一种车用高发泡隔音材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明专利涉及一种汽车隔音材料的制备方法，主要涉及石墨烯为填料，EPDM为 改性料的高性能EVA发泡阻尼材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 如何降低车内噪声，是汽车制造行业努力的目标，其中在焊装汽车时钣金与钣金 之间会留下加大空隙，如车门、车柱等地方，在汽车行驶时，容易造成噪声，需要进行密封和 阻隔噪音；目前，汽车用的材料主要是多层复合结构的高发泡橡塑材料，多层的高发泡橡塑 材料制造工艺复杂，成本高，而且各层之间由于热膨胀系数不同，在发泡过程中，会相互制 约，影响发泡倍率，出现层与层之间剥离的现象，使得空隙不能填满，影响整体的隔音效果， 降低产品性能;开发低成的、具有自粘功能的高性能发泡材料，成为汽车材料行业亟待解决 的问题。
[0003] 三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯以及少量的第三单体共聚而成的橡胶，它的 主链上是由化学稳定的饱和烃组成，只是在侧链中含有不饱和双键，分子内无极性取代基， 分子内聚能低，分子链在较宽的温度范围内保持柔性。因而具有优异的化学稳定性，耐老化 性、耐化学药品性、电绝缘性和低温性能，以及耐热水性能等;为此，EPDM在橡胶制品工业中 获得越来越广泛的应用，主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘等领域，如用于汽 车零件、电器制品、工业制品、建筑材料和家庭用品及塑料改性剂等许多方面。
[0004] 石墨烯作为一种新型纳米碳材料，具有优异的力学性能(弹性模量高达lTpa)、优 异的导电和导热性能，以及独特的二维结构;本发明发现其独特的二维形态以及纳米尺度， 在高发泡材料内部引入更多的界面，对泡孔能起到支撑作用，同时在变形的过程中产生更 多的能量耗散，能够显著的提升材料的隔音性能。
[0005] 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是由非极性、结晶性的乙烯单体与强极性、非结晶 性的醋酸乙烯酯单体，经引发剂引发，高压本体聚合而成的热塑性树脂。乙烯-醋酸乙烯酯 共聚物发泡材料具有比重轻、柔软、减震、无毒、耐化学药品等优点，广泛用于运动鞋底、箱 包内衬、保温材料、隔音材料等的制造;作为轻质材料的使用，EVA发泡材料依然存在易变 形，抗撕裂性低，回弹性能不够高等缺陷，从而限制了它的使用;开发密度低，柔软抗震，同 时具有高回弹性能和优异的压缩永久变形性能的新型EVA基复合发泡材料，具有重要意义。
[0006] 本专利将纳米改性技术与聚合物共混改性技术结合起来，制备了综合性能优异的 车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料的配 方：由乙稀-乙酸乙稀树脂、三元乙丙橡胶、发泡剂、气相二氧化娃、功能化石墨稀、发泡剂促 进剂、填充剂、过氧化交联剂和增塑剂组成。
[0008] 所述的一种车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料，组成按照重量份数 计算，包括：
[0009] 乙烯-乙酸乙烯树脂 50~80份；
[0010] 三元乙丙橡胶 20~50份；
[0011] 发泡剂 2~20份；
[0012] 气相二氧化硅 5~10份；
[0013] 发泡剂促进剂 0.5~5份；
[0014] 填充剂 5~10份；
[0015]功能化石墨烯 5~10份；
[0016] 交联剂 0.1~0.5份。
[0017] 进一步地，所述的车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料，组成按照重量 份数计算为:还包括〇. 5~1份的增塑剂。
[0018] 本发明所述乙烯-乙酸乙烯树脂的VA量在14wt%~28wt%之间，VA质量分数在 14wt %~28wt %之间的EVA作为主体树脂，其弹性很好，有利于EVA发泡倍率的提高。
[0019] 本发明所述的三元乙丙橡胶门尼粘度42、碘值12、乙烯含量52%;门尼粘度在30-50之间，乙烯含量在40 % -60 %的三元乙丙橡胶更有利于发泡。
[0020] 本发明所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺系列发泡剂。
[0021 ]本发明所述的气相二氧化硅比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、 分散性能好等方面具有特异的性能，可作为车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材 料的抗流挂剂和增稠剂。
[0022] 本发明所述的发泡剂促进剂为氧化锌粉或硬脂酸锌粉。
[0023] 本发明所述的填充剂为纳米碳酸钙或滑石粉。
[0024] 本发明专利所采用的石墨烯具有独特的二维片层结构，由于其极高的径厚比、表 现出柔软的形态，其在外力作用下易于产生形变，石墨烯之间的大面积解簇和相对滑移变 形能够产生能量耗散。
[0025] 石墨烯为采用机械球磨法制备得到的石墨烯，石墨烯的制备方法主要包括以下两 种方法为：
[0026]方法一：以天然石墨粉为原料，称取150_200g石墨粉于2或者4只球磨罐中，球磨时 间为120h~240h、球磨速度为300r/min~600r/min，球磨运行方式:交替，球磨结束后，得到 的固体粉末为石墨烯。
[0027]方法二：与方法一球磨机参数设置、操作相同，不同的是以氧化石墨为原料，称取 150_200g石墨粉于2或者4只球磨罐中，球磨时间为80h~150h、球磨速度为300r/min~ 600r/min，球磨运行方式:交替，球磨结束后，得到的固体粉末为石墨稀。
[0028] 上述制备过程中，球磨机型号为XQM-2L，聚四氟乙烯罐2000ml，两只，玛瑙罐 2000ml，两只，球磨机转速100-800r/min，球磨运行方式:交替，运行时间与运行间隔时间比 (1 ~10):1〇
[0029] 制备功能化石墨烯的方法如下：
[0030] 称取石墨烯溶于DMF中，超声分散，在磁力搅拌下缓慢加入NaBH4，NaBH4与石墨烯的 质量比为1:8,再加入引发剂ΒΡ0(过氧化二苯甲酰），过氧化二苯甲酰的加入量为石墨烯重 量的1-2%，加完之后继续反应3~4h，过滤，干燥后制备得到功能化的石墨烯。
[0031] 本发明专利所述的增塑剂，添加一定量的增塑剂，插入到高聚物分子链之间，消弱 分子间作用力，增大高聚物分子链之间的距离和活动空间，提高EVA复合材料的塑性，为邻 苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸丁卞酯。
[0032] 本发明专利所述的交联剂为过氧化二异丙苯。
[0033] 本发明专利按照上述的配方，制备过程如下：将乙烯-乙酸乙烯树脂、三元乙丙橡 胶、气相二氧化硅、填充剂、功能化石墨烯、增塑剂在密炼机中混炼(l〇min，85°C，转速30转/ min);将发泡剂、发泡剂促进剂、交联剂加入上述混炼胶中继续混炼（lOmin，85°C，转速30 转/min )，将上述混炼胶出片。
[0034] 本发明专利所具有的而技术优点主要体现在以下方面:功能化石墨烯与聚合物基 体具有非常好的溶解性，与聚合物基体间界面滑移造成的摩擦损耗，有效的造成能量耗散， 能够有效的降低车内噪声污染。
【具体实施方式】
[0035] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步解释。
[0036] (1)打开密炼机，设定温度为80~85°C。
[0037] (2)倒入称取好的乙烯-乙酸乙烯树脂、三元乙丙橡胶、气相二氧化硅、填充剂、功 能化石墨稀、增塑剂，混炼lOmin。
[0038] (3)倒入称取好的发泡剂、发泡剂促进剂、交联剂，混炼1 Omin。出料。
[0039] (4)将上述制备混炼胶放入磨具中进行压片，再出片。
[0040] 表一具体实施例1~4
[0041]
[0042]表二一种车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料发泡倍率
[0043] (160°C，20min范围内）
[0044]
[0045]表三一种车用EPDM/石墨烯/EVA基纳米复合发泡隔音材料的损耗因子 [0046]
【主权项】
1. 一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，组成按照重量份数计算，包括： 己插-己酸己締树脂 50~80份; S元己丙:橡胶 孤~50份； 发泡剂 2~20份； 气相二氧化娃 5~10份； 发泡剂促进剂 0J~5份:； 填充剂 5~10汾； 功能化石墨嫌 5~.]0汾； 变獻剤 化1~0:.5份。2. 如权利要求1所述的一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，其组成按照重量份数计 算，还包括0.5~1份的增塑剂。3. 如权利要求1所述的一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，所述乙締-乙酸乙締树 脂的VA量在14wt %~28wt %之间，VA质量分数在14wt %~28wt %之间的EVA作为主体树脂， 其弹性很好，有利于EVA发泡倍率的提高;所述的Ξ元乙丙橡胶口尼粘度42、舰值12、乙締含 量52% ; Π 尼粘度在30-50之间，乙締含量在40%-60%的Ξ元乙丙橡胶更有利于发泡。4. 如权利要求1所述的一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，所述的发泡剂为偶氮二 甲酯胺系列发泡剂。5. 如权利要求1所述的一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，所述的气相二氧化娃作 为车用高发泡隔音材料的抗流挂剂和增稠剂。6. 如权利要求1所述的一种车用高发泡隔音材料，其特征在于，所述的发泡剂促进剂为 氧化锋粉或硬脂酸锋粉。7. 如权利要求1所述的一种车用石墨締 EVA高发泡隔音材料，其特征在于:所述的填充 剂为纳米碳酸巧或滑石粉。8. 如权利要求1所述的一种车用石墨締 EVA高发泡隔音材料，其特征在于功能化石墨締 按照W下方法制备:称取石墨締溶于DMF中，超声分散，在磁力揽拌下缓慢加入化肌4,化肌4 与石墨締的质量比为1:8,再加入引发剂BP0(过氧化二苯甲酯），过氧化二苯甲酯的加入量 为石墨締重量的1-2%，加完之后继续反应3~地，过滤，干燥后制备得到功能化的石墨締。9. 如权利要求1所述的一种车用石墨締 EVA高发泡隔音材料，其特征在于:所述的增塑 剂为邻苯二甲酸二辛醋或邻苯二甲酸下卞醋;所述的交联剂为过氧化二异丙苯。10. 如权利要求1所述的一种车用石墨締 EVA高发泡隔音材料的制备方法，其特征在于 具体步骤如下：将乙締-乙酸乙締树脂、Ξ元乙丙橡胶、气相二氧化娃、填充剂、功能化石墨 締、增塑剂在密炼机中混炼lOmin，混炼溫度85°C，转速30转/min;将发泡剂、发泡剂促进剂、 交联剂加入上述混炼胶中继续混炼lOmin，混炼溫度85°C，转速30转/min，将上述混炼胶出 片。
【专利摘要】本发明涉及一种汽车隔音材料的制备方法，主要涉及石墨烯为填料，EPDM为改性料的高性能EVA发泡阻尼材料及其制备方法。制备过程如下：将乙烯-乙酸乙烯树脂、三元乙丙橡胶、气相二氧化硅、填充剂、功能化石墨烯、增塑剂在密炼机中混炼(10min，85℃，转速30转/min)；将发泡剂、发泡剂促进剂、交联剂加入上述混炼胶中继续混炼(10min，85℃，转速30转/min)，将上述混炼胶出片。本发明所具有的而技术优点主要体现在以下方面：功能化石墨烯与聚合物基体具有非常好的溶解性，与聚合物基体间界面滑移造成的摩擦损耗，有效的造成能量耗散，能够有效的降低车内噪声污染。
【IPC分类】C08L23/16, C08K3/36, C08K9/02, C08L23/08, C08K3/04, C08K13/06, C08J9/10, C08K3/26
【公开号】CN105566732
【申请号】CN201510855227
【发明人】陶宇, 翁亚楠, 方建波, 杨超, 陶瑜骁
【申请人】常州碳润新材料科技有限公司, 常州大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月30日