本发明属于汽车内饰零件加工技术，具体涉及一种汽车隔音垫及其制备方法和应用，尤其涉及一种低重量、高强度、隔音性能优良的汽车隔音垫及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着世界经济的快速发展，人民的生活水平的不断提高，汽车工业发展迅速，人们对汽车的要求不仅仅是造型优美的外观，而且对内部装饰的舒适度、功能性和抗噪性也有很高的要求，在汽车的行驶过程中，会有各种噪音传到车厢内，给驾乘人员造成噪音污染。因此，在汽车车厢内的车身钣金上一般会覆盖隔音垫来进行隔音。在现有技术中，隔音垫的重量重、价格高、利用率低、工艺繁琐等缺点成为瓶颈，制约着隔音垫的发展，且不能满足某些汽车对隔音垫的性能要求。cn101987511a公开了一种汽车隔音垫的生产方法，包括如下步骤：a、将热塑性毛毡材料铺放在烘箱网链上；b、将热塑性毛毡材料通过烘箱网链送入烘箱内进行烘温软化，所述烘箱上加热区温度为230～250℃，下加热区温度为310～330℃，烘温时间为255～285s；c、将经烘温软化后的热塑性毛毡进行压制冷却为半成品，压制冷却成型时，成型压力为16～17mpa，成型时间为90～110s；冷却温度为20～30℃；d、将压制冷却后的半成品进行定位，水刀切割，得到所需隔音垫；所述切割水压为40000～50000psi；切割气压为0.6～0.8mpa；e、经检验后，装箱入库。cn205573834u公开了一种环保汽车隔音垫，包括棉毡和粘结在棉毡上的硬质棉，在硬质棉和棉毡的连接边缘处还设有至少一个粘扣；在硬质棉和棉毡连接的边缘处设有包边结构；所述棉毡为再生阻燃纤维棉毡，构成材料包括丙纶纤维和纺织品废料。为控制制造成本，所述硬质棉大都采用服装边角料、普通棉纤维混纺而成。cn104723983a公开了一种汽车隔音垫及其制备方法，该隔音垫包括从下至上依次设置的饰面层、第一隔音层、混合纤维毡、第二隔音层和蜂窝底层，所述饰面层采用pc/abs合金材料，所述第一隔音层和第二隔音层均采用pp/pet复合短纤维，所述蜂窝底层的内壁上涂抹有无机纤维喷涂层，所述无机纤维喷涂层为植物纤维喷涂层，所述植物纤维喷涂层的厚度为20～35mm。现有技术中生产汽车隔音垫的工艺主要存在着以下问题：1、烘温后原材料收缩严重；2、生产工序上复杂化，也大幅度的增加了生产成本；3、声学性能调整复杂的问题；4、制备工艺需涂布粘结剂，不可避免地会产生有害物质，不环保；5、无法解决隔音垫重量重且隔音效果有限的问题。因此，开发出一种低重量、高强度、隔音性能优良，制备工艺简单，声学性能可调整，且安全环保的汽车隔音垫是非常有意义的。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汽车隔音垫及其制备方法和应用，该汽车隔音垫可以实现低重量、高强度、隔音性能优良、制备工艺简单、声学性能可调整且安全环保等有益效果。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：一方面，本发明提供一种汽车隔音垫，所述汽车隔音垫包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层。本发明所涉及的汽车隔音垫采用epdm、pe膜和热塑性回纺棉三种材料的组合方式，其中pe膜起到类似粘合剂的作用，但比传统粘合剂更加绿色环保以及更加牢固；epdm与热塑性回纺棉的组合方式能保证隔音垫在满足低重量、高强度的前提下，其隔音性能也十分优良。此处对于epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层各层的厚度以及重量比不做特别限定，可以根据实际应用的需求选择各层的厚度以及三者的重量比。例如，当更侧重于隔音性能时，可以设产品厚度为12mm，其中epdm层厚4mm，pe膜层厚0.1mm，热塑性回纺棉层厚7.9mm，三者重量比为120:1:30；当更侧重于低克重时，可以设产品厚度为8mm，其中epdm层厚2mm，pe膜层厚0.1mm，热塑性回纺棉层厚5.9mm，三者重量比为90:1:60；当更侧重于隔音性能与低克重相对均衡时，可以设产品厚度为10mm，其中epdm层厚3mm，pe膜层厚0.1mm，热塑性回纺棉层厚6.9mm，三者重量比为110:1:40。优选地，所述热塑性回纺棉包括pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。优选地，所述pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉的质量比为1:(1-3):(1-3)，例如1:1:1、1:1:2、1:1:3、1:2:1、1:2:2、1:2:3、1:3:1、1:3:2或1:3:3等。所述pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉的质量比选择在1:(1-3):(1-3)的范围内，使得最终制得的隔音垫产品具有更好的低重量、强隔音效果。另一方面，本发明提供一种如上所述的汽车隔音垫的制备方法，所述制备方法为：将吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层，然后进行蒸汽冲切，冷却成型，得到所述汽车隔音垫。本发明所涉及的汽车隔音垫的生产工序相对于现有技术简单易操作，产品一步成型，无需再利用冲断装置或水刀设备进行产品的切割，也大幅度地减少了生产成本；且整个生产过程没有有害物质产生，安全环保。优选地，所述制备方法包括如下步骤：(1)将epdm进行吸附成型；(2)将步骤(1)得到的吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层；(3)基于步骤(2)进行蒸汽冲切；(4)将步骤(3)得到的产品进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。在本发明中，步骤(1)所述将epdm进行吸附成型的方法为：先将epdm进行加热，然后将其置于吸附模具上进行吸附成型。优选地，所述加热的温度为270-330℃，例如270℃、280℃、290℃、300℃、310℃、320℃或330℃等。优选地，所述加热的时间为55-65s，例如55s、56s、57s、58s、59s、60s、61s、62s、63s、64s或65s等。优选地，所述吸附成型的时间为13-17s，例如13s、13.5s、14s、15s、15.5s、16s、16.5s或17s等。所述epdm进行吸附成型操作时，其加热温度、加热时间和吸附成型的时间都是特定选择的，在上述各条件的配合下，所述epdm才有更好的吸附成型效果，其对于最终产品的隔音性能具有重要的影响。在本发明中，步骤(2)所述蒸汽模具中的上模体连接蒸汽管道，其温度为140-180℃，例如140℃、150℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃等。优选地，所述蒸汽模具中的下模体连接冷却水管道。在本发明中，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时蒸汽保持35-45s，例如35s、36s、37s、38s、39s、40s、41s、42s、43s、44s或45s等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时真空延时45-55s，例如45s、46s、47s、48s、49s、50s、51s、52s、53s、54s或55s等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时真空保持25-35s，例如25s、26s、27s、28s、29s、30s、31s、32s、33s、34s或35s等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时的预压压力为150-190bar，例如150bar、155bar、160bar、165bar、170bar、175bar、180bar、185bar或190bar等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时的保压压力为150-190bar，例如150bar、155bar、160bar、165bar、170bar、175bar、180bar、185bar或190bar等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型时的微压压力为150-190bar，例如150bar、155bar、160bar、165bar、170bar、175bar、180bar、185bar或190bar等。优选地，步骤(3)所述进行蒸汽冲切成型的时间为110-130s，例如110s、115s、118s、120s、122s、125s、127s或130s等。所述进行蒸汽冲切时具体的操作大致为：当上述参数设置好后，首先先将吸附成型好的半成品epdm预埋于模具下模体，然后依次铺上pe膜和热塑性回纺棉；成型机下压，上模体开始喷蒸汽，pe膜软化，使热塑性回纺棉和epdm贴合；下模体通冷却水，为了避免模内温度过高烫坏材料表面。所述上模体的温度设置为140-180℃，此时pe膜软化后的粘合效果是最佳的；蒸汽冲切成型时的蒸汽保持时间、真空延时时间、真空保持时间、预压压力、保压压力和微压压力均是影响终产品性能的关键因素，当这些条件同时满足上述数值范围时，最终制得的隔音垫产品具有最佳的贴合效果，同时具有最佳的性能，具体为：产品克重为1462g时，隔音量为17db，tvoc(c6-c16)含量为5.575μg/样。作为本发明的优选技术方案，所述制备方法具体包括如下步骤：(1)先将epdm进行在270-330℃下加热55-65s，然后将其置于吸附模具上进行13-17s的吸附成型；(2)将步骤(1)得到的吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层；其中上模体连接蒸汽管道，其温度为140-180℃，下模体连接冷却水管道；(3)基于步骤(2)进行110-130s的蒸汽冲切；所述蒸汽冲切时的参数设定包括：蒸汽保持35-45s，真空延时45-55s，真空保持25-35s，预压压力为150-190bar，保压压力为150-190bar，微压压力为150-190bar；(4)将步骤(3)得到的产品进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。再一方面，本发明提供一种如上所述的汽车隔音垫作为隔音材料在汽车内饰件中的应用。本发明所涉及的汽车隔音垫作为隔音材料可用于汽车的各个部位，例如车门、车顶、车窗、车底甲盘、后尾箱、引擎盖等。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所涉及的汽车隔音垫采用epdm、pe膜和热塑性回纺棉三种材料的组合方式，其中pe膜起到类似粘合剂的作用，但比传统粘合剂更加绿色环保以及更加牢固；epdm与热塑性回纺棉的组合方式能保证隔音垫在满足低重量、高强度的前提下，其隔音性能也十分优良。具体为：产品克重为1462g时，隔音量为17db。本发明所涉及的汽车隔音垫的生产工序相对于现有技术简单易操作，产品一步成型，无需再利用冲断装置或水刀设备进行产品的切割，也大幅度地减少了生产成本；且整个生产过程没有有害物质产生，安全环保。具体实施方式为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。下述实施例中涉及的epdm、pe膜购自于广州吉羽塑胶科技有限公司，pet纤维丝、l-pet纤维丝、阻燃棉购自于上海聚嘉纤贸易有限公司。实施例1本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法为：(1)先将epdm进行在300℃下加热60s，然后将其置于吸附模具上进行15s的吸附成型；(2)将步骤(1)得到的吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层；其中上模体连接蒸汽管道，其温度为160℃，下模体连接冷却水管道；(3)基于步骤(2)进行120s的蒸汽冲切；所述蒸汽冲切时的参数设定包括：蒸汽保持40s，真空延时50s，真空保持30s，预压压力为170bar，保压压力为170bar，微压压力为170bar；(4)将步骤(3)得到的产品置于冷却治具中进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。实施例2本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法为：(1)先将epdm进行在270℃下加热65s，然后将其置于吸附模具上进行13s的吸附成型；(2)将步骤(1)得到的吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层；其中上模体连接蒸汽管道，其温度为140℃，下模体连接冷却水管道；(3)基于步骤(2)进行110s的蒸汽冲切；所述蒸汽冲切时的参数设定包括：蒸汽保持35s，真空延时45s，真空保持25s，预压压力为150bar，保压压力为150bar，微压压力为150bar；(4)将步骤(3)得到的产品置于冷却治具中进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。实施例3本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法为：(1)先将epdm进行在330℃下加热55s，然后将其置于吸附模具上进行17s的吸附成型；(2)将步骤(1)得到的吸附成型后的epdm预埋于蒸汽模具中，依次铺上pe膜和热塑性回纺棉层；其中上模体连接蒸汽管道，其温度为180℃，下模体连接冷却水管道；(3)基于步骤(2)进行130s的蒸汽冲切；所述蒸汽冲切时的参数设定包括：蒸汽保持45s，真空延时55s，真空保持35s，预压压力为190bar，保压压力为190bar，微压压力为190bar；(4)将步骤(3)得到的产品置于冷却治具中进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。实施例4本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:5:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。实施例5本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:5的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。实施例6本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为2:1:1的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。对比例1本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的eva层、pe膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。对比例2本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、abs树脂膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。对比例3本实施例提供一种汽车隔音垫，包括依次相叠的epdm层、聚苯乙烯-丙烯腈膜层和热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法与实施例1相同。对比例4本实施例提供一种汽车隔音垫，仅包含epdm层，其制备方法为：(1)先将epdm进行在330℃下加热55s，然后将其置于吸附模具上进行15s的吸附成型；(2)将步骤(1)得到的产品置于冷却治具中进行冷却成型，得到所述汽车隔音垫。对比例5本实施例提供一种汽车隔音垫，仅包含热塑性回纺棉层，所述热塑性回纺棉层包括质量比为1:2:2的pet纤维丝、l-pet纤维丝和阻燃棉。其制备方法为：(1)先将热塑性回纺棉在上烘箱300℃，下烘箱320℃下加热60s，然后将其置于成型模具上进行90s的保压成型；(2)将步骤(1)得到的产品置于水切治具中进行水刀切割；(3)将步骤(2)得到的产品置于余料台架上，取出余料，得到所述汽车隔音垫。评价实验：对实施例1-6和对比例1-5制得的汽车隔音垫分别进行如下性能评价测试，具体包括：(1)克重测试，方法采用电子秤称重。(2)隔音性能测试，方法采用nvh实验室(此处测在1/3倍频程带中心频率为1000hz时的隔音量)。(3)tvoc(c6-c16)测试，方法采用tsm0508g-2009。测试结果如表1所示，由表1结果可知：从克重、隔音量以及tvoc(c6-c16)三方面进行综合评价，实施例1-3的效果最好，其在保证较低克重的前提下还能保证良好的隔音性能，且tvoc(c6-c16)含量很低，非常安全环保；实施例4-6相比于实施例1-3较重；而对比例1-3与实施例1-3相比，在重量水平相似的情况下隔音效果显著减弱；对比例4与实施例1-3相比，有明显短板，重量过高；对比例5与实施例1-3相比，有明显短板，隔音效果很差，且tvoc(c6-c16)含量很高。表1组别克重/g隔音量/dbtvoc(c6-c16)/μg/样实施例11462175.575实施例21460165.732实施例31446166.103实施例41616176.133实施例51599165.752实施例61636166.552对比例11388156.836对比例21455156.725对比例31459156.886对比例42229204.895对比例5898139.223申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的汽车隔音垫及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。当前第1页12