CN108250598A - 一种阻燃减振隔音材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃减振隔音材料，包含以下重量份的成分：丁基橡胶90～120份、三元乙丙橡胶5～15份、石油树脂20～30份、氢氧化铝150～180份、膨胀石墨40～60份、硼酸锌35～55份。本发明所述阻燃减振隔音材料具有高阻燃、环保、阻尼隔音性能好、适用温域宽和抗老化等优点，可用于汽车工业领域。同时，本发明还提供一种所述阻燃减振隔音材料的制备方法。

Description

一种阻燃减振隔音材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种隔音材料及其制备方法，尤其是一种阻燃减振隔音材料及其制备方法。
背景技术
阻尼减振材料具有减振、降噪的功能。汽车的振动和噪声关系到环境保护、汽车运行的平稳性、持久性和安全性，国外很早就采用较低成本的沥青基的材料，使汽车室内的噪音得到有效的防治和控制。但随着人们的环保意识逐渐增强，汽车室内对环保要求逐步提高，沥青基减振材料逐步被橡胶材料所替代。
丁基橡胶是一种优良的阻尼减振材料。将材料通过合理的处理，可以应用于航空、航天、汽车、粮食机械、医疗、家用电器以及其他各种薄壁结构的减振降噪。实践证明：应用丁基胶阻尼材料，能够提高产品的耐疲劳性，设备的精确度和可靠度，大大提高环境的舒适性和安全性。一般的阻尼材料主要由高分子材料组成，属于易燃材料，运用于汽车领域有着一定的隐患。因此，研发一种高阻燃的减振材料具有重要意义。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种阻燃减振隔音材料。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种阻燃减振隔音材料，包含以下重量份的成分：丁基橡胶90～120份、三元乙丙橡胶5～15份、石油树脂20～30份、氢氧化铝150～180份、膨胀石墨40～60份、硼酸锌35～55份。
丁基橡胶分子结构中缺少双键，侧链甲基分布密度较大，在玻璃化转变区呈现特殊的蠕虫状分子运动形式，具有优异的阻尼性能，即良好的吸振性。丁基胶的阻尼温域较宽，从-70℃可一直持续到20℃，通过和树脂共混可以提高其高温阻尼性能，和三元乙丙橡胶共混能改善其物理性能。同时，石油树脂具有增强材料的粘性的作用，流动性好，能改善主体材料的润湿性，粘性好，有突出的初粘性能，使得材料能够黏住金属材料；硼酸锌与氢氧化铝和膨胀石墨都是无卤无毒的阻燃剂，且能产生协同效应，遇火时能脱水降温，同时在材料表面形成碳层，隔离空气和火焰进入，保护材料不熔融滴落。
优选地，所述丁基橡胶为埃克森CIIR1066、燕山石化IIR1751、京博IIR1953中的一种或两种。
优选地，所述三元乙丙橡胶为中石化三井的4045。
优选地，所述的阻燃减振隔音材料，还包含以下重量份的成分：白炭黑40～60份、炭黑5～15份、轻质碳酸钙200～250份。通过加入轻质碳酸钙、炭黑和白炭黑，增强材料的强度，增加材料的体积同时降低生产的成本。
优选地，所述的阻燃减振隔音材料，还包含以下重量份的成分：石蜡油140～180份、硬酯酸2～8份、玻璃微珠5～15份、聚酯纤维5～15份。玻璃微珠是良好的阻尼性能改善材料，通过玻璃微珠可增加分子间摩擦，从而提高材料的阻尼系数；通过加入玻璃微珠、聚酯纤维，可提高材料损耗因子，增加阻尼温域范围。硬酯酸和石蜡油作为增塑剂，同时具有增加材料粘性的作用。
本发明中的各成分可以购买所得，比如石蜡油为广州大港石油产的PH-500；所述硬酯酸购买于金达双鹏油脂公司；硼酸锌购买于济南泰星精细化工有限公司。
更优选地，所述的阻燃减振隔音材料，包含以下重量份的成分：丁基橡胶100份、三元乙丙橡胶7.5份、白炭黑50份、炭黑10份、轻质碳酸钙225份、石油树脂25份、石蜡油165份、硬酯酸6份、氢氧化铝165份、膨胀石墨50份、硼酸锌40份、玻璃微珠10份、聚酯纤维10份。
优选地，所述白炭黑的目数为4000～5000目，所述轻质碳酸钙的目数为400～1000目。可更好在胶料中分散。
优选地，所述炭黑为炭黑774。
优选地，所述聚酯纤维材质为聚丙烯，所述聚酯纤维的长度为3～5mm。
优选地，所述石油树脂为脂肪族石油树脂、脂环族石油树脂、芳香族石油树脂、脂肪族/芳香族共聚石油树脂、加氢石油树脂中的至少一种。
更优选地，所述石油树脂为C5～C9的碳氢石油树脂。氢化树脂有更好的化学稳定性、更低的挥发性以及更低的气味性，在满足材料性能的同时，更加环保。
优选地，所述氢氧化铝的目数为800～1000目，所述膨胀石墨为鳞片状膨胀石墨。可更好在胶料中分散。
同时，本发明还提供一种所述的阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶加入密炼机中加热、搅拌剪切，进行塑炼；
(2)向步骤(1)塑炼完成的密炼机中，加入硬酯酸、白炭黑、炭黑、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油，搅拌均匀，进行混炼；
(3)向步骤(2)混炼完成的密炼机中，加入玻璃微珠、占总轻质碳酸钙质量的50％的轻质碳酸钙、占总氢氧化铝质量的50％的氢氧化铝、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油，搅拌均匀，进行混炼；
(4)向步骤(3)混炼完成的密炼机中，加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，进行混炼；
(5)向步骤(4)混炼完成的密炼机中，加入占总轻质碳酸钙质量的50％的轻质碳酸钙、占总氢氧化铝质量的50％的氢氧化铝、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，进行混炼；
(6)将步骤(5)混炼完成的物料进行挤出成型，得到片材，得到本发明所述阻燃减振隔音材料。
优选地，所述步骤(1)中，塑炼的时间为10分钟，塑炼的温度为80～90℃；
所述步骤(2)和步骤(3)中，混炼的时间为10～20分钟，混炼的温度为85～95℃；
所述步骤(4)和步骤(5)中，混炼的时间为10～20分钟，混炼的温度为85～95℃；
所述步骤(6)中，挤出成型的时间为15～20分钟，挤出成型的温度为60～80℃。
再次，本发明还提供一种上述高阻燃环保减振隔音降噪材料在汽车工业中的应用。所述的高阻燃环保减振隔声降噪材料具有较宽的温域，适合-40～130℃使用；特别适合在汽车工业中进行应用。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明所述阻燃减振隔音材料具有高阻燃、环保、阻尼隔音性能好、适用温域宽和抗老化等优点，可用于汽车工业领域，具体来说：
(1)采用丁基胶作为主要的基料，和三元乙丙橡胶和石油树脂共混，拓宽了阻尼温域，改善了材料物理性能，能够起到提高汽车阻尼性能的作用；
(2)通过采用硼酸锌、氢氧化铝和膨胀石墨阻燃剂，无卤无毒，且能产生阻燃协同效应，能够极大的改善材料的阻燃性，环保且有效；
(3)采用石油树脂、硬酯酸和石蜡油，能够改善材料的老化性，主体材料的润湿性、初粘性、以及一定的软化的作用等。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述阻燃减振隔音材料的一种实施例，本实施例所述隔音材料包含以下重量份的成分：
本实施例所述阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶放到密炼机里加热并且搅拌剪切，80℃下进行塑炼，10分钟；
(2)在上述两种橡胶共混均匀的前提下，加入硬酯酸，白炭黑、炭黑、1/3的石蜡油，搅拌均匀，85℃进行混炼10分钟；
(3)加入玻璃微珠、1/2的轻质碳酸钙、1/2的氢氧化铝、1/3的石蜡油，搅拌均匀，85℃进行混炼10分钟；
(4)加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，85℃进行混炼10分钟；
(5)加入1/2的轻质碳酸钙、1/2的氢氧化铝、1/3的石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，85℃进行混炼10分钟；
(6)挤出成片材，并复合一层超薄铝箔和离型纸，得到高阻燃环保减振隔声降噪材料，挤出温度为70℃，挤出时间为15分钟。其性能参数见表1。
实施例2
本发明所述阻燃减振隔音材料的一种实施例，本实施例所述隔音材料包含以下重量份的成分：
本实施例所述阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶放到密炼机里加热并且搅拌剪切，85℃下进行塑炼，10分钟；
(2)在上述两种橡胶共混均匀的前提下，加入硬酯酸，白炭黑、炭黑、1/3的石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(3)加入玻璃微珠、1/2的轻质碳酸钙、1/2的氢氧化铝、1/3的石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(4)加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(5)加入1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(6)挤出成片材，并复合一层超薄铝箔和离型纸，得到高阻燃环保减振隔声降噪材料，挤出温度为70℃，挤出时间为15分钟。其性能参数见表1。
实施例3
本发明所述阻燃减振隔音材料的一种实施例，本实施例所述隔音材料包含以下重量份的成分：
本实施例所述阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶放到密炼机里加热并且搅拌剪切，90℃下进行塑炼，10分钟；
(2)在上述两种橡胶共混均匀的前提下，加入硬酯酸，白炭黑、炭黑、1/3的石蜡油，搅拌均匀，95℃进行混炼20分钟；
(3)加入玻璃微珠、1/2的轻质碳酸钙、1/2的氢氧化铝、1/3的石蜡油，搅拌均匀，95℃进行混炼15分钟；
(4)加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，95℃进行混炼20分钟；
(5)加入1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，95℃进行混炼20分钟；
(6)挤出成片材，并复合一层超薄铝箔和离型纸，得到高阻燃环保减振隔声降噪材料，挤出温度为80℃，挤出时间为20分钟。其性能参数见表1。
实施例4
本发明所述阻燃减振隔音材料的一种实施例，本实施例所述隔音材料包含以下重量份的成分：
本实施例所述阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶放到密炼机里加热并且搅拌剪切，80℃下进行塑炼，10分钟；
(2)在上述两种橡胶共混均匀的前提下，加入硬酯酸，白炭黑、炭黑、1/3石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(3)加入玻璃微珠、1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(4)加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(5)加入1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(6)挤出成片材，并复合一层超薄铝箔和离型纸，得到高阻燃环保减振隔声降噪材料，挤出温度为70℃，挤出时间为15分钟。其性能参数见表1。
实施例5
本发明所述阻燃减振隔音材料的一种实施例，本实施例所述隔音材料包含以下重量份的成分：
本实施例所述阻燃减振隔音材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶放到密炼机里加热并且搅拌剪切，80℃下进行塑炼，10分钟；
(2)在上述两种橡胶共混均匀的前提下，加入硬酯酸，白炭黑、炭黑、1/3石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(3)加入玻璃微珠、1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(4)加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(5)加入1/2轻质碳酸钙、1/2氢氧化铝、1/3石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，90℃进行混炼15分钟；
(6)挤出成片材，并复合一层超薄铝箔和离型纸，得到高阻燃环保减振隔声降噪材料，挤出温度为70℃，挤出时间为15分钟。其性能参数见表1。
实施例6
本实施例将实施例1～5所得的高阻燃环保减振隔声降噪材料的各性能进行测试分析，具体性能测试方法参考标准STM-D4065-2006、GB/T18258-2000和UL-94，具体测试结果如表1所示。
表1实施例1～5所得的阻燃减振隔音材料性能测试结果
从表1中可以看出，实施例1、2、3、4和5得到的高阻燃环保减振隔声降噪材料具有高阻燃、阻尼系数和隔音系数较高、耐高低温性能好、初粘性高的特点。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种阻燃减振隔音材料，其特征在于，包含以下重量份的成分：丁基橡胶90～120份、三元乙丙橡胶5～15份、石油树脂20～30份、氢氧化铝150～180份、膨胀石墨40～60份、硼酸锌35～55份。
2.如权利要求1所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，还包含以下重量份的成分：白炭黑40～60份、炭黑5～15份、轻质碳酸钙200～250份。
3.如权利要求2所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，还包含以下重量份的成分：石蜡油140～180份、硬酯酸2～8份、玻璃微珠5～15份、聚酯纤维5～15份。
4.如权利要求3所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，包含以下重量份的成分：丁基橡胶100份、三元乙丙橡胶7.5份、白炭黑50份、炭黑10份、轻质碳酸钙225份、石油树脂25份、石蜡油165份、硬酯酸6份、氢氧化铝165份、膨胀石墨50份、硼酸锌40份、玻璃微珠10份、聚酯纤维10份。
5.如权利要求2所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，所述白炭黑的目数为4000～5000目，所述轻质碳酸钙的目数为400～1000目。
6.如权利要求2所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，所述聚酯纤维材质为聚丙烯，所述聚酯纤维的长度为3～5mm。
7.如权利要求1～6任一项所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，所述石油树脂为脂肪族石油树脂、脂环族石油树脂、芳香族石油树脂、脂肪族/芳香族共聚石油树脂、加氢石油树脂中的至少一种。
8.如权利要求1～6任一项所述的阻燃减振隔音材料，其特征在于，所述氢氧化铝的目数为800～1000目，所述膨胀石墨为鳞片状膨胀石墨。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的阻燃减振隔音材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将丁基橡胶和三元乙丙橡胶加入密炼机中加热、搅拌剪切，进行塑炼；
(2)向步骤(1)塑炼完成的密炼机中，加入硬酯酸、白炭黑、炭黑、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油，搅拌均匀，进行混炼；
(3)向步骤(2)混炼完成的密炼机中，加入玻璃微珠、占总轻质碳酸钙质量的50％的轻质碳酸钙、占总氢氧化铝质量的50％的氢氧化铝、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油，搅拌均匀，进行混炼；
(4)向步骤(3)混炼完成的密炼机中，加入膨胀石墨、硼酸锌，搅拌均匀，进行混炼；
(5)向步骤(4)混炼完成的密炼机中，加入占总轻质碳酸钙质量的50％的轻质碳酸钙、占总氢氧化铝质量的50％的氢氧化铝、占总石蜡油质量的33.3％的石蜡油、聚酯纤维，搅拌均匀，进行混炼；
(6)将步骤(5)混炼完成的物料进行挤出成型，得到片材，得到本发明所述阻燃减振隔音材料。
10.如权利要求9所述的阻燃减振隔音材料的制备方法，其特征在于，
所述步骤(1)中，塑炼的时间为10分钟，塑炼的温度为80～90℃；
所述步骤(2)和步骤(3)中，混炼的时间为10～20分钟，混炼的温度为85～95℃；
所述步骤(4)和步骤(5)中，混炼的时间为10～20分钟，混炼的温度为85～95℃；
所述步骤(6)中，挤出成型的时间为15～20分钟，挤出成型的温度为60～80℃。
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