。预期吸音性质将随着非织造物的厚度和密度增加而改善。
[0110] 当设及使用吸音隔音材料的工业领域等时,用于本发明的第一非织造物或第二非 织造物可W具有3-20mm的厚度。如果非织造物的厚度小于3mm,那么吸音隔音材料的耐久性 和模制性可能不能令人满意。W及,如果厚度超过20mm,那么生产力可能降低且生产成本可 能增加。W及,当考虑性能和成本时,非织造物的密度可W是100-2000g/m2,确切地200- 1200g/m2,更确切地300-800g/m2。
[0111] 非织造物通过堆叠30-100g/m2的网状物来形成,该网状物通过梳理(carding)两 个2至12折层(fold)且连续进行上下预针刺(叫-down preneedling)、下上针刺(down-up needling)和上下针刺(up-down needling)来形成,从而形成提供必须的厚度、结合强度和 其它所期望的物理性质的物理桥状物(physical bridge)。用于进行针刺的针可W是鱼钩 型针,具有0.5-3mm的工作叶片和70-120mm的针长度(从手柄向外到尖端的距离)。确切地, 针冲程(needle stroke)可W是30-350次/πΑ
[0112] 更确切地,用于非织造物的纱线的细度可W是1.5-8.0旦尼尔,堆积层厚度可W是 6-13mm,针冲程可W是120-250次/m2,W及非织造物的密度可W是300-800g/m2。
[0113] 可W使用电子显微镜确认通过上述方法制造的吸音隔音材料的内部结构。当用电 子显微镜观察时,本发明的吸音隔音材料具有分布在其内部的1-1〇〇μπι尺寸的微腔。微腔规 则或不规则地分布,间距是0.1-500WI1。
[0114] 另一方面,本发明提供了用于减少噪音产生装置的噪音的方法:i)检查噪音产生 装置的Ξ维形状;ii)制备和模制吸音隔音材料,W部分或完全对应于装置的Ξ维形状;和 iii)使吸音隔音材料邻近噪音产生装置。
[0115] 装置是指噪音产生装置,包括电动机、发动机、排气系统等。然而,装置的范围决不 限于电动机、发动机和排气系统。可W将吸音隔音材料制造为部分或完全对应于装置的Ξ 维形状。由于在粘结剂的固化期间可模制本发明的吸音隔音材料,所W可W将吸音隔音材 料模制为部分或完全对应于装置的Ξ维形状。
[0116] 表达"邻近"是指将吸音隔音材料紧密附着到噪音产生装置,将其与噪音产生装置 W-定距离设置,或将其模制为噪音产生装置的部件。表达邻近还包括将吸音隔音材料安 装到连接至噪音产生装置的构件(例如,另一吸音隔音材料)。
[0117] 图3和图4示意性示出了其中本发明的吸音隔音材料应用到车辆的噪音产生装置 的代表性实例。
[0118] 图3示意性示出了将吸音隔音材料模制成部件并应用于车辆的噪音产生装置的实 例。(A)是模制用于车辆发动机的吸音隔音材料的图像,W及(B)示出了其中将吸音隔音材 料应用于车辆发动机的部件的实例。
[0119] 图4示意性示出了将吸音隔音材料应用到车辆的噪音产生装置的实例。(A)是模制 用于车辆的下部部件的吸音隔音材料的图像,W及(B)示出了其中将吸音隔音材料附着到 车辆的下部部件的实例。
[0120] 如上所述,本发明的吸音隔音材料,其中浸溃粘结剂W维持非织造物内部的Ξ维 结构,具有优异的吸音性质、阻燃性、耐热和隔热性质,并在模制之后当直接应用于维持在 200°C或更高的溫度下的噪音产生装置时,可W在不变形的情况下表现出期望的吸音性能。 此外,由于由未浸溃有粘结剂的第二非织造物形成的外部吸音隔音层堆叠在吸音隔音材料 的表面上,所W可W防止在模制期间由于包含在内部吸音隔音层中的粘结剂渗漏引起的外 观问题和由于重复模制引起的模具污染。
[0。1] 实施例
[0122] 在下文中,通过实施例更详细地描述本发明。然而,本发明的范围并不限于运些实 施例。
[0123] [实施例]制备吸音隔音材料
[0124] 实施例1.制备外部吸音隔音层堆叠在两侧上的吸音隔音材料
[0125] 1)制备浸溃环氧树脂的第一芳绝非织造物
[01%] 空气吹制(air blowing)具有40%的极限氧指数化01)、300°C的耐热性溫度、2旦 尼尔的细度和51mm的长度的间芳绝短纤维,并通过梳理形成为30g/m2的网状物。通过使用 邸式包装机化〇rizon1:al wrapper)于5m/min下运行的传送带上重叠10-折层(10-fold)来 堆叠网状物。通过用150次/V的针冲程连续进行上下针刺、下上针刺和上下针刺来制备具 有300g/m2的密度和6mm的厚度的第一芳绝非织造物。
[0127] 2)制备内部吸音隔音层
[012引利用1浸1夹(Idip Inip)(提取(pick-up)300%)将制备的第一非织造物浸入粘结 剂溶液中。粘结剂溶液包含8wt%的双酪A二缩水甘油酸、2wt%的双酪A二缩水甘油酸聚合 物、0.%的双氯胺、0.02wt %的二甲基脈、lOwt %的氯尿酸Ξ聚氯胺和79.78wt %的碳酸 二甲醋。
[0129] 将非织造物从粘结剂溶液中取出,使用漉在8kgf/cm2的压力下压缩,然后通过使 其W5m/min的速度穿过100°C、12(rC和150°C溫度的干燥烘箱干燥。基于100重量份的非织 造物,干燥的非织造物,即内部吸音隔音层,包含50重量份的粘结剂。
[0130] 3)制备第二芳绝非织造物
[0131] 空气吹制具有40%的极限氧指数化01)、300°C的耐热性溫度、2旦尼尔的细度和 51mm的长度的间芳绝短纤维,并通过梳理形成为30g/m2的网状物。通过使用邸式包装机于 5m/min下运行的传送带上重叠10-折层来堆叠网状物。通过用150次/V的针冲程连续进行 上下针刺、下上针刺和上下针刺来制备具有120g/V的密度和2mm的厚度的第二芳绝非织造 物。
[0132] 4)制备外部吸音隔音层堆叠在两侧上的吸音隔音材料
[0133] 通过用粘合剂溶液凹印处理(gravure-treating)3)中制备的第二非织造物的一 侧,然后在50°C的溫度下干燥制备两个拉(felt)。该粘合剂溶液包含16wt%的双酪A二缩水 甘油酸、4wt %的双酪A二缩水甘油酸聚合物、0.%的双氯胺、0.02wt %的二甲基脈和 79.78wt%的碳酸二甲醋。
[0134] 将制备的两个拉堆叠在2)中制备的内部吸音隔音层的两侧上,使涂覆粘合剂的侧 与内部吸音隔音层接触。通过在20(TC的溫度下固化2分钟将制备的吸音隔音材料模制成期 望的形状。
[0135] 比较例1.制备由芳绝非织造物形成的吸音隔音材料
[0136] 通过实施例1中所描述的针刺制备具有300g/m2的密度和6mm厚度的芳绝非织造 物,用作吸音隔音材料。
[0137] 比较例2.制备由环氧树脂涂覆的芳绝非织造物形成的吸音隔音材料
[0138] 通过实施例1中所描述的针刺制备具有300g/m2的密度和6mm的厚度的芳绝非织造 物。随后,将包含环氧树脂的涂覆溶液涂覆在非织造物的表面上,使得基于100重量份的非 织造物,粘结剂的含量是50重量份。然后,在15(TC的溫度下干燥之后,模制该非织造物。
[0139] 涂覆溶液包含8wt %的双酪A二缩水甘油酸、%的双酪A二缩水甘油酸聚合物、 0.%的双氯胺、0.02wt %的二甲基脈、1 Owt %的氯尿酸Ξ聚氯胺和79.78wt %的碳酸二 甲醋。
[0140] 比较例3.制备由浸溃热塑性树脂的芳绝非织造物形成的吸音隔音材料
[0141] 通过实施例1中所描述的针刺制备具有300g/m2的密度和6mm的厚度的芳绝非织造 物。将非织造物浸入粘结剂溶液中,干燥然后模制。
[0142] 粘结剂溶液是包含lOwt%的聚乙締树脂、lOwt%的氯尿酸Ξ聚氯胺和80wt%的碳 酸二甲醋(DMC)的热塑性树脂溶液。
[0143] 比较例4.制备由浸溃环氧树脂的PE巧自织造物形成的吸音隔音材料
[0144] 通过实施例1中所描述的针刺制备具有300g/m2的密度和6mm的厚度的聚对苯二甲 酸乙二醇醋(PET)非织造物。将非织造物浸入粘结剂溶液中,干燥然后模制。
[0145] 在比较例4中制备的PE巧自织造物由于环氧树脂固化期间产生的反应热而热变形, 且不能模制为所期望的形状,运是因为它在干燥和热模制过程期间完全热变形。
[0146] [测试实施例]
[0147] <评估吸音隔音材料的物理性质〉
[0148] 如下测量和比较吸音隔音材料的物理性质。
[0149] 1.评估耐热性
[0150] 为了评估耐热性,在260°C的溫度的烘箱中老化吸音隔音材料300小时。保持在标 准状态(溫度23±2°C,50±5%相对湿度)至少1小时之后,检查外观并测量拉伸强度。目测 是否有收缩或变形、表面剥离、起毛和开裂。使用型号1哑铃在标准条件下W200mm/min的速 度对随机选择的5片测试样品的拉伸强度进行测量。
[0151] 2.评估热循环
[0152] 通过热循环测试方法评估吸音隔音材料的耐久性。在W下条件下进行五个循环之 后,确定耐久性。
[0153] 1)1个循环的条件
[0154] 室溫一高溫(15(TCX3h)一室溫一低溫(-30°CX化)一室溫一潮湿条件(50°CX 95% 畑)。
[0K5] 2)耐久性评估标准
[0156]热循环测试之后,检查外观上的变化。例如,检查表面损伤、膨胀、破碎和变色。如 果外观上没有变化,那么将吸音隔音材料评估为"无异常"。
[0157] 3.评估阻燃性
[0158] 根据ISO 3795可燃性测试方法测量吸音隔音材料的阻燃性。
[0159] 4.评估不燃性
[0160] 根据化94垂直燃烧测试测量吸音隔音材料的不燃性。
[0161] 5.评估吸音性质
[0162] 根据ISO 354方法测量吸音隔音材料的吸音性质。
[0163] 6.评估透气性
[0164] 1)评估方法
[0165] 将测试样品安装在弗雷泽型(Frazier-type)测试仪上,并测量垂直流过测试样品 的空气量。空气通过的测试样品的面积为5cm2,且将施加的压力设定为125帕斯卡(Pa)。
[0166] 测试实施例1.根据耐热纤维比较吸音隔音材料的性质
[0167] 在测试实施例1中,比较用不同的耐热纤维纱线制备的吸音隔音材料的物理性质。 通过如实施例1所描述的针刺过程制备具有300g/m2的密度和6mm的厚度的第一非织造物, 将它们浸入粘结剂溶液中,干燥它们然后模制,形成内部吸音隔音层。使用具有2旦尼尔细 度和51mm长度的纱线制备非织造物,在表1中对其进行了描述。
[0168] 至于外部吸音隔音层,使用了通过如实施例1的针刺过程制备的具有120g/V的密 度和2mm厚度的第二非织造物。通过如实施例1所描述的将外部吸音隔音层堆叠在内部吸音 隔首层的两侧上制备吸首隔首材料。
[0169] 如上所述测量制备的吸音隔音材料的物理性质。测量用不同的耐热纤维制备的吸 音隔音材料的性质的结果示于表1和表2中。
[0170] [表 1]
[0171]
[0172] [表 2]
[0173]
[0174]
[0175] 如从表1和表2看出,本发明所呈现的所有使用具有25%或更高的极限氧指数和 150°C或更高的耐热溫度的耐热纤维制备的吸音隔音材料表现出令人满意的耐热性、耐久 性、阻燃性、不燃性和吸音性质。因此,确认可W将称为超级纤维的常见的耐热纤维用作根 据本发明的吸音隔音材料的非织造物的材料。
[0176] 测试实施例2.根据非织造物的密度比较吸音隔音材料的性质
[0177] 在测试实施例2中,使用具有不同密度的第一非织造物W与实施例1相同的方式制 备吸音隔音材料。制备的吸音隔音材料的吸音性质示于图5中。
[017引如从图5看出,使用具有600g/m2密度的第一非织造物比使用具有300g/m 2密度的非 织造物时的吸音隔音材料的吸音性能优异。
[0179] 测试实施例3.评估吸音隔音材料的物理性质
[0180] 在测试实施例3中,根据将热固性粘结剂施加到由耐热纤维形成的非织造物的方 法比较吸音隔音材料的性质。
[0181] 也就是说,比较通过将热固性粘结剂浸溃到第一非织造物中形成内部吸音隔音层 制备的吸音隔音材料(实施例1)、由第一非织造物形成的吸音隔音材料(比较例1)和通过将 热固性粘结剂涂覆在第一非织造物上制备的吸音隔音材料(比较例2)的吸音率。由非织造 物形成的吸音隔音材料(比较例1)、通过将热固性粘结剂涂覆在非织造物的表面上制备的 吸音隔音材料(比较例2)和使用将热固性粘结剂浸溃到非织造物内的内部吸音隔音层制备 的吸音隔音材料(实施例1)的吸音率的测量结果示于表3中。
[0182] [表 3]
[0183]
[0184]
[0185] 从表3看出,与其中将未浸溃有热固性粘结剂的非织造物用作非织造物的比较例1 相比,根据本发明的吸音隔音材料在所有频率范围内示出优异的吸音率。相反,使用了其中 将热固性粘结剂涂覆在非织造物上的比较例2的吸音隔音材料在400-5000化频率范围内示 出了比非织造物(比较例1)低的吸音率。
[0186] 测试实施例4.评估吸音隔音材料的耐热性能
[0187] 在测试实施例4中,评估实施例1、比较例1和比较例3中制备的吸音隔音材料的隔 热性能。在从每种吸音隔音材料的25mm厚的样品的一侧施加 ΙΟΟΟΓ的热5分钟之后,在样品 的相对侧上测量溫度。
[018引对于实施例1的表面层,在吸音隔音材料的相对侧上测量的溫度是250°C,W及对 于比较例1的吸音隔音材料,是35(TC。因此,确认其中浸溃热固性树脂的本发明的吸音隔音 材料表现出改善的隔热性质。与此相反,一施加 ΙΟΟΟΓ的溫度的热,比较例3的浸溃热塑性 树脂的吸音隔音材料就烙化和变形。
[0189] 因此,可W看出本发明的吸音隔音材料具有非常优异的隔热性质。
[0190] 测试实施例5.比较与侣隔热板的隔热性能
[0191] 在测试实施例5中,比较实施例1的吸音隔音材料与侣隔热板的隔热性能。在25(TC 的溫度下从吸音隔音材料W及隔热板的一侧施加相同的热量的同时,随时间测量相对侧的 溫度。结果示于图6中。
[0192] 从图6看出,根据本发明的吸音隔音材料示出较好的隔热性能,耐热溫度与侣隔热 板相比优秀至少irc。
[0193] 测试实施例6.根据粘结剂含量比较吸音隔音材料的性质
[0194] W与实施例1相同的方式制备吸音隔音材料。干燥浸溃环氧树脂的第一芳绝非织 造物W具有不同的最终的粘结剂含量。将粘结剂含量表示为基于100重量份的干燥非织造 物包含在吸音隔音材料中的粘结剂的重量份。
[0195] 利用不同粘结剂含量制备的吸音隔音材料的机械性质和吸音率的比较结果示于 表4和表5中。
[0196] [表 4]
[0197]
[0200] 从表4和表5看出,当与未浸溃有粘结剂的非织造物相比时,由于将粘结剂浸溃到 非织造物中,吸音率得到改善。另外,确认利用粘结剂含量可W控制吸音隔音材料的吸音 率。
[0201] 测试实施例7.根据粘结剂比较吸音隔音材料的性质
[0202] W与实施例1相同的方式制备吸音隔音材料,其中,基于100重量份的第一芳绝非 织造物,浸溃了 50重量份的粘结剂。将表6中描述的树脂用作粘结剂。
[0203] 利用不同粘结剂制备的吸音隔音材料的机械性质和吸音率的比较结果示于表6 中。
[0204] [表6]
[0205]
【主权项】
1. 一种吸音隔音材料,包含: 内部吸音隔音层,所述内部吸音隔音层包括含有30-100Wt%的耐热纤维的第一非织造 物和存在于与所述第一非织造物相同的层中并维持所述非织造物内部的三维结构的粘结 剂;以及 外部吸音隔音层,所述外部吸音隔音层包括含有30-lOOwt%的耐热纤维的第二非织造 物, 其中,所述外部吸音隔音层堆叠在所述内部吸音隔音层的一侧或两侧上。2. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,通过粘合剂、热或压力实现所述内部吸 音隔音层和所述外部吸音隔音层之间的堆叠。3. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,将粘合剂涂覆在所述外部吸音隔音层的 一侧上,然后通过使涂覆粘合剂的所述一侧与所述内部吸音隔音层接触来堆叠所述外部吸 音隔音层。4. 根据权利要求3所述的吸音隔音材料,其中,用于所述内部吸音隔音层和所述外部吸 音隔音层之间的所述堆叠的所述粘合剂是包含在所述第一非织造物中的所述粘结剂。5. 根据权利要求4所述的吸音隔音材料,其中,所述粘合剂是热固性树脂。6. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,构成所述第一非织造物或所述第二非织 造物的所述耐热纤维具有25%或更大的极限氧指数(LOI)和150°C或更高的耐热温度。7. 根据权利要求6所述的吸音隔音材料,其中,所述耐热纤维是选自由以下组成的组中 的一种或多种:芳纶纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化聚丙烯腈(ΟΧΙ-PAN)纤维、聚酰亚胺 (PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚酮 (PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维和陶瓷纤维。8. 根据权利要求7所述的吸音隔音材料,其中,所述耐热纤维是芳纶纤维。9. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,所述第一非织造物或所述第二非织造物 由具有1-15旦尼尔细度的芳纶纤维形成并且是具有3-20mm厚度的单层非织造物。10. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,所述第一非织造物或所述第二非织造 物具有100_2000g/m2的密度。11. 根据权利要求10所述的吸音隔音材料,其中,所述非织造物具有200-1200g/m2的密 度。12. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,所述内部吸音隔音层由单层或多层形 成。13. 根据权利要求1所述的吸音隔音材料,其中,包含在所述内部吸音隔音层中的所述 粘结剂是热固性树脂。14. 根据权利要求5或13所述的吸音隔音材料,其中,所述热固性树脂是环氧树脂。15. 根据权利要求14所述的吸音隔音材料,其中,所述环氧树脂是选自由以下组成的组 中的一种或多种环氧树脂:双酚A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油 醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酸A二缩水甘油醚 聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树 脂。16. 根据权利要求1至13中任一项所述的吸音隔音材料,其中,所述吸音隔音材料被模 制成以具有对应于被施用有所述吸音隔音材料的物体的三维形状。17. 根据权利要求16所述的吸音隔音材料,其中,所述吸音隔音材料用于车辆。18. -种根据权利要求1所述的吸音隔音材料的制备方法,包括: a) 将包含30-lOOwt %的耐热纤维的第一非织造物浸入粘结剂溶液中; b) 通过干燥所述第一非织造物形成内部吸音隔音层(1);以及 c) 通过将包含30-lOOwt%的耐热纤维的第二非织造物堆叠在所述内部吸音隔音层(1) 的一侧或两侧上来形成外部吸音隔音层(2',2〃)。19. 根据权利要求18所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述方法进一步包括在c) 之后的d)在高温下模制所述吸音隔音材料。20. 根据权利要求18所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,在70-200°C的温度下进行 b)中的干燥,并且基于100重量份的所述非织造物,通过所述干燥形成的所述内部吸音隔音 层包含1-300重量份的粘结剂。21. 根据权利要求18所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,通过粘合剂、热或压力来 实现c)中的堆叠。22. 根据权利要求21所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述堆叠通过以下进行: 在所述第二非织造物的一侧上涂覆粘合剂,然后使涂覆所述粘合剂的所述一侧与所述内部 吸音隔音层接触。23. 根据权利要求22所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述粘合剂是包含在所述 第一非织造物中的粘结剂。24. 根据权利要求23所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述粘合剂是热固性树 脂。25. 根据权利要求18所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,构成所述第一非织造物或 所述第二非织造物的所述耐热纤维具有25%或更大的极限氧指数(LOI)和150°C或更高的 耐热温度。26. 根据权利要求25所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述耐热纤维是选自由以 下组成的组中的一种或多种:芳纶纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化聚丙烯腈(ΟΧΙ-PAN)纤 维、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE) 纤维、聚酮(PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维和陶瓷纤维。27. 根据权利要求25所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述耐热纤维是具有1-15 旦尼尔细度和20-100mm纱线长度的芳纶纤维。28. 根据权利要求18所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述第一非织造物或所述 第二非织造物具有3-20_的厚度和100-2000g/m 2的密度。29. 根据权利要求28所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述第一非织造物或所述 第二非织造物是通过针刺具有1-15旦尼尔细度的耐热芳纶纤维形成的具有3-20mm厚度的 芳纶非织造物。30. 根据权利要求29所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,通过连续进行上下针刺、 下上针刺和上下针刺来形成所述非织造物。31. 根据权利要求29所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,利用30-350次/m2的针刺冲 程来形成所述非织造物。32. 根据权利要求18或19所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述粘结剂溶液包含 1 -60wt %的粘结剂、0 · 1 -1 Owt %的固化剂、0 · 01 -5wt %的催化剂、1 -40wt %的添加剂以及余 量的溶剂。33. 根据权利要求32所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述粘结剂溶液包含1-30wt %的粘结剂、0 · 1 -1 Owt %的固化剂、0 · 01 -5wt %的催化剂、1 -30wt %的阻燃剂以及40-95wt%的溶剂。34. 根据权利要求33所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述粘结剂是热固性树 脂。35. 根据权利要求24或34所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述热固性树脂是环 氧树脂。36. 根据权利要求35所述的吸音隔音材料的制备方法,其中,所述环氧树脂是选自由以 下组成的组中的一种或多种:双酸A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酸AD二缩水甘油 醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酸A二缩水甘油醚 聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树 脂。37. 根据权利要求18至31、33、34和36中任一项所述的吸音隔音材料的制备方法,其中, 所述吸音隔音材料用于车辆。38. -种用于减少噪音产生装置的噪音的方法,包括: i) 检查噪音产生装置的三维形状; ii) 制备和模制根据权利要求1至13中任一项所述的吸音隔音材料,以部分或完全对应 于所述装置的三维形状;以及 iii) 使所述吸音隔音材料邻近所述噪音产生装置。39. 根据权利要求38所述的用于减少噪音产生装置的噪音的方法,其中所述装置是电 动机、发动机或排气系统。40. 根据权利要求39所述的用于减少噪音产生装置的噪音的方法,其中通过以下使所 述吸音隔音材料邻近所述噪音产生装置:将所述吸音隔音材料附着到所述噪音产生装置, 以距离所述噪音产生装置一定距离来设置所述吸音隔音材料,或将所述吸音隔音材料模制 为所述噪音产生装置的部件。
【文档编号】B32B5/26GK105848875SQ201480070028
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年4月3日
【发明人】金槿英
【申请人】现代自动车株式会社