CN103819804A - 一种隔音材料组合物、车用隔音eva片材和汽车前围隔热垫 - Google Patents

一种隔音材料组合物、车用隔音eva片材和汽车前围隔热垫 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种隔音材料组合物，所述隔音材料组合物中含有10-40重量份的热塑性树脂、60-90重量份的填料和助剂；所述热塑性树脂中含有EVA树脂，填料中含有真空微珠，所述真空微珠为真空陶瓷微珠和/或真空玻璃微珠；以所述隔音材料组合物的总质量为基准，其中EVA树脂的含量为5-40wt%，真空微珠的含量为5-80wt%。本发明还提供了一种由该隔音材料组合物经密炼、压制后真空热压得到的车用隔音EVA片材、以及采用该车用隔音EVA片材汽车前围隔热垫。本发明提供的隔音材料组合物，能大大降低材料总重量，同时隔音效果大大提升，使得本发明提供的汽车前围隔热垫，在符合轻量化的前提下具有良好的隔音性能。

Description

一种隔音材料组合物、车用隔音EVA片材和汽车前围隔热垫
技术领域
本发明属于汽车零部件领域，尤其涉及一种隔音材料组合物、车用隔音EVA片材和汽车前围隔热垫。
背景技术
目前国内外中高档车用前围隔热垫材料主要是EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）+PU（聚氨酯）发泡材料，其功能在于阻隔吸收由发动机传来的噪声、热量，从而保持车内的安静舒适。其中， EVA层为隔音层，由EVA等多种热塑性树脂与填料混合形成EVA复合材料隔音层，反射由发动机传递过来的噪声；而PU发泡层为吸音层，即吸收发动机传来的噪声。随着汽车工业的发展，对隔音材料的隔音性能、耐热性、力学性能的要求越来越高，以往材料也越来越难以满足要求。
但目前，传统配方的EVA隔音层中的各种热塑性树脂分子之间结合不够紧密，且热塑性树脂与填料之间界面结合差，不够密实，难以达到理想的隔音效果。该隔音EVA层的隔音性能遵从质量定律，由于大量无机填料的添加虽然提高了隔音性能，但增大了材料重量，与汽车轻量化的趋势相背离。
发明内容
本发明解决了现有技术中汽车前围隔热垫采用的EVA隔音层存在的隔音效果较差、且材料重量较大的技术问题。
本发明提供了一种隔音材料组合物，所述隔音材料组合物中含有10-40重量份的热塑性树脂、60-90重量份的填料和助剂；所述热塑性树脂中含有EVA树脂，填料中含有真空微珠，所述真空微珠为真空陶瓷微珠和/或真空玻璃微珠；以所述隔音材料组合物的总质量为基准，其中EVA树脂的含量为5-40wt%，真空微珠的含量为5-80wt%。
本发明还提供了一种车用隔音EVA片材，所述车用隔音EVA片材由本发明提供的隔音材料组合物经密炼、压制后真空热压得到。
最后，本发明提供了一种汽车前围隔热垫，所述汽车前围隔热垫包括EVA片材和EVA片材表面的发泡PU泡沫；所述EVA片材为本发明提供的车用隔音EVA片材。
本发明提供的隔音材料组合物中，所采用的填料主要为真空微珠，其一方面比重较小，会大大降低材料总重量，另外，真空微珠内由于不存在声音传递质点，因此其隔音效果得到大大提升。同时，本发明提供的车用隔音EVA片材，通过隔音材料组合物密炼、压制后真空热压得到，在热压过程中EVA树脂发生交联，能使EVA树脂与填料、以及热塑性树脂之间结合更加紧密，进一步提高隔音效果，且经过热压交联的EVA片材其耐热性和力学性能也进一步提高。因此，采用该EVA片材的汽车前围隔热垫，在符合轻量化的前提下具有良好的隔音性能。   
附图说明
图1是实施例1-5中的汽车前围隔热垫B1-B5与车用标准前围隔热垫的隔声性能测试图。    
具体实施方式
本发明提供了一种隔音材料组合物，所述隔音材料组合物中含有10-40重量份的热塑性树脂、60-90重量份的填料和助剂；所述热塑性树脂中含有EVA树脂，填料中含有真空微珠，所述真空微珠为真空陶瓷微珠和/或真空玻璃微珠；以所述隔音材料组合物的总质量为基准，其中EVA树脂的含量为5-40wt%，真空微珠的含量为5-80wt%。
目前在汽车内部的隔热隔音材料有用到在发泡材料中添加多孔陶瓷粒子来实现隔音，但其隔音效果仍较差，且发泡材料也达不到汽车前围隔热垫的结构要求。而本发明提供的隔音材料组合物中，所采用的填料主要为真空微珠，其比重较小，因此其在组合物中的用量可大大增加，也不会增加材料的总重量，从而可大大提高隔音材料的隔音性能。另外，真空微珠内由于不存在声音传递质点，因此其隔音效果得到大大提升。
本发明中，所述热塑性树脂中主要组分为EVA，还可选择性含有其它热塑性树脂，例如可选自EVA蜡、LDPE（低密度聚乙烯）、EPDM（三元乙丙橡胶）中的一种或多种。其中EVA蜡能增加后续成型过程中的流动性，增加树脂与填料之间的相容性。
本发明的发明人发现，热塑性树脂中EVA含量若太少则难以保证树脂体系与填料体系之间良好的相容性，成型后得到的片材太硬缺少弹性；EVA含量也不宜过高，否则填料的含量会相对降低，隔音性能也相对降低，同时成型后片材太软，不易保型；因此，本发明中，以所述隔音材料组合物的总质量为基准，其中EVA树脂的含量为5-40wt%。
所述EVA树脂中VA含量为5-40wt%；VA含量过高时挤出片材太软，含量过低时片材缺少弹性。
本发明中，在热塑性树脂中加入填料进行填充，能提高材料的密度，从而增加隔音性能。所述填料的主要组分为真空微珠，其具有优异的隔音隔热效果。优选情况下，以所述隔音材料组合物的总质量为基准，真空微珠的含量为5-80wt%。发明人发现，真空微珠的含量不能高于80wt%，否则片材难以挤出成型。本发明中，所述真空微珠可以采用真空陶瓷微珠和/或真空玻璃微珠。优选情况下，所述真空微珠的粒径为1-120微米。发明人发现，真空微珠的粒径太大，其与树脂之间的相容性较差，同时也限制了真空微珠的添加用量；而粒径太小时其真空体积也较小，隔音效果则会相对较弱。其中，真空玻璃微珠的密度相对真空陶瓷微珠密度稍小，而真空玻璃微珠的粒径相对真空陶瓷微珠稍大。所述真空陶瓷微珠的组成为氧化硅铝或碱性氧化硅铝。所述真空玻璃微珠的组成为碱石灰硼硅酸盐玻璃。
作为本发明的一种优选实施方式，所述填料中除含有真空微珠之外，还可含有其它一些表面具有羟基的无机填料，由于其表面具有羟基，因此能与EVA分子上的羧基、羟基发生反应，从而使热塑性树脂与填料之间具有良好的相容性，使得本发明提高的隔音材料组合物中无需添加偶联剂。其中，表面具有羟基的无机填料可选自碳酸钙、氧化铝、还原铁粉、硫酸钡中的一种或多种，但不局限于此。
本发明所提供的隔音材料组合物中含有热塑性树脂，其后期可发生交联固化，增加材料的密实度，提高材料的耐热性和力学性能。因此，所述助剂中含有交联剂。所述交联剂可采用现有技术中常用的各种能够使热塑性树脂发生交联的物质，例如可采用现有技术中常用的过氧化物交联剂，具体可选自过氧化辛酰、过氧化月桂酰、过氧化硬脂酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化物二异丙苯（DCP）或过氧化苯甲酰（BPO）中的一种或多种，优选采用过氧化物二异丙苯（DCP）。所述交联剂的含量无需过高，只需其能使热塑性树脂充分固化交联即可。优选情况下，以所述热塑性树脂的质量为基准，交联剂的含量为0.5-5wt%。
本发明中，所述助剂中还可根据需要含有润滑剂、抗氧剂、增塑剂中的一种或多种。所述润滑剂、抗氧剂、增塑剂的种类以及用量在本领域的常规范围内即可，本发明没有特殊限定，此处不再赘述。
本发明还提供了一种车用隔音EVA片材，所述车用隔音EVA片材由本发明提供的隔音材料组合物经密炼、压制后真空热压得到。
本发明提供的车用隔音EVA片材，通过隔音材料组合物密炼、压制后真空热压得到，在热压过程中EVA树脂以及含有的其它热塑性树脂均发生交联，使树脂与填料、以及热塑性树脂之间结合更加紧密，进一步提高隔音效果，且经过热压交联的EVA片材其耐热性和力学性能也进一步提高。
优选情况下，可先将隔音材料组合物中的有机组分在混料机中进行预混合，然后加入无机组分，继续混合，然后转入密炼机中，在低于EVA交联温度的条件下进行密炼，使有机组分与无机组分混合均匀。优选情况下，密炼的条件包括：密炼温度为100℃以下，密炼时间为40-60分钟。
密炼完成后，趁热将密炼混合物转入压片机中进行压制，成型得到一定厚度的片材，并裁切至所需尺寸，然后转入层压设备中进行真空热压。真空热压的条件包括：真空热压温度为135℃-150℃，真空度为-0.05～-0.1MPa，真空热压时间为15～25分钟。真空热压完成后，记得到所述车用隔音EVA片材。
最后，本发明提供了一种汽车前围隔热垫，所述汽车前围隔热垫包括EVA片材和EVA片材表面的发泡PU泡沫；所述EVA片材为本发明提供的车用隔音EVA片材。采用本发明提供的EVA片材的汽车前围隔热垫，在符合轻量化的前提下具有良好的隔音性能。
所述汽车前围隔热垫可通过如下方法制备得到：先采用前述方法成型得到车用隔音EVA片材，然后将该车用隔音EVA片材置于发泡模具中，在其表面进行PU泡沫的发泡过程，得到具有复合双层结构的汽车前围隔热垫。
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
（1）准确称量EVA（其中VA含量为19wt%）870g、DCP 17.4g，置于滚筒混料机中进行混合5分钟，然后向混料机中加入超细硫酸钡（3000目）900g，重质碳酸钙900g，氧化硅铝真空陶瓷微珠（粒径为50微米）300g，EVA蜡30g，混合10分钟出料。    
（2）将上述混合好的料倒入已经升温至90℃的密炼机中进行密炼，密炼转速为50转/分钟，密炼时间为60分钟；密炼后趁热出料将物料转入双辊压片机压制成2mm厚的片材，冷却后将其裁成200mm×200mm的尺寸，并将其置于层压模具中在层压机中进行真空热压，热压温度为140度，真空度为-0.1MPa，热压时间为20分钟。热压完成后得到本实施例的EVA片材，记为A1。    
（3）将EVA片材A1置于发泡模具中，在其表面进行PU泡沫的发泡，泡沫密度为60kg/m3，形成的发泡PU层厚度为20mm，得到本实施例的汽车前围隔热垫，记为B1。
实施例2
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的EVA片材A2和汽车前围隔热垫B2，不同之处在于：
步骤（1）中，准确称量EVA（其中VA含量为19wt%）150g、DCP 1.5g，置于滚筒混料机中进行混合5分钟，然后向混料机中加入重质碳酸钙300g，氧化硅铝真空陶瓷微珠（粒径为50微米）2400g，EVA蜡150g，混合10分钟出料。
实施例3
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的EVA片材A3和汽车前围隔热垫B3，不同之处在于：
步骤（1）中，准确称量EVA（其中VA含量为19wt%）1170g、DCP 11.7g，置于滚筒混料机中进行混合5分钟，然后向混料机中加入氧化铝（2500目）300g，氧化硅铝真空陶瓷微珠（粒径为50微米）1500g，EVA蜡30g，混合10分钟出料。
实施例4
采用与实施例1相同的步骤制备本实施例的EVA片材A4和汽车前围隔热垫B4，不同之处在于：
步骤（1）中，采用粒径为50微米、组成为碱石灰硼硅酸盐玻璃的真空玻璃微珠300g取代实施例1中的氧化硅铝真空陶瓷微珠。
实施例5
采用采用与实施例2相同的步骤制备本实施例的EVA片材A4和汽车前围隔热垫B4，不同之处在于：
步骤（1）中，采用粒径为50微米、组成为碱石灰硼硅酸盐玻璃的真空玻璃微珠1200g和粒径为50微米的碱性氧化硅铝真空陶瓷微珠1200g取代实施例2中的2400g粒径为50微米的氧化硅铝真空陶瓷微珠。
性能测试
1、按照GBT 2413-1980公开的方法测试各EVA片材A1-A5的密度。测试结果如表1所示。
2、按照GB/T 18696.2-2002公开的方法测试各EVA片材A1-A5和车用标准前围隔热垫样品D的隔声性能，测试结果如表2和图1所示。    
表1
                                                
Figure 201210467336X100002DEST_PATH_IMAGE001
表2
。
从表1的测试结果可以看出，采用本发明提供的隔音材料组合物形成的车用隔音EVA片材的密度小、质量轻，符合汽车轻量化的趋势。
从表2和图1中可以看出，采用本发明提供的车用隔音EVA片材的汽车前围隔热垫在符合轻量化的前提下具有良好的隔音性能，完全符合目前车用标准前围隔热垫的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种隔音材料组合物，其特征在于，所述隔音材料组合物中含有10-40重量份的热塑性树脂、60-90重量份的填料和助剂；所述热塑性树脂中含有EVA树脂，填料中含有真空微珠，所述真空微珠为真空陶瓷微珠和/或真空玻璃微珠；以所述隔音材料组合物的总质量为基准，其中EVA树脂的含量为5-40wt%，真空微珠的含量为5-80wt%。
2.根据权利要求1所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述热塑性树脂中还含有EVA蜡、LDPE、EPDM中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述填料中还含有碳酸钙、氧化铝、还原铁粉、硫酸钡中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述真空陶瓷微珠的组成为氧化硅铝或碱性氧化硅铝，所述真空玻璃微珠的组成为碱石灰硼硅酸盐玻璃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述真空微珠的粒径为1-120微米。
6.根据权利要求1所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述EVA树脂中VA含量为5-40wt%。
7.根据权利要求1所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述助剂中含有交联剂；以所述热塑性树脂的质量为基准，交联剂的含量为0.5-5wt%。
8.根据权利要求7所述的隔音材料组合物，其特征在于，所述助剂中还含有润滑剂、抗氧剂、增塑剂中的一种或多种。
9.一种车用隔音EVA片材，其特征在于，所述车用隔音EVA片材由权利要求1-8任一项所述的隔音材料组合物经密炼、压制后真空热压得到。
10.根据权利要求9所述的车用隔音EVA片材，其特征在于，密炼的条件包括：密炼温度为100℃以下，密炼时间为40-60分钟；
真空热压的条件包括：真空热压温度为135150℃，真空度为-0.05～-0.1MPa，真空热压时间为15～25分钟。
11.一种汽车前围隔热垫，其特征在于，所述汽车前围隔热垫包括EVA片材和EVA片材表面的发泡PU泡沫；所述EVA片材为权利要求9或10的车用隔音EVA片材。
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