专利名称：一种车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种隔音阻尼降噪片材及其制备方法，更具体地说涉及一种车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制备方法。
背景技术：
随着中国国民经济的发展，人民生活水平越来越高，轿车将成为中国一个新的消费热点，近几年，国内轿车的消费量和生产量增长率超过了30％，比同年的国民生产总值的年增长率高二十多个百分点。但是中国的轿车生产技术水平同国外相比还有很大的差距。这个差距的一个重要方面就表现在国内在新材料新技术的大量推广应用上。因此，我们应该紧紧瞄准国外轿车用新材料新技术，减小差距，使我国的轿车生产技术水平上一个台阶。
提高轿车舒适性、安全性以及轿车轻量化是轿车工业技术发展的三大推动力，国外各大汽车公司竞相推出新技术来提高轿车行驶的安全性和舒适性，其中十分重要的措施是新材料技术的应用。
震动噪声是影响轿车舒适性的重要问题，如何采取有效的隔音降噪技术，是减少车内噪声，提高整车舒适性的重要途径。由于噪声问题的严重性，人们普遍将汽车隔音降噪技术放在汽车产品开发过程中一个十分重要的位置，汽车隔音降噪水平是衡量一个国家汽车制造技术水平的重要标志之一。因此国内外十分重视轿车隔音降噪技术的研究与开发。
用于轿车地毯下隔音隔热降噪垫是一类重要的隔音降噪产品，它由降噪阻尼片材与聚氨酯泡沫层共同组成的复合吸音、隔音、阻尼减震体系，达到隔音减震功能。其中，阻尼片材主要起隔音阻尼作用，开孔结构的聚氨酯泡沫层主要起吸音缓冲作用。一般而言，降噪阻尼片材的传音损失值可根据每单位面积的材料质量(单位kg/m2)来定义，单位面积的材料质量越大，隔音隔热效果越好，也就是说，片材的比重越大，其隔音隔热效果就越好。目前主要有三类沥青阻隔片材是一种沥青为连续项的大量无机物填充的片材。该片材阻隔型好，但材料强度低，无法成型，多用于卡车或轿车较平整的地板，该材料是目前国内主要的车用阻隔片材。
PVC基软质阻隔片材该材料是一种用无机物填充且用增塑剂增塑的PVC的热塑性阻隔软质片材，由于PVC树脂本身比重较大，可以很方便地制备高比重的片材，但是这种材料存在着两大缺陷其一，低分子的增塑剂很容易析出，这会大大降低片材的机械性能，并且在片材浇注软质聚氨酯泡沫层时两种材料不能有效的粘结；其二，这种片材的不易回收，不环保，燃烧时会放出大量有害的氯化氢气体，并且产生致癌物质。
无机物填充的隔音片材该片材是一种以无机物填充乙烯基聚合物而得的降噪阻尼隔热片材。中国专利CN1583864A公开了一种轿车用隔音阻尼降噪片材的制备方法，但是隔音降噪效果不突出。这种隔音片材的一般生产工艺是先用同向双螺杆挤出机造粒，再用单螺杆塑化挤出片材，其缺点是其一、由于无机填充量大，通用的工艺是先用同向双螺杆挤出机造粒，再用单螺杆塑化挤出片材，因粒子易吸潮，难干燥，使得单螺杆挤出机抽真空处易跑料，挥发物抽不干净，挤出不稳定，产品表面有水丝；其二.由于无机填充量大，通用生产工艺，单螺杆挤出机由于必顺具备塑化功能，长径比大，物料流动性差，制得的片材厚度不均匀，电动机负荷大，设备磨损大，不能生产宽幅的产品；另外其工艺流程也较为复杂。
因此，开发一种隔音降噪性能好的轿车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其方法势在必行。
发明内容
本发明解决了上述现有技术中存在的问题和不足，提供了一种车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制备方法，本发明的片材隔音降噪效果优良，制备方法可直接挤出降噪阻尼隔热片材，不需要成粒干燥。
本发明是通过以下技术方案实现的本发明的车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体树脂、偶联剂、润滑剂，另外原料中还包含有高模量材料，所述的高模量材料为莫氏硬度不小于6的粉体材料，所述的高模量材料优选三氧化二铝、还原铁粉或碳化硅中的一种或其组合。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，其反射声音的作用越强，其隔音效果就越好。
本发明的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其原料中各组分重量百分比优化为聚乙烯基体树脂14％～65％，偶联剂0.4％～1.5％，润滑剂0.4％～0.8％，高模量材料10％～70％，无机填料0％～70％，抗氧剂0～0.5％，稀释分散剂0～0.6％；所述的原料中各组分重量百分比更进一步优化为聚乙烯基体树脂15％～65％，偶联剂0.4％～1.5％，润滑剂0.4％～0.8％，高模量材料10％～60％，无机填料20％～60％，抗氧剂0.10％～0.5％，稀释分散剂0.3％～0.6％。另外本发明的片材所述的原料中还可含有重量百分比的色母粒或色粉0.04％～1.0％。
所述的聚乙烯基体树脂为各种规格的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、线性低低密度聚乙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体中的一种、几种的混合物或者几种共混改性物；所述的无机填料为粒径在25μm以下的超细或纳米级的碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、玻璃微珠、石英砂中的一种或几种的混合物；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物；所述的润滑剂为硬脂酸、聚乙烯腊、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物；所述的抗氧剂为烷基化单酚类抗氧剂、硫代双酚类抗氧剂中的一种或几种的混合物；所述的稀释分散剂为白油。其中所述的钛酸酯偶联剂优选为三异脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯或四异丙基(二辛基亚磷酸酯)；所述的硅烷类偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三过氧叔丁基硅烷；所述的烷基化单酚类抗氧剂优选为抗氧剂CA、抗氧剂2246、抗氧剂1010或抗氧剂330；所述的硫代双酚类抗氧剂优选为抗氧剂300、抗氧剂736、抗氧剂2246-S或抗氧剂4426-S。抗氧剂CA为1，1，3-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基)丁烷、抗氧剂2246为2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸)]季戊四醇，抗氧剂300为4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、抗氧剂736为4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)、抗氧剂2246-S为2，2’-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)。
本发明的上述车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，主要包括原料混合、挤出、通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切工序，所述的挤出工序为用双阶式即双单螺杆挤出片材机组进行塑化挤出，这样就不需要造粒干燥可直接塑化并挤出片材。
上述片材的制备方法，其步骤如下A)先将按比例配好的各种原料进行高速混合升温至40-70℃；B)然后进入双阶式即双单螺杆片材挤出机组生产线进行挤出；C)然后通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切，制备隔音隔热降噪片材。
本发明的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，其步骤进一步优化如下A)先将按比例配好的无机填料及高模量材料与偶联剂、润滑剂、抗氧剂、稀释分散剂进行高速混合升温至40-70℃后，冷却至常温；B)再将其与高分子基体树脂及其它辅助材料高速混合后，进入双阶式即双单螺杆片材挤出机组生产线进行挤出；C)然后通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切，制备隔音隔热降噪片材。
上述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法中，其原料进入双阶式片材挤出机组挤出时，工艺参数如下双螺杆料筒温度第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℃；过度区温度130～200℃；单螺杆料筒温度第1段130～200℃，第2段130～200℃；网区温度130～200℃；联结区温度130～200℃；双螺杆转速150～450转/分钟；单螺杆转速5～45转/分钟。
本发明有益效果如下本发明车用高模量填充隔音阻尼降噪片材在配方体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，本发明的片材真空吸塑热成型性能优良，同聚氨酯软泡有很好的粘结性能，在-40℃-40℃的条件下，贮存六个月不脱落，进行声音衰减试验，声音衰减可达58.2％。
本发明的生产工艺中，双阶式(双单螺杆)高填充片材挤出生产线的双阶式挤出机组中，同向双螺杆挤出机长径比较大，作用是塑化，可以使热的、塑化好的物料直接进入单螺杆挤出机，不需要成粒干燥，直接挤出降噪阻尼隔热片材。同时生产工艺简单，挤出生产稳定，片材厚度均匀，机电负荷和设备磨损小，成本低，有很好的经济效益，并且可以根据需要生产宽幅的产品。
图1是本发明的优选工艺流程示意2是本发明的工艺流程示意图具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例，降噪阻尼片材的传音损失值可根据每单位面积的材料质量(单位kg/m2)来定义，单位面积的材料质量越大，隔音隔热效果越好，也就是说，片材的比重越大，其隔音隔热效果就越好；实施例中所使用的原材料产品及生产单位见表2，工艺设备见表1。
实施例1分别按以下表3中各原料组份准确称取各原料待用，先将无机填料、高模量材料、润滑剂、偶联剂、抗氧剂和稀释分散剂加到高速混合机(型号为SHR-100A)中高速混合升温至70℃后，经冷却至常温，再将其与聚乙烯基体树脂高速混合后，用STJ80/180双阶式(双单螺杆)挤出片材机组挤出，其工艺参数如下双螺杆料筒温度第1段115℃，第2段125℃，第3段135℃，第4段140℃，第5段150℃，第6段160℃；过度区温度160℃；单螺杆料筒温度第1段160℃，第2段160℃；网区温度160℃；联结区温度160℃；双螺杆转速300转/分钟；单螺杆转速20转/分钟。然后通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切，制备隔音隔热降噪片材，片材尺寸为1500*1000*1.5，单位mm.经检测得知该片材的直角撕裂强度为25N/mm，密度为1.28g/cm3。真空吸塑热成型性能优良，同聚氨酯软泡有很好的粘结性能，在-40℃-40℃的条件下，贮存六个月不脱落，进行声音衰减试验，声音衰减32.8％。
实施例2按以下表3中指定的原料各组分配比重复实施例1的方法，并在表3中列出了结果。
实施例3按以下表3中指定的原料各组分配比重复实施例1的方法，但其挤出时工艺参数如下双螺杆料筒温度第1段125℃，第2段135℃，第3段140℃，第4段150℃，第5段155℃，第6段165℃；过度区温度165℃；单螺杆料筒温度第1段165℃，第2段170℃；网区温度170℃；联结区温度170℃；双螺杆转速250转/分钟；单螺杆转速25转/分钟，并在表3中列出了结果。
实施例4按以下表3中指定的原料各组分配比重复实施例3的方法，原料中增加了辅助材料色母料，并在表3中列出了结果。
实施例5按实施例2原料各组分配比，重复实施2的方法，不同的是原料混合时将所有原料一起加到高速混合机(型号为SHR-100A)中高速混合升温至69℃后，然后直接用STJ80/180双阶式(双单螺杆)挤出片材机组挤出。测试结果声音衰减34.1％。
对比例1用1250目的硫酸钡代替三氧化二铝，其它同实施例1，测试结果声音衰减为23.8％，效果明显差于本发明的轿车用高模量填充隔音阻尼降噪片材。
表1
表2
表3
权利要求
1.一种车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体树脂、偶联剂、润滑剂，其特征在于原料中还包含有高模量材料，所述的高模量材料为莫氏硬度不小于6的粉体材料。
2.根据权利要求1所述的车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为三氧化二铝、还原铁粉或碳化硅中的一种或其组合。
3.根据权利要求2所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于原料中各组分重量百分比为聚乙烯基体树脂14％～65％，偶联剂0.4％～1.5％，润滑剂0.4％～0.8％，高模量材料10％～70％，无机填料0％～70％，抗氧剂0～0.5％，稀释分散剂0～0.6％。
4.根据权利要求3所述的车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组分重量百分比为聚乙烯基体树脂15％～65％，偶联剂0.4％～1.5％，润滑剂0.4％～0.8％，高模量材料10％～60％，无机填料20％～60％，抗氧剂0.10％～0.5％，稀释分散剂0.3％～0.6％。
5.根据权利要求4所述的车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还可含有重量百分比的色母粒或色粉0.04％～1.0％。
6.根据权利要求3或4所述的车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体树脂为各种规格的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、线性低低密度聚乙烯、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体中的一种、几种的混合物或者几种共混改性物；所述的无机填料为粒径在25μm以下的超细或纳米级的碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、玻璃微珠、石英砂中的一种或几种的混合物；所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂、硅烷类偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物；所述的润滑剂为硬脂酸、聚乙烯腊、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种的混合物；所述的抗氧剂为烷基化单酚类抗氧剂、硫代双酚类抗氧剂中的一种或几种的混合物；所述的稀释分散剂为白油。
7.根据权利要求6所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材，其特征在于所述的钛酸酯偶联剂为三异脂酰基钛酸异丙酯、三(二辛基磷酰氧基)钛酸异丙酯或四异丙基(二辛基亚磷酸酯)；所述的硅烷类偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或乙烯基三过氧叔丁基硅烷；所述的烷基化单酚类抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂2246、抗氧剂1010或抗氧剂330；所述的硫代双酚类抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂736、抗氧剂2246-S或抗氧剂4426-S。
8.根据权利要求1所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，主要包括原料混合、挤出、通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切工序，其特征在于所述的挤出工序为用双阶式即双单螺杆挤出片材机组进行塑化挤出。
9.根据权利要求8所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，其特征在于步骤如下A)先将按比例配好的各种原料进行高速混合升温至40-70℃；B)然后进入双阶式即双单螺杆片材挤出机组生产线进行挤出；C)然后通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切，制备隔音隔热降噪片材。
10.根据权利要求9所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，其特征在于步骤如下A)先将按比例配好的无机填料及高模量材料与偶联剂、润滑剂、抗氧剂、稀释分散剂进行高速混合升温至40-70℃后，冷却至常温；B)再将其与高分子基体树脂及其它辅助材料高速混合后，进入双阶式即双单螺杆片材挤出机组生产线进行挤出；C)然后通过T形模头、三辊压光、导辊冷却、切边、牵引、剪切，制备隔音隔热降噪片材。
11.根据权利要求9或10所述的车用高模量填充隔音阻尼降噪片材的制备方法，其特征在于原料进入双阶式片材挤出机组挤出时，其工艺参数如下双螺杆料筒温度第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℃；过度区温度130～200℃；单螺杆料筒温度第1段130～200℃，第2段130～200℃；网区温度130～200℃；联结区温度130～200℃；双螺杆转速150～450转/分钟；单螺杆转速5～45转/分钟。
全文摘要
本发明公开了一种车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制备方法。本发明的片材隔音降噪效果优良，制备方法可直接挤出降噪阻尼隔热片材，不需要成粒干燥，工艺简单。本发明的车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体树脂、偶联剂、润滑剂，其特征在于原料中还包含有高模量材料，所述的高模量材料为莫氏硬度不小于6的粉体材料。
文档编号C08J5/18GK1793211SQ20051002262
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者王东川, 钱时杰, 朱华平 申请人:丹阳市华东工程塑料有限公司