CN103980607A - 一种阻尼减震降噪材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于功能材料技术领域，公开了一种阻尼减震降噪材料及其制备方法和应用。所述阻尼减震降噪材料包含以下按重量份计的组分：氯化丁基橡胶8～10份；热熔胶18～20份；低密度聚乙烯10～15份；邻苯二甲酸二辛酯(Dop)5～6份；轻质碳酸钙60～65份；偶联剂1～2份。将低密度聚乙烯在开炼机中进行塑炼、再依次将氯化丁基橡胶、热熔胶、轻质碳酸钙、DOP和偶联剂加入进行混炼得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料，所得阻尼减震降噪材料具有阻尼性能好、适用温域宽和环保的优点，可用于汽车工业领域。

Description

一种阻尼减震降噪材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种阻尼减震降噪材料及其制备方法和应用。
背景技术
阻尼减震材料具有减震、降噪的功能等优点。现在市场上主要采用的是沥青为主要原料的阻尼减震材料。由于阻尼减震材料主要用于汽车上，沥青在较低的温度下易挥发出有害有机物，污染环境。氯化丁基橡胶由于具有良好的稳定性、气密性和高阻尼性，对于降低机械振动，增强仪表的准确度，减低噪音具有良好的效果，具有良好的市场前景。
现有的阻尼改性方法和技术都有一定的局限性：微观相分离结构的聚合物在拓展阻尼温度范围时，也不可避免地降低了阻尼的峰值；加入小分子增塑剂可以提高阻尼因子，但是这不仅会使阻尼峰的半峰宽变窄，而且降低了材料的强度；宽温域的高分子阻尼材料可以通过互穿网络结构得到，但是互穿网络结构一般用在涂料上，而且互穿网络结构合成工艺复杂，成本高，工业化困难。小分子给予剂能够调整峰宽以及峰值，但是由于小分子给予剂容易结晶，长时间使用容易使材料的性能下降。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种阻尼减震降噪材料。该阻尼减震降噪材料具有较宽的温域，适合在-47～65℃使用。
本发明的另一目的在于提供所述阻尼减震降噪材料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述阻尼减震降噪材料在汽车工业中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种阻尼减震降噪材料，包含以下按重量份计的组分：氯化丁基橡胶8～10份、热熔胶18～20份、低密度聚乙烯10～15份、邻苯二甲酸二辛酯(Dop)5～6份、轻质碳酸钙60～65份、偶联剂1～2份。
所述的阻尼减震降噪材料，优选包含以下按重量份计的组分：
氯化丁基橡胶8份、热熔胶20份、低密度聚乙烯15份、邻苯二甲酸二辛酯(Dop)6份、轻质碳酸钙60份、偶联剂2份。
所述氯化丁基橡胶的门尼粘度ML100℃1+4为33～43，氯的质量百分含量为1.18％～1.34％。
所述的热熔胶为EVA热熔胶或添加有松香成分的EVA热熔胶。
所述的低密度聚乙烯的断裂伸长率为400％～800％，密度为0.920～0.960g/cm3，在温度为190℃和压力为2.16kg砝码的条件下测定的熔体流动速率为4.0～10.0g/10min。
所述的轻质碳酸钙的粒径为1500～2500目。
所述的偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-(2，3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或至少两种。
所述的阻尼减震降噪材料的制备方法，包括以下操作步骤：
(1)将低密度聚乙烯加入开炼机进行塑炼；
(2)将氯化丁基橡胶加入进行混炼；
(3)加入热熔胶进行混炼；
(4)再将轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二辛酯(Dop)和偶联剂加入进行混炼；冲压成片材，得到阻尼减震降噪材料；
各原料的使用量按重量份计如下：氯化丁基橡胶8～10份、热熔胶18～20份、低密度聚乙烯10～15份、邻苯二甲酸二辛酯(Dop)5～6份、轻质碳酸钙60～65份、偶联剂1～2份；优选为：氯化丁基橡胶8份、热熔胶20份、低密度聚乙烯15份、邻苯二甲酸二辛酯(Dop)6份、轻质碳酸钙60份、偶联剂2份。
步骤(1)中所述的塑炼的时间优选为15～25分钟；温度优选为110～120℃；
步骤(2)中所述的混炼的时间优选为15～20分钟；
步骤(3)中所述的混炼的时间优选为10～15分钟；
步骤(4)中所述的混炼的时间优选为30～40分钟；
步骤(2)、(3)和(4)中所述的混炼的温度优选为110～120℃。
所述的阻尼减震降噪材料具有较宽的温域，适合-47～65℃使用；特别适合在汽车工业中进行应用。
本发明的制备原理为：
氯化丁基橡胶具有高阻尼的性能，即良好的吸震性，氯化丁基橡胶的阻尼温域温域较宽，可达到65℃，但是具有良好的阻尼水平的温域在-47～18℃，高于18℃条件下使用阻尼效果不显著，本发明通过橡塑共混的方法，加入低密度聚乙烯，让阻尼温域的峰向高温域移动，通过添加DOP增加混合的原料的之间的混合分散性，增强各个组分的相容效果。获得了具有高阻尼性能且能适合-47～65℃使用温域的阻尼减震降噪材料；同时，本发明的阻尼减震降噪材料加入热熔胶，以使其在150℃左右条件下能够熔化，冷却后能够黏住金属材料；通过加入轻质碳酸钙，增强材料的强度，增加材料的体积；偶联剂是一类具有两种不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两种基团，一种是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应，另一种是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中，因此偶联剂被称作“分子桥”。本发明的阻尼减震降噪材料通过加入偶联剂用以改善材料各组分之间的界面作用，同时还可以防止其它介质向材料界面渗透，改善了界面状态，有利于材料的耐老化、耐应力及电绝缘性能从而大大提高本发明阻尼减震降噪材料的性能。
通过本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的阻尼减震降噪材料采用环保型原料，制备得到的阻尼减震材料符合国家环保要求；
(2)本发明使用高阻尼的氯化丁基橡胶作为阻尼减震降噪材料的主要材料，采用橡塑共混的方法制得具有高阻尼性能且能适合-47～65℃使用温域的阻尼减震降噪材料；
(3)本发明的阻尼减震降噪材料通过添加偶联剂，改善材料各组分之间的界面作用，同时还可以防止其它介质向材料界面渗透，改善了界面状态，有利于材料的耐老化、耐应力及电绝缘性能从而大大提高本发明阻尼减震降噪材料的性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种阻尼减震降噪材料，包括(重量份计)：
将上述低密度聚乙烯(燕山石化LD160AS低密度聚乙烯)加入开炼机，在110～120℃条件下进行塑炼、再将氯化丁基橡胶(埃克森1066氯化丁基橡胶)加入进行混炼15分钟、然后加入热熔胶(EVA热熔胶)进行混炼15分钟，上述材料混炼均匀后，再将轻质碳酸钙(粒径为2000目的轻质碳酸钙)、DOP和偶联剂(道康宁6040偶联剂)加入进行混炼30分钟得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料。
本实施例所得阻尼减震降噪材料的拉伸强度(根据Q/LH03-2004标准)为0.7MPa，剪切强度(根据Q/LH03-2004标准)为0.5MPa，40℃条件下保存14天无粘结或破损(根据Q/LH03-2004标准)，材料具有良好的耐老化和耐应力性能。
将本实施例所得阻尼减震降噪材料进行动态热机械分析仪测定(DMA)，结果显示本实施例所得阻尼减震降噪材料在-47℃时的损耗因子为0.01，之后随着温度的升高损耗因子逐渐增加，温度达到6.86℃时损耗因子达到最大值为0.47，常温25℃时的损耗因子为0.38，65℃的损耗因子为0.35，18℃～65℃的温域内的损耗因子均维持在0.35以上。
由以上结果可知，本实施例的阻尼减震降噪材料不但维持了普通氯丁基橡胶在使用温域为-47～18℃条件下的阻尼性能，而且在18℃～65℃范围内依然仍够维持较好的阻尼性能。
实施例2
一种阻尼减震降噪材料，包括(重量份计)：
将断裂伸长率为400％，密度为0.920g/cm3，熔体流动速率为4g/10min(190℃，2.16kg压力)的低密度聚乙烯加入开炼机，在110～120℃条件下进行塑炼、再将门尼粘度为(ML100℃1+4)38，氯的质量百分含量为1.26％的氯化丁基橡胶加入进行混炼15分钟、然后加入添加有松香成分的EVA热熔胶进行混炼10分钟，上述材料混炼均匀后，再将粒径为1500目的轻质碳酸钙、DOP和偶联剂(氨丙基三甲氧基硅烷)加入进行混炼40分钟得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料。
实施例3
一种阻尼减震降噪材料，包括(重量份计)：
将断裂伸长率为600％，密度为0.940g/cm3，熔体流动速率为6g/10min(190℃，2.16kg压力)的低密度聚乙烯加入开炼机，在110～120℃条件下进行塑炼、再将门尼粘度为(ML100℃1+4)33，氯的质量百分含量为1.18％的氯化丁基橡胶加入进行混炼20分钟、然后加入EVA热熔胶进行混炼10分钟，上述材料混炼均匀后，再将粒径为2500目的轻质碳酸钙、DOP和偶联剂(氨丙基三乙氧基硅烷)加入进行混炼30分钟得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料。
实施例4
一种阻尼减震降噪材料，包括(重量份计)：
将上述断裂伸长率为800％，密度为0.960g/cm3，熔体流动速率为9g/10min(190℃，2.16kg压力)的低密度聚乙烯加入开炼机，在110～120℃条件下进行塑炼、再将门尼粘度为(ML100℃1+4)43，氯的质量百分含量为1.34％氯化丁基橡胶加入进行混炼20分钟、然后加入EVA热熔胶进行混炼15分钟，上述材料混炼均匀后，再将粒径为2000目的轻质碳酸钙、DOP和偶联剂(γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)加入进行混炼40分钟得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料。
实施例5
一种阻尼减震降噪材料，包括(重量份计)：
将上述断裂伸长率为800％，密度为0.960g/cm3，熔体流动速率为10g/10min(190℃，2.16kg压力)的低密度聚乙烯加入开炼机，在110～120℃条件下进行塑炼、再将门尼粘度为(ML100℃1+4)43，氯的质量百分含量为1.26％的氯化丁基橡胶加入进行混炼20分钟、然后加入添加有松香成分的EVA热熔胶进行混炼10分钟，上述材料混炼均匀后，再将粒径为2000目的轻质碳酸钙、DOP和偶联剂(γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)加入进行混炼40分钟得到混合材料，最后将混合材料冲压成片材得到阻尼减震降噪材料。
实施例1～5所得阻尼减震降噪材料的Rohs报告结果如下表所示：
备注：“N.D.”表示未检出。
从上表中结果可以看出，本发明的阻尼减震降噪材料具有良好的环保性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阻尼减震降噪材料，其特征在于包含以下按重量份计的组分：氯化丁基橡胶8～10份、热熔胶18～20份、低密度聚乙烯10～15份、邻苯二甲酸二辛酯5～6份、轻质碳酸钙60～65份、偶联剂1～2份。
2.根据权利要求1所述的阻尼减震降噪材料，其特征在于包含以下按重量份计的组分：氯化丁基橡胶8份、热熔胶20份、低密度聚乙烯15份、邻苯二甲酸二辛酯6份、轻质碳酸钙60份、偶联剂2份。
3.根据权利要求1所述的阻尼减震降噪材料，其特征在于：所述的氯化丁基橡胶的门尼粘度ML100℃1+4为33～43，氯的质量百分含量为1.18％～1.34％；所述热熔胶为EVA热熔胶或添加有松香成分的EVA热熔胶。
4.根据权利要求1所述的阻尼减震降噪材料，其特征在于：所述的低密度聚乙烯的断裂伸长率为400％～800％，密度为0.920～0.960g/cm3，190℃、2.16kg压力下的熔体流动速率为4.0～10.0g/10min；所述的轻质碳酸钙的粒径为1500～2500目。
5.根据权利要求1所述的一种阻尼减震降噪材料，其特征在于：所述的偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-(2，3环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷中的一种或至少两种。
6.权利要求1～5任一项所述的阻尼减震降噪材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)将低密度聚乙烯加入开炼机进行塑炼；
(2)将氯化丁基橡胶加入进行混炼；
(3)加入热熔胶进行混炼；
(4)再将轻质碳酸钙、邻苯二甲酸二辛酯和偶联剂加入进行混炼；冲压成片材，得到阻尼减震降噪材料。
7.根据权利要求6所述的阻尼减震降噪材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的塑炼的时间为15～25分钟；步骤(2)中所述的混炼的时间为15～20分钟；步骤(3)中所述的混炼的时间为10～15分钟；步骤(4)中所述的混炼的时间为30～40分钟。
8.根据权利要求6所述的阻尼减震降噪材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述塑炼及步骤(2)、(3)和(4)中所述混炼的温度为110～120℃。
9.权利要求1～5任一项所述的阻尼减震降噪材料在汽车工业中的应用。
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