CN105504649B - 汽车内饰用隔音减震耐热abs树脂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物及其制备方法，所述树脂组合物包含以下组分和含量：ABS树脂100重量份，耐热剂5～30重量份，隔音减震聚合物5～20重量份，空心玻璃微珠1～5重量份，光稳定剂0.3～1.0重量份，助剂0.5～2.0重量份。将上述原材料在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物。本发明的方法简单易行，制备的树脂组合物不仅具有优异的隔音减震效果，同时机械性能良好，非常适合应用于汽车内饰领域。

Description

汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物及其制备方法。
背景技术
当今汽车工业飞速发展，汽车是现代交通工具中最普遍最重要的一种，随着人们对生活要求的提高，对汽车的需求也从最初的代步工具逐渐上升为舒适的移动空间。汽车给人类的生活带来了巨大便利的同时也伴随着不可避免的噪音污染问题。车内噪音主要是车厢外的汽车各部分噪音通过传递进入车内部以及汽车内饰零部件间震动激发产生的噪音，主要来源包括发动机噪音、车身共振噪音、底盘噪音、风噪、箱内共鸣噪音等。车内噪音过大会直接对驾驶员和乘客的驾驶环境造成影响，包括生理、心理的影响，甚至会影响到安全行驶。因此，汽车产生噪音的大小在很大的程度上反应了汽车生产厂家的设计和制造水平，汽车噪音也成为了衡量汽车自身机械性能和舒适性能品质的重要标准。
目前，对改善汽车室内噪音研究较多的是结构部件的特殊设计，结合特殊材料结构以及某种结构组合来达到吸声的效果。如吸声汽车门板、顶盖及翼子板等。
通过对现有专利文献的检索发现，专利WO2004/018196公开了一种隔音丙烯酸片材，在丙烯酸片材中嵌入由与丙烯酸片材不相容的材料组成的丝线、带、格栅或网在断裂时用以联结碎片，它含有一部分占片材总重40％到80％重量的不透明填料。特别优选的填料是由滑石和白云石形成的补充材料，必要时优选与氢氧化铝混合。该发明的丙烯酸片材可用作隔音板，尤其用作防噪声中的部件的用途。
专利WO2008/050994公开了一种高密度聚酯吸音合成材料及其制造装置。所述吸音合成材料包括将合成聚酯纤维材料作为基材而制成、密度在150Kg/m3至350Kg/m3之间的多孔吸音基材，粘合在所述吸音基材一面上的合成树脂薄片。所述的装置包括插入单元、固定单元和粘合单元，并于将合成聚酯纤维材料作为基材而制成的高密度、多孔性吸音基材上粘合合成树脂薄片。
专利CN 201737057 U公开了一种防噪音轿车顶盖，包括覆板，所述防噪音轿车顶盖具有衬板，所述衬板与覆板固定连接。面积较大的衬板固定连接在覆板的薄弱部位，加强了轿车顶盖的整体刚度，使轿车行驶时振动和空气阻尼等原因产生的顶盖变形减小，从而防止产生噪音。衬板与覆板间粘结剂粘结连接面大且工艺简单。合成橡胶板密度相对较小，吸振性好可增强轿车顶盖防噪音效果，且合成橡胶板无气味，可回收。
专利WO2005/045802公开了一种内部材料、板形成体以及制造内部材料的方法。该专利中的内部材料至少包括一结构构件和一噪音吸收层，其中，结构构件具有至少一个形成在其底部的内表面上的肋，并与外部材料的内表面内切地接触，通过肋与外部材料密切地接触而形成一与外界隔绝的密封的中空部分，以及噪音吸收层设置在结构构件的外表面上。利用该内部材料，通过有效地抑制从驾驶室外面进入的噪音，可改善工作机器驾驶室内的工作环境。
专利WO2005/015539公开了一种汽车内装材料用泡沫薄片和汽车内装材料。该发明提供了可以保持优良的吸音性的同时可以成形为所需形状的汽车内装材料用泡沫薄片。本发明的汽车内装材料用泡沫薄片的特征在于在连续气泡率为50％以上的改性聚苯醚系树脂泡沫薄片的一个面上，形成有在该泡沫薄片表面开口的孔部。因此，可将声音的振动能量通过孔部顺利地引导至泡沫薄片的连续起泡内，使连续气泡的气泡壁进行振动而将声音的振动能量转换为热能，由此可以发挥优良的吸音性。
汽车噪音对环境的污染以及对人类健康的损害越来越受到各界重视，人们已经投入了大量的人力、物力、财力进行研究。汽车内饰材料的吸音、隔音功能，成为了近年来汽车内饰材料的一个新方向。如汽车内饰的织物以及组合零部件的衔接采用添加毛毡的方式来减少振动摩擦产生的噪音。
然而，现有的专利技术对汽车内饰零部件所用材料的本身隔音减震研究较少，即通过对材料本身的改善来减少汽车室内噪音的研究较匮乏。ABS树脂在汽车内饰零部件的应用较广泛，而对ABS树脂进行改性，从而达到从根源上来降低噪音的研究，目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中对材料本身隔音减震研究较少，ABS树脂直接应用在汽车内饰件时耐热不足，而提供一种汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
第一方面，本发明涉及一种汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，所述组合物包含以下重量份数的各组分：
优选的，所述ABS树脂中丁二烯的含量为10wt.％～17wt.％，重均分子量为80,000～150,000，丁二烯橡胶的数均粒径为0.3～1.0μm。
优选的，所述耐热剂选自N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐共聚物(N-PMI-St-MAH)或α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(α-SAN)。
优选的，所述隔音减震聚合物为同时含有聚苯乙烯硬段和乙烯支化聚二烯软段的交联聚合物，苯乙烯含量在12～20wt.％，比重在0.89～0.94g/cm3。
优选的，所述空心玻璃微珠粒径在5～15μm，真实密度在0.125～0.60g/cm3。发明人发现，在本发明的树脂组合物体系中，添加5～15μm粒径的空心玻璃微珠，其与隔音减震聚合物起到协同改善
优选的，所述光稳定剂为水杨酸酯、二苯甲酮、三嗪类、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的一种或多种混合物。
优选的，所述助剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种混合物。
第二方面，本发明还涉及一种汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂组合物的制备方法，包括：将所述ABS树脂、耐热剂、隔音减震聚合物、空心玻璃微珠、光稳定剂和助剂在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到所述汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物。
优选的，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44；所述的双螺杆挤出机的挤出温度为190～240℃之间，螺杆转速为200～500转/分钟。
优选的，所述双螺杆挤出机带有温控装置及抽真空装置。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)、本发明采用共混改性的技术手段，将ABS树脂及相容性良好的耐热剂和隔音减震聚合物熔融共混，同时引入空心玻璃微珠。该体系中的隔音减震聚合物与空心玻璃微珠在隔音减震效果上存在协同作用，从而制备出具有优异隔音减震并且耐热高、物理机械性能优良的隔音减震耐热ABS树脂组合物；
2)、本发明的制备方法工艺过程简单、成本低且所得树脂低气味低有机物挥发，特别适合应用于汽车内饰零部件。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明，ABS树脂中丁二烯的含量为10wt.％～17wt.％，重均分子量为80,000～150,000，丁二烯橡胶的数均粒径为0.3～1.0μm。隔音减震聚合物为同时含有聚苯乙烯硬段和乙烯支化聚二烯软段的交联聚合物，苯乙烯含量在12～20wt.％，比重在0.89～0.94g/cm3。空心玻璃微珠粒径在5～15μm，真实密度在0.125～0.60g/cm3。光稳定剂为水杨酸酯、二苯甲酮、三嗪类、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的一种或多种混合物。助剂选受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的多种混合物。
以下实施例和对比例中选用：
ABS树脂，丁二烯的含量为15.6％，重均分子量为147,000，丁二烯橡胶的数均粒径为0.3μm和0.8μm复配，韩国锦湖石化生产；
隔音减震聚合物，牌号HYBRARTM5127，日本Kuraray公司生产；
空心玻璃微珠，牌号K15，美国3M公司生产；
耐热剂α-SAN，牌号KR2556，德国BASF公司生产；
耐热剂N-PMI-St-MAH，牌号MSNH，日本DENKA公司生产。
光稳定剂及助剂均为市售。
实施例1～10
实施例1～10涉及一种汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物及其制备方法。
其制备方法包括以下步骤：
(1)按表1所示的组分和含量备料；
(2)将ABS树脂，耐热剂，隔音减震聚合物，空心玻璃微珠，光稳定剂，其他助剂在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到可用于汽车内饰的低光泽树脂组合物。
双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，并且带有温控装置及抽真空装置；所述的双螺杆挤出机的挤出温度为200～230℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
对比例1～4
对比例1～4涉及一种汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物及其制备方法。
其制备方法包括以下步骤：
(1)按表1所示的组分和含量备料；
(2)将上述各原料在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒步骤，得到可用于汽车内饰的低光泽树脂组合物。
双螺杆挤出机的螺杆长径比为40，并且带有温控装置及抽真空装置；所述的双螺杆挤出机的挤出温度为200～230℃之间，螺杆转速为400转/分钟。
表1
机械性能测试
对实施例1～10和对比例1～4所制得的汽车内饰用隔音减震耐热ABS树脂进行机械性能及阻尼减震性能测试，结果如表2所示：
IZOD缺口冲击强度：按照ASTM D256标准进行测试，样条厚度为3.2mm；
热变形温度：按照ASTM D648标准进行测试，测试条件为1.82MPa；
弯曲模量：按照ASTM D790标准进行测试，测试速度为3mm/min；
熔融指数：按照ASTM D1238标准进行测试，测试条件为220℃*10Kg；
损耗角正切：阻尼减震性能通过动态粘弹性测试仪在110HZ条件下进行测定。
表2机械性能及阻尼减震性能测试结果
根据表2中各个实施例及对比例的机械性能及阻尼减震性能结果，通过将ABS树脂和耐热剂、隔音减震树脂、空心玻璃微珠共混可以制备出具有优异阻尼减震效果并且机械性能良好的材料。其中，耐热剂的引入可以明显提高ABS树脂的耐热性，这由对比例以及各实施例的热变形温度反映出来。而由各实施例的损耗角正切的结果可知，隔音减震聚合物和空心玻璃微珠能明显改善ABS树脂的阻尼减震性能，这主要是利用了隔音减震聚合物的分子链结构中同时具有聚苯乙烯硬段和乙烯支化聚二烯软段，同时分子链间形成交联网络，这些特殊的结构具有极大的阻尼性；空心玻璃微珠则利用了中空的结构，起到对噪音吸收和缓冲的作用。由对比例1、4及实施例2～5的机械性能和阻尼减震性能测试结果，单独添加空心玻璃微珠或隔音减震聚合物时，只有添加量较大时才有较明显的阻尼减震性，而当空心玻璃微珠添加量较大时，体系的熔融指数下降幅度大，这会严重影响到材料的加工流动性。当隔音减震聚合物添加量较大时，材料的弯曲模量则显著下降，说明材料的刚性变差。值得注意的是，二者联合使用会起到协同作用，即实现了“1+1＞2”的效果，这是由于空心玻璃微珠不仅分散在ABS树脂相中，还有一部分5～15μm粒径的空心玻璃微珠均布在隔音减震聚合物的交联网络中，从而起到良好的阻尼减震的协同作用。根据不同的场合，各实施例均可发挥其隔音减震的作用，同时机械性能优良。实施例7和实施例8的综合性能最适合应用于不同耐热要求的汽车内饰件中。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，其特征在于，所述组合物包含以下重量份数的各组分：
所述隔音减震聚合物为同时含有聚苯乙烯硬段和乙烯支化聚二烯软段的交联聚合物，苯乙烯含量在12～20wt.％，比重在0.89～0.94g/cm3；
所述空心玻璃微珠粒径为5～15μm，密度为0.125～0.60g/cm3。
2.根据权利要求1所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，其特征在于，所述ABS树脂中丁二烯的含量为10wt.％～17wt.％，重均分子量为80,000～150,000，丁二烯橡胶的数均粒径为0.3～1.0μm。
3.根据权利要求1所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，其特征在于，所述耐热剂选自N-苯基马来酰亚胺-苯乙烯-马来酸酐共聚物或α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物。
4.根据权利要求1所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，其特征在于，所述光稳定剂为水杨酸酯、二苯甲酮、三嗪类、苯并三唑类的UV吸收剂以及受阻胺类自由基捕捉剂中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物，其特征在于，所述助剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种或多种混合物。
6.一种根据权利要求1所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将所述ABS树脂、耐热剂、隔音减震聚合物、空心玻璃微珠、光稳定剂和助剂在高速混合机内搅拌充分混合后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，在螺杆的输送、剪切和混炼下，物料熔化、复合，再经挤出、拉条、冷却、切粒，得到所述汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物。
7.根据权利要求6所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的螺杆长径比为36～44；所述双螺杆挤出机的挤出温度为190～240℃，螺杆转速为200～500转/分钟。
8.根据权利要求6所述的汽车内饰用隔音减震ABS树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机带有温控装置及抽真空装置。
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