一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法与流程

本技术涉及橡胶阻尼制品，尤其是涉及一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法。

背景技术：

1、阻尼垫已经广泛应用于汽车减震领域，具体地，将阻尼垫材料附着于汽车结构件表面，阻尼垫材料可将由与其附着的汽车结构件传递的机械震动能或声能转化为热能或其它形式的能量耗散掉，进而起到减振降噪，改善整车nvh性能，提升乘客的舒适性的目的。

2、阻尼垫根据配方组分可划分为沥青基阻尼垫和橡胶基阻尼垫。沥青基阻尼垫以沥青为主要材料，加入橡胶、纤维等材料形成的混合物。沥青基阻尼垫应用于汽车减震时，当汽车中的钣金结构受外力发生振动，由于沥青基阻尼垫中填充的纤维物质呈纵横交错分布，纤维物质会因振动发生摩擦，而产生得到内摩擦力即将机械震动能转化为热能或其它形式的能量耗散掉，从而达到较好的减振、阻尼的效果。但是，沥青基阻尼垫中含有的主材沥青对环境危害较大，且应用于汽车阻尼材料中易挥发出对人体有危害气体，已经逐渐被橡胶基阻尼垫所取代。橡胶基阻尼垫以橡胶为主材，添加高分子改性材料、无机填料等辅料形成的混合物。

3、专利号cn115651323a公开的一种高密度阻尼片包含以下组分:丁基橡胶2%-3%、丁苯橡胶1%-2%、液态聚异丁烯4%-10%、硫酸钡25%-50%、还原铁粉25%-50%、钛酸钡10%-20%、二硫化钼5%-10%、抗氧剂0.2%-1%。解决了现有技术中的橡胶基阻尼垫存在的密度低，隔声降噪性能弱且高频减震性能较差的问题。但是，随着新能源汽车的异军突起，对于橡胶基阻尼垫的性能要求也越来越高。新能源汽车整车轻量化是行业发展大趋势，通过整车轻量化可有效改善其电池续航性能，进而在国内竞争异常激烈的新能源汽车市场抢占技术高地和市场先机。新能源汽车对橡胶基阻尼垫材料的要求不仅仅限于良好的高频减震性能和隔声降噪性能，对橡胶基阻尼垫材料的整体轻量化提出了新的要求。为此，申请人提供了一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料，是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料包括改性丁基橡胶阻尼层、异形pp板层、铝箔层和离型纸，所述改性丁基橡胶阻尼层一表面与离型纸复合连接且另一表面与异形pp板层复合连接；所述异形pp板层一表面与改性丁基橡胶阻尼层复合连接且另一表面与铝箔层复合连接；所述改性丁基橡胶阻尼层主要是由以下重量份原料制成：15-20份的丁基橡胶、5-10份的氯化丁基橡胶、8-12份的丙烯酸树脂、3-8份的鳞片状石墨、4-8份壳核结构的改性聚氨酯增韧剂、60-70份的填料组合物、0.4-1.2份的抗氧剂组合物；所述填料组合物是由以下质量百分数的填料组成：20-40%中空玻璃微珠、10-30%短纤混合料、10-40%表面接枝碳素的合成氟金云母杂化粉、5-20%表面接枝碳素的氮化硼杂化纳米片、0.2-2.0%四针状氧化锌晶须、0.5-4.0%埃洛石纳米管，余量为超细碳酸钙或超细硫酸钡；所述的表面接枝碳素的合成氟金云母杂化粉为表面接枝石墨烯和/或碳纳米管的合成氟金云母杂化粉；所述的表面接枝碳素的氮化硼杂化纳米片为表面接枝石墨烯和/或碳纳米管的氮化硼杂化纳米片。

4、本技术中制备的改性丁基橡胶复合阻尼材料不仅具有良好的高频减震性能、隔声降噪性能和耐高温贴附性能，而且整体密度较小，可满足新能源汽车轻量化装配要求。

5、优选的，一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料主要是由以下重量份原料制成：15份的丁基橡胶、5份的氯化丁基橡胶、10份的丙烯酸树脂、4份的鳞片状石墨、5份壳核结构的abs-g-tpu、60份的填料组合物、1份的抗氧剂组合物。

6、通过采用上述技术方案，可保证改性丁基橡胶复合阻尼材料性能同时降低生产成本。

7、优选地，所述填料组合物是由以下质量百分数的填料组成：20-40%中空玻璃微珠、5-10%芳纶纳米纤维、5-20%氧化铝短纤、10-40%表面接枝碳素的合成氟金云母杂化粉、5-20%表面接枝碳素的氮化硼杂化纳米片、0.2-2.0%四针状氧化锌晶须、0.5-4.0%埃洛石纳米管，余量为超细碳酸钙或超细硫酸钡。

8、优选的，所述所述填料组合物是由以下质量百分数的填料组成：28-30%中空玻璃微珠、5-6%芳纶纳米纤维、8-10%氧化铝短纤、28-30%表面接枝碳素的合成氟金云母杂化粉、14-16%表面接枝碳素的氮化硼杂化纳米片、0.4-0.6%四针状氧化锌晶须、1.0-2.0%埃洛石纳米管，余量为2000目的超细碳酸钙。

9、通过采用上述技术方案，可赋予制备的改性丁基橡胶复合阻尼材料良好的高频减震性能、隔声降噪性能和耐高温贴附性能，同时有效降低整体质量，满足新能源汽车轻量化装配要求。

10、优选的，所述氧化铝短纤是由长度为0.5-1.0mm氧化铝短纤、长度为1.0-3.0mm氧化铝短纤、长度为3.0-5.0mm氧化铝短纤以质量比2:5:3混合而成。

11、通过采用上述技术方案，可改善整体的高频减震性能、隔声降噪性能和耐高温贴附性能，同时可提升整体的力学强度。

12、优选的，所述中空玻璃微珠包括表面接枝多壁碳纳米管的中空玻璃微珠和表面接枝锡铋合金微粒的中空玻璃微珠，所述表面接枝多壁碳纳米管的中空玻璃微珠与所述表面接枝锡铋合金微粒的中空玻璃微珠的质量比为(2-4):(6-8)。

13、优选的，所述表面接枝多壁碳纳米管的中空玻璃微珠的制备方法如下：

14、先配制ag(2e4mi)2ac络合物溶液，所述ag(2e4mi)2ac络合物溶液中含有0.7-1.2wt%的ag(2e4mi)2ac络合物，余量为有机溶剂；

15、再在ag(2e4mi)2ac络合物溶液中加入多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮，所述多壁碳纳米管的质量等于ag(2e4mi)2ac络合物质量的0.08-0.15倍，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量等于所述多壁碳纳米管质量的1.0-1.2倍，多壁碳纳米管、聚乙烯吡咯烷酮添加完成后采用超声分散4-8h，然后加入中空玻璃微珠，所述中空玻璃微珠的质量是所述多壁碳纳米管质量的60-120倍，继续超声分散1-4h得分散液，所得分散液减压蒸馏除去有机溶剂得固体物；

16、所得固体物以1-3℃/min升温至210-220℃保温200-300min，开炉自然冷却至室温后研磨处理，即可获得平均粒径为30-120微米的表面接枝多壁碳纳米管的中空玻璃微珠。

17、优选的，所述表面接枝锡铋合金微粒的中空玻璃微珠的制备方法如下：

18、s1.在室温、惰性气体保护条件下进行将氯化亚锡、氯化铋以摩尔比42:58溶解于乙醇得混合液a；

19、同时在室温、惰性气体保护条件下将硼氢化钠溶于水后加入中空玻璃微珠搅拌分散均匀得混合液b，所述硼氢化钠的摩尔数为氯化亚锡、氯化铋总摩尔数的0.6倍，所述中空玻璃微珠的质量等于硼氢化钠质量的5-6倍；

20、s2.在室温、氮气保护条件下，将s1中的混合液a滴加到s1中的混合液b，滴加完毕后继续反应30-40min，反应完成后静置30-60min，倒出上层清液后加蒸馏水，所述蒸馏水的添加量为中空玻璃微珠的质量15-30倍，静置，倒出上层清液，加蒸馏水，如此反复至少3次后得沉淀物；

21、s3. s2中所得沉淀物置于80℃、真空度为0.1pa下，真空加热干燥处理24h，即可制得表面接枝锡铋合金微粒的中空玻璃微珠。

22、通过采用上述技术方案，可改善整体的高频减震性能、隔声降噪性能和耐高温贴附性能，同时可提升整体的力学强度和导热性能，可快速释放阻尼片的热量，进而提升整体使用寿命。

23、优选的，所述壳核结构的改性聚氨酯增韧剂的制备方法如下：

24、s1.聚氨酯预聚物的制备：称量1mol的脂肪族二异氰酸酯、0.2-0.25mol的端羟基聚丁二烯或聚氧化丙烯二醇、0.05-0.1mol的(e,e)-2,4-己二烯-1-醇、0.60mol的1,4-丁二醇、400-500g的丙酮、0.05-0.10g的有机铋催化剂，混合均匀后升温至80℃，反应4h后对体系中的物料进行-nco含量检测，当体系中-nco检测值趋于稳定，加入0.08-0.12mol的甲基丙烯酸羟乙酯，继续以80℃反应至体系中-nco含量低于0.1%，即反应结束制得目的聚氨酯预聚物；

25、s2.将0.3-0.4mol丙烯腈、0.5-0.6mol丁二烯、0.2-0.4mol苯乙烯、4-5g苯乙烯磺酸钠、0.4-0.6g偶氮二异丁腈混合均匀后加入s1中制备的目的聚氨酯预聚物中，以80℃反应60-75min，降温至55-58℃，加入300-350g去离子水后，高速剪切乳化5-15min，真空脱除丙酮得到壳核结构的改性聚氨酯增韧剂，壳核结构的改性聚氨酯增韧剂用于填料组合物界面改性。

26、通过采用上述技术方案，可进一步改善整体的高频减震性能、隔声降噪性能。

27、优选的，所述抗氧剂组合物是由抗氧剂1098、抗氧剂168、防老剂4020、纳米氮化硅粉以质量比5:1:3:1组成。

28、通过采用上述技术方案，可改善整体的抗老化性能和力学性能，提升产品市场竞争力。

29、第二方面，本技术提供的一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：

30、一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料的制备方法，包括以下步骤：

31、步骤一，将制备的填料组合物先与氨基硅烷水溶液以200-500rpm混合搅拌30-40min，每升氨基硅烷水溶液中含有4-8g氨基硅烷，所述填料组合物与所述氨基硅烷水溶液的质量比为(8-12):100，搅拌混合完成后再进行20-40min超声分散处理，沥出、烘干后得一次表面处理的填料组合物，将所得一次表面处理的填料组合物与制备的壳核结构的改性聚氨酯增韧剂以200-500rpm混合搅拌30-40min，混合均匀后沥出，烘干得成品表面改性填料组合物；所得成品表面改性填料组合物中60-70份的填料组合物表面附着有4-8份壳核结构的改性聚氨酯增韧剂；

32、步骤二，将计量准确的丁基橡胶、丙烯酸树脂、鳞片状石墨、占步骤一中表面改性填料组合物总质量60-75wt%的表面改性填料组合物、占抗氧剂组合物总质量40-60wt%的抗氧剂组合物投入开炼机中进行混炼，温度40-80℃，转速20-40rpm，直至胶料光滑，无明显颗粒感；

33、步骤三，将计量准确的氯化丁基橡胶、剩余的表面改性填料组合物、抗氧剂组合物投入开炼机中进行混炼，温度40-80℃，转速20-40rpm，直至胶料光滑，无明显颗粒感；

34、步骤四，将混炼均匀的胶料投入挤出机中，温度60-120℃，挤出成连续片材，所得连续片材经过热压辊热压后在片材上层依次复合上异形pp板层、铝箔层，片材下层贴附离型纸，裁切成目标尺寸的改性丁基橡胶复合阻尼材料置于标准尺寸的模压磨具中，平板热压处理10-20s，冷却至室温后即得成品改性丁基橡胶复合阻尼材料。

35、本技术中提供的制备方法相对简单，实施例难度较低，便于实现工业化生产制造。

36、综上所述，本技术具有以下优点：

37、1、本技术中制备的改性丁基橡胶复合阻尼材料不仅具有良好的高频减震性能、隔声降噪性能和耐高温贴附性能，而且整体密度较小，可满足新能源汽车轻量化装配要求。

38、2、本技术中提供的制备方法相对简单，实施例难度较低，便于实现工业化生产制造。

39、3、本技术制备方法中对改性丁基橡胶复合阻尼材料进行155-165℃平板热压处理10-20s处理，使得表面接枝锡铋合金微粒的中空玻璃微珠中的锡铋合金微粒熔融在基体树脂中流动形成金属网络结构，可进一步改善整体的高频减震性能、隔声降噪性能。

40、4、本技术中采用复配的填料组合物结合特定的制备工艺赋予所制备的改性丁基橡胶复合阻尼材料优良的高频减震性能、隔声降噪性能、耐高温贴附性能，同时也有效降低整体质量和密度，满足新能源汽车轻量化装配要求，提升了产品的市场核心竞争力。