CN105440430A - 一种隔音材料及其制备方法和用途及汽车隔音垫 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔音材料及其制备方法和用途,及采用该隔音材料制成的汽车隔音垫产品;其中所述隔音材料,包括以下重量份的组分:10.5~20份热塑性弹性体,8~9.8份聚烯烃塑性体,68~79份超细无机填料,表面活性处理剂0.2~0.5份,润滑剂1~1.5份,色母料0~1.5份。本发明通过增加无机填料的含量,提高了材料的隔音效果;同时采用热塑性弹性体和聚烯烃塑性体,及表面活性处理剂等助剂,改善了材料的流动性,使其可用于注塑成型工艺;该隔音材料具有密度小的特点,在满足隔音效果的前提下,可实现对隔音垫产品的减重。
Description
技术领域
本发明涉及注塑材料技术领域,特别涉及一种隔音材料及其制备方法和用途,及采用该隔音材料制成的汽车隔音垫产品。
背景技术
汽车前围隔音垫,安装在轿车前围板驾驶舱一侧,与前围板钣金件贴合,用于阻隔发动机向驾乘舱的空气传热,并吸收和反射发动机向驾乘舱辐射的空气噪音及结构噪音,对汽车发动机的隔音起到重要的作用。
随着人民生活水平的不断提高,人们对汽车的乘坐舒适性、安全性和可靠性要求也越来越高;特别是车厢居住化概念的提出,实现人、车、环境的协调与统一,给隔音材料提出了更高的要求:1)隔音材料要有良好的吸音、隔音性能;材料中对人体有害的成份要尽量少,四大排放值低;产品的外观、手感要好;具有好的使用功能,如耐磨性,耐污性;2)在基于重量和成本考虑的前提下提高整体的声学性能,提高零件吸音性能和隔音性能;3)重量轻,具有双重阻隔功能。
目前,传统的隔音垫产品通常使用无纺布和毛毡组成的复合材料,这种复合材料通常被加工成片材,然后将片材采用吸塑工艺成型为所需的隔音垫产品;在采用吸塑工艺成型时,片材在加热拉伸过程中往往会在变形较大的部位变薄,导致隔音垫产品各部分厚度不一致,而为了保证隔音垫产品在最薄的地方也能满足隔音要求,在成型时往往选择较厚的片材进行吸塑成型,导致隔音垫产品重量增加,使隔音垫产品的设计开发受到一定的限制。
发明内容
针对现有隔音垫材料在成型工艺上的限制及对隔音材料高性能的要求,本发明公开了一种可通过注塑成型,隔音效果好,成型效果好的隔音材料。
为解决上述技术问题,本发明采用了以下技术方案:
一种隔音材料,包括以下重量份的组分:10.5~20份热塑性弹性体,8~9.8份聚烯烃塑性体,68~79份超细无机填料,表面活性处理剂0.2~0.5份,润滑剂1~1.5份,色母料0~1.5份。
进一步地,上述技术方案中,所述热塑性弹性体采用乙烯类、辛烯类、苯乙烯类热塑性弹性体中的一种或者多种混合物。
进一步地,上述技术方案中,所述聚烯烃塑性体采用聚合物多元醇。
进一步地,上述技术方案中,所述无机填料采用超细硫酸钡。
进一步地,上述技术方案中,所述表面活性处理剂为甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、过氧基硅烷类、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种混合物。
进一步地,上述技术方案中,所述润滑剂为天然石蜡、液体石蜡、微晶石蜡、聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯中的一种或者多种混合物。
进一步地,上述技术方案中,所述色母料为炭黑、炭黑母料中的一种或者两种混合物。
同时,本发明还涉及一种隔音材料的制备方法,包括以下步骤:
A.按重量份称取超细无机填料和表面活性处理剂,将其投入搅拌机中搅拌5~10min,搅拌速率为100~120r/min,得到无机填料混合物;
B.将按重量份配置好的热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、润滑剂及色母料和步骤A中制备的无机填料混合物加入双螺杆挤出机中进行造粒;双螺旋挤出机各段温度为180~210℃,机头温度195~235℃,螺杆转速250~330rpm,喂料转速120~140rpm。具体地,上述制备方法中,所述双螺旋挤出机的温度设置十段,其中挤出一段为180℃,挤出二段为185℃,挤出三段为190℃,挤出四段为195℃,挤出五段为195℃,挤出六段为195℃,挤出七段为200℃,挤出八段为200℃,挤出九段为200℃,挤出十段为210℃。
采用上述制备方法所制备的粒子,其性能参数为:抗拉强度>1450kPa;硬度为(邵尔A)(70~80)±5;撕裂强度>6800N/m;熔融指数为25~30g/10min(230℃/21.6Kg);断裂伸长率>45%;尺寸稳定性[(90±3)℃/24h后],尺寸变形<1.5%。
本发明还涉及一种上述隔音材料在制备汽车隔音产品上的用途。
本发明还涉及一种利用上述隔音材料注塑成型的汽车隔音垫。所述汽车隔音垫产品的注塑成型尺寸为长0~1413mm,宽0~725.4mm,厚3.8~4.5mm。
通过采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1)通常材料中无机填料的含量越高,材料的流动性越差,注塑成型性能较差,因此,目前这种无机填料含量较高的材料通常被热压成片材,而不能用于注塑成型工艺;本发明采用热塑性弹性体和聚烯烃塑性体,及表面活性处理剂等助剂,大大改善了材料的流动性,使其可用于注塑成型工艺。
2)通过增加无机填料的含量,提高了材料的隔音效果,同时提高了产品的耐磨性能。
3)相比于片材的热成型工艺,该材料密度更小,在满足隔音效果的前提下,可实现对产品的减重。
4)通过注塑成型的隔音垫,整个产品使用同一种材料,回收时无需对材料进行分离处理,大大提高了材料的回收利用率。
5)材料中采用对人体身体伤害小的活性助剂如KH570、天然微晶石蜡等,降低了材料对人体的伤害。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明做详细的说明。在这些实施例中,除另有说明外,所有份数均按重量计。
实施例1:
称取68份的超细硫酸钡,20份热塑性弹性体(POE),9.8份聚烯烃塑性体(POP),炭黑1份,表面活性处理剂(KH570)0.2份,微晶石蜡1份;
将上述原料通过以下步骤:
A.按上述重量份称取超细硫酸钡和表面活性处理剂,将其投入搅拌机中搅拌5min,搅拌速率为120r/min,得到无机填料混合物;
B.将上述重量份的热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、润滑剂及色母料和经步骤A制备的无机填料混合物,一起加入SHJ-50双螺杆挤出机中进行造粒;双螺杆挤出机的温度设置为十段,其中挤出一段为180℃,挤出二段为185℃,挤出三段为190℃,挤出四段为195℃,挤出五段为195℃,挤出六段为195℃,挤出七段为200℃,挤出八段为200℃,挤出九段为200℃,挤出十段为210℃,机头温度235℃,螺杆转速为250rpm,喂料转速120rpm。
采用上述组分和制备方法所制得的材料粒子,密度为1.8±0.2g/cm3,主要性能参数:抗拉强度为1450kPa;邵氏硬度72A;撕裂强度6800N/m;熔融指数28.9g/10min(230℃/21.6Kg);断裂伸长率123%;尺寸稳定性[(90±3)℃/24h后],尺寸变形为1.4%。
实施例2:
称取74份的超细硫酸钡,14份热塑性弹性体(POE),9.6份聚烯烃塑性体(POP),炭黑1份,表面活性处理剂(KH570)0.4份,微晶石蜡1份;
将上述原料通过以下步骤:
A.按上述重量份称取超细硫酸钡和表面活性处理剂,将其投入搅拌机中搅拌10min,搅拌速率为100r/min,得到无机填料混合物;
B.将上述重量份的热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、润滑剂及色母料和经步骤A制备的无机填料混合物,一起加入双螺杆挤出机中进行造粒;挤出机的温度设置为十段,其中挤出一段为180℃,挤出二段为185℃,挤出三段为190℃,挤出四段为195℃,挤出五段为195℃,挤出六段为195℃,挤出七段为200℃,挤出八段为200℃,挤出九段为200℃,挤出十段为210℃,机头温度235℃,螺杆转速为290rpm,喂料转速130rpm。
采用上述组分和制备方法所制得的材料粒子,密度为2.0±0.2g/cm3,主要性能参数:抗拉强度为1814kPa;邵氏硬度78A;撕裂强度7980N/m;熔融指数27.1g/10min(230℃/21.6Kg);断裂伸长率89%;尺寸稳定性[(90±3)℃/24h后],尺寸变形为0.9%。
实施例3:
称取79份的超细硫酸钡,10.5份热塑性弹性体(POE),8份聚烯烃塑性体(POP),炭黑1份,表面活性处理剂(KH570)0.5份,微晶石蜡1份;
将上述原料通过以下步骤:
A.按上述重量份称取超细硫酸钡和表面活性处理剂,将其投入搅拌机中搅拌5min,搅拌速率为120r/min,得到无机填料混合物;
B.将上述重量份的热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、润滑剂及色母料和经步骤A制备的无机填料混合物,一起加入双螺杆挤出机中进行造粒;双螺杆挤出机的温度设置为十段,其中挤出一段为180℃,挤出二段为185℃,挤出三段为190℃,挤出四段为195℃,挤出五段为195℃,挤出六段为195℃,挤出七段为200℃,挤出八段为200℃,挤出九段为200℃,挤出十段为210℃,机头温度235℃,螺杆转速为330rpm,喂料转速140rpm。
采用上述组分和制备方法所制得的材料粒子,密度为2.2±0.2g/cm3,材料粒子的主要性能参数:抗拉强度2814kPa;邵氏硬度85A;撕裂强度10900N/m;熔融指数25.2g/10min(230℃/21.6Kg);断裂伸长率63%;尺寸稳定性[(90±3)℃/24h后],尺寸变形为0.55%。
表1上述三个实施例中材料的组分
表1中,KH570:γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;POE:乙烯和辛烯类热塑性弹性体;POP:聚合物多元醇类聚烯烃塑性体。
表2上述三个实施例中所制备材料粒子性能对比表
从表1和2中可以看出,无机填料的含量越高,其尺寸稳定性越好,相应的其熔融指数有所降低,但当材料组分中无机填料重量份为79份时,该材料仍具有较高的熔融指数,即具有较好的熔融性能,可适用于注塑成型工艺。
本发明隔音材料通过合理选用热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、表面活性处理剂及润滑剂等助剂,大大的改善了材料的流动性,提高了材料的注塑成型性能。
表3中给出了该隔音材料粒子在230℃下剪切速率、剪切应力和剪切粘度之间的关系;从表3可以看出,在230℃条件下,增加剪切速率,熔体粘度降低变化不大,材料流动较稳定;也就是说,本发明隔音材料中无机填料所占比重虽然较多,但在一定的剪切速率下,仍能采用注塑成型的方法注塑成型大型薄壁结构产品。
表3材料剪切速率、剪切应力和剪切粘度之间的关系
所述隔音材料可用于汽车隔音产品的制备。
利用上述三种不同密度的材料粒子,分别采用注塑工艺成型汽车隔音垫产品;具体如下:
利用实施例1中密度为1.8±0.2g/cm3的材料粒子,采用2000T的注塑机,注塑成型汽车前围隔音垫,其尺寸为1413mm×725.4mm×4.5mm(长×宽×厚),体积为4681cm3,产品重量为8425.8g,表皮密度1.8±0.2g/cm3。成型的产品尺寸稳定,尺寸变化≤1.5%(干法),隔音性能良好,该产品相比于同规格热压成型产品减重1~3Kg。
利用实施例2中密度为2.0±0.2g/cm3的材料粒子,采用2000T的注塑机,注塑成型汽车前围隔音垫,其尺寸为1413mm×725.4mm×4.1mm(长×宽×厚),体积为4393.2cm3,产品重量8786.5g,表皮密度2.0±0.2g/cm3。成型的产品尺寸稳定,尺寸变化≤1.5%(干法),隔音性能良好,该产品相比于同规格热压成型产品减重1~2.3Kg。
利用实施例3中密度为2.2±0.2g/cm3的材料粒子,采用2000T的注塑机,注塑成型汽车前围隔音垫,其尺寸为1413mm×725.4mm×3.8mm(长×宽×厚),体积为3957.1cm3,产品重量8905.6g,表皮密度2.2±0.2g/cm3。成型的产品尺寸稳定,尺寸变化≤1.5%(干法),隔音性能良好,该产品相比于同规格热压成型产品减重1~2.0Kg。
上述对本发明的具体实施方式进行了详细地描述,不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内,本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种隔音材料,其特征在于,包括以下重量份的组分:10.5~20份热塑性弹性体,8~9.8份聚烯烃塑性体,68~79份超细无机填料,表面活性处理剂0.2~0.5份,润滑剂1~1.5份,色母料0~1.5份。
2.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述热塑性弹性体采用乙烯类、辛烯类、苯乙烯类热塑性弹性体中的一种或者多种混合物。
3.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述聚烯烃塑性体采用聚合物多元醇。
4.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述无机填料采用超细硫酸钡。
5.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述表面活性处理剂为甲氧基硅烷、乙氧基硅烷、过氧基硅烷类、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种混合物。
6.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述润滑剂为天然石蜡、液体石蜡、微晶石蜡、聚乙烯蜡、低分子量聚丙烯中的一种或者多种混合物。
7.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于:所述色母料为炭黑、炭黑母料中的一种或者两种混合物。
8.一种如上述权利要求1-7中所述隔音材料的制备方法,包括以下步骤:
A.按重量份称取超细无机填料和表面活性处理剂,将其投入搅拌机中搅拌5~10min,搅拌速率为100~120r/min,得到无机填料混合物;
B.将按重量份配置好的热塑性弹性体、聚烯烃塑性体、润滑剂及色母料和步骤A中制备的无机填料混合物加入双螺杆挤出机中进行造粒;双螺旋挤出机各段温度为180~210℃,机头温度195~235℃,螺杆转速250~330rpm,喂料转速120~140rpm。
9.一种权利要求1-7中所述隔音材料在制备汽车隔音产品上的用途。
10.一种利用权利要求1-7中所述隔音材料注塑成型的汽车隔音垫。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160330 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |