CN109483976B - 一种电动汽车电机用隔音垫及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车电机用隔音垫及其制作方法，为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层，本发明还包括膨胀卡扣，隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接。与现有技术相比，本发明具有对电动汽车电机包裹性更好，密封性、耐热性、阻燃性、吸声性能更好，且便于安装和拆卸等优点。

Description

一种电动汽车电机用隔音垫及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种汽车隔音隔热垫，尤其是涉及一种电动汽车电机用隔音垫及其制作方法。
背景技术
自2015年美国加州首次提出可能在2030年禁止传统燃油车上市销售的计划后，禁售燃油车计划的提出，标志着新能源汽车已经全面走向历史舞台，中国作为全球制造业大国，不但在产量方面遥遥领先，在销量方面也已连续多年位居首位。支持电动汽车快速发展，一方面是为了扭转中国在传统汽车产业上的劣势，实现汽车产业“弯道超车”的目标。另一方面，由于中国石油资源有限，为了降低对国外能源进口的依赖，将注意力从传统能源转向新能源已经势在必行。
动力电池、驱动电机、电控系统是电动汽车的核心部件，随着对续航里程的要求提高，电动汽车的轻量化趋势明显，一方面电机本体的机壳和定子的厚度再降低，另一方面减速器、车桥、车架的质量也在下降。这导致了无论是本体还是系统的刚度都在下降，相同的电磁力激励会产生更大的振动响应，还可能会引起更大的噪音，电机的噪声主要为电磁噪声和机械噪声，主要为中高频率，所以减少电机的噪声中、高频尤为重要。
中国专利CN102529840A公布一种多层结构的汽车隔音垫及其制造方法，该隔音垫由密度为200～220kg/m3的毛毡硬质隔音材料以及密度为60～70kg/m3的聚氨酯软质隔音材料经聚氨酯自生粘结构成，该专利使用的毛毡硬质隔音材料，硬质材料吸音性较差，且毛毡类材料吸水性较强，遇水和长时间振动后可能产生毛毡松散、膨胀失效的风险，而本发明中的材料，不是硬质材料，具有良好的吸声和耐吸水、包裹好的特性，化学稳定性较毛毡类更佳。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种密封性能、吸声性能更好的电动汽车电机用隔音垫及其制作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电动汽车电机用隔音垫，该隔热垫为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层。
还包括膨胀卡扣，所述隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接；使用膨胀卡扣，使得工人在汽车装配过程中，无需使用额外的工具，且快速简单，在汽车售后方面也便于拆卸，可以重复使用，避免零件的报废，节约资源。
所述的无纺布的密度为100～120g/m2。
所述的无纺布的一面喷洒溴系阻燃剂，另一面喷洒PP阻燃粉。
所述溴系阻燃剂喷洒量为1.5～3g/m2；所述PP阻燃粉喷洒量为8～12g/m2。
所述的酚醛树脂玻纤层密度为1500～2000g/m2，厚度为25～35mm。
所述的酚醛树脂玻纤层的制备方法包括以下步骤：
(1)玻璃纤维与丙纶按照重量比为1～1.2:1混棉、开松，并用梳理机进行梳理均匀后得到混合纤维；
(2)在梳理后的混合纤维上通过气流撒粉添加酚醛树脂粉，然后铺网处理得到复合纤维；所述酚醛树脂粉的重量为毡坯总重量的10～20％；
(3)复合纤维进入针刺机组进行针刺得到半成品毡，然后进行半成品毡收卷；
(4)控制温度为210±20℃，将收卷后的半成品毡进行平板热压成型处理15～30S；其中处理时间的长短根据酚醛树脂玻纤层的厚度和密度进行设定；
(5)根据制作的隔音垫所需要的尺寸，将毡坯进行裁切，即得到所述酚醛树脂玻纤层。
所述PU发泡层为异氰酸酯和聚醚混合后，经发泡、熟化、切除余料得到，PU发泡层的密度为55～65kg/m3，厚度为5～15mm，优选为10mm。
所述PU发泡层与所述无纺布层经聚氨酯自生粘结。
一种电动汽车电机用隔音垫的制作方法，该方法包括以下步骤：
(1)热压成型
将无纺布、酚醛树脂玻纤层、无纺布自上而下依次排布，然后进行热压成型，控制热压温度为210-230℃，压力为150-200KPa，压制处理90-110s；
(2)冷却定型
将热压成型的产品在室温中冷却60～90s进行冷却定型，在切除余料得到半成品；
(3)发泡
控制模具温度为60±15℃，将步骤(2)得到的半成品放入到发泡模具中，异氰酸酯和聚醚按照重量比为(0.5～0.65)：1混合得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为25±5℃，浇注在半成品的内表面，发泡熟化时间为3～5min，然后切除余料即得到所述隔音垫的主体层状结构。
(4)将发泡的零件装上膨胀卡扣，得到带膨胀卡扣的隔音垫，提高了装卸效率，避免零件的报废，节约资源。
为了减少电机的噪声，尤其噪声中、高频，纤维类的和发泡类的材料降噪明显，考虑到电机的工作环境，材料需要一定的密封性、耐热性、阻燃性，而玻璃纤维是耐热性强、抗腐蚀性好，绝缘和绝热材料，化学成份稳定，PUR材料具有吸声好，贴合度高、密封性好的特点，因此本发明选用以玻璃纤维结合内表面为PUR材料为主体的零件。
与现有技术相比，本发明对电动汽车电机包裹性更好，密封性、耐热性、阻燃性、吸声性能更好，且便于安装和拆卸。本发明中聚氨酯发泡层中具有很多不规则发泡孔，玻璃纤维层内部也有横竖交错的纤维堆积，高频的声波在通过复杂的发泡孔和纤维网时，能有效与之产生热摩擦而衰减，产生具有良好的吸声效果，同时玻纤和聚氨酯发泡质地较软、蓬松，也具有一定的减震功能。
本发明中，阻燃性是一个关键技术要求，无纺布起到包裹材料、阻燃的作用，其背面使用PP阻燃粉外，含量8～12g/m2，表面喷洒溴系阻燃剂,含量2～3g/m2，玻璃纤维中使用阻燃酚醛树脂，含量200～300g/m2，并且在热压工艺温度控制在210-230℃，合模时间60～90s，温度低于范围，模压时间较短时，树脂粉不能完全熔化，阻燃效果会大大折扣，温度过高和时间较长时，无纺布的PP粉会碳化，影响粘合。
与公开的中国专利CN102529840A相比，本发明的成分为玻璃纤维层+阻燃酚醛树脂+阻燃无纺布+聚氨酯发泡+膨胀卡扣，制备步骤以及工艺参数均与其不同。
附图说明
图1为本发明的产品和毛毡材料的产品性能测试。
具体实施方式
下面结合具体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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种电动汽车电机用隔音垫，该隔热垫为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层；并设置膨胀卡扣，隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接；使用膨胀卡扣，使得工人在汽车装配过程中，无需使用额外的工具，且快速简单，在汽车售后方面也便于拆卸，可以重复使用，避免零件的报废，节约资源。无纺布密度为100g/m2，无纺布的一面喷洒溴系阻燃剂，另一面喷洒PP阻燃粉，其中溴系阻燃剂喷洒量为2g/m2；所述PP阻燃粉喷洒量为10g/m2；酚醛树脂玻纤层的密度为1500g/m2，玻璃纤维的厚度为25mm，PU发泡层的密度为55kg/m3，PU发泡层的厚度为10mm，膨胀卡扣为10套。
酚醛树脂玻纤的制备方法为：
(1)玻璃纤维与丙纶按照重量比为1:1混棉、开松，并用梳理机进行梳理均匀后得到混合纤维；
(2)在梳理后的混合纤维上通过气流撒粉添加酚醛树脂粉，其中酚醛树脂粉为制得的毡坯总重量的20％，然后铺网处理得到复合纤维；
(3)复合纤维进入针刺机组进行针刺得到半成品毡，然后进行半成品毡收卷；
(4)控制温度为210℃，将收卷后的半成品毡进行平板热压成型处理20S，其中处理时间的长短根据酚醛树脂玻纤层的厚度和密度进行设定；本实施例中，热压后毡的厚度在25mm。
(5)根据制作的隔音垫所需要的尺寸，将毡坯进行裁切，即得到所述酚醛树脂玻纤层。
隔热垫的制备方法为：
(1)热压成型
将无纺布、酚醛树脂玻纤层、无纺布自上而下依次排布，然后进行热压成型，控制热压温度为210℃，压力为150KPa，压制处理90s；
(2)冷却定型
将热压成型的产品在室温中冷却80s进行冷却定型，在切除余料得到半成品；
(3)发泡
控制模具温度为45℃，将步骤(2)得到的半成品放入到发泡模具中，异氰酸酯和聚醚按照重量比为0.5：1混合得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为20℃，浇注在半成品的内表面，发泡熟化时间为3min，然后切除余料即得到所述隔音垫的主体层状结构。
(4)将发泡的零件装上膨胀卡扣，得到带膨胀卡扣的隔音垫，提高了装卸效率，避免零件的报废，节约资源。
为了减少电机的噪声，尤其噪声中、高频，纤维类的和发泡类的材料降噪明显，考虑到电机的工作环境，材料需要一定的密封性、耐热性、阻燃性，而玻璃纤维是耐热性强、抗腐蚀性好，绝缘和绝热材料，化学成份稳定，PUR材料具有吸声好，贴合度高、密封性好的特点，因此本发明选用以玻璃纤维结合内表面为PUR材料为主体的零件。
与现有技术相比，本发明对电动汽车电机包裹性更好，密封性、耐热性、阻燃性、吸声性能更好，且便于安装和拆卸。图1中对比了本实施例中的产品和市售的毛毡材料隔音垫的吸音性能，从图中可以看出，本发明中的产品对噪音的吸收系数大于市售的毛毡材料对噪音的吸收系数，因此本发明具有更优的吸声性能。
实施例2
一种电动汽车电机用隔音垫，该隔热垫为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层；并设置膨胀卡扣，隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接；使用膨胀卡扣，使得工人在汽车装配过程中，无需使用额外的工具，且快速简单，在汽车售后方面也便于拆卸，可以重复使用，避免零件的报废，节约资源。无纺布密度为120g/m2，另一面喷洒PP阻燃粉，其中溴系阻燃剂喷洒量为1.5g/m2；所述PP阻燃粉喷洒量为12g/m2，酚醛树脂玻纤层的密度为1750g/m2，玻璃纤维层的厚度为25mm，PU发泡层的密度为60kg/m3，PU发泡层厚度为10mm，膨胀卡扣为10套。
酚醛树脂玻纤层的制备方法为：
(1)玻璃纤维与丙纶按照重量比为1.1:1混棉、开松，并用梳理机进行梳理均匀后得到混合纤维；
(2)在梳理后的混合纤维上通过气流撒粉添加酚醛树脂粉，其中酚醛树脂粉为制得的毡坯总重量的10％，然后铺网处理得到复合纤维；
(3)复合纤维进入针刺机组进行针刺得到半成品毡，然后进行半成品毡收卷；
(4)控制温度为190℃，将收卷后的半成品毡进行平板热压成型处理10S，其中处理时间的长短根据酚醛树脂玻纤层的厚度和密度进行设定；本实施例中，热压后毡的厚度在35mm。
(5)根据制作的隔音垫所需要的尺寸，将毡坯进行裁切，即得到所述酚醛树脂玻纤层。
隔热垫的制备方法为：
(1)热压成型
将无纺布、酚醛树脂玻纤层、无纺布自上而下依次排布，然后进行热压成型，控制热压温度为230℃，压力为200KPa，压制处理110s；
(2)冷却定型
将热压成型的产品在室温中冷却90s进行冷却定型，在切除余料得到半成品；
(3)发泡
控制模具温度为75℃，将步骤(2)得到的半成品放入到发泡模具中，异氰酸酯和聚醚按照重量比为0.65：1混合得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为30℃，浇注在半成品的内表面，发泡熟化时间为5min，然后切除余料即得到所述隔音垫的主体层状结构。
(4)将发泡的零件装上膨胀卡扣，得到带膨胀卡扣的隔音垫，提高了装卸效率，避免零件的报废，节约资源。
实施例3
一种电动汽车电机用隔音垫，该隔热垫为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层；并设置膨胀卡扣，隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接；使用膨胀卡扣，使得工人在汽车装配过程中，无需使用额外的工具，且快速简单，在汽车售后方面也便于拆卸，可以重复使用，避免零件的报废，节约资源。无纺布密度为110g/m2，另一面喷洒PP阻燃粉，其中溴系阻燃剂喷洒量为3g/m2；所述PP阻燃粉喷洒量为8g/m2，酚醛树脂玻纤层的密度为2000g/m2，玻纤层厚度为20mm，酚醛树脂玻纤层的厚度为30mm，PU发泡层的密度为65kg/m3，PU发泡层厚度为10mm，膨胀卡扣为10套。
酚醛树脂玻纤层的制备方法为：
(1)玻璃纤维与丙纶按照重量比为1.2:1混棉、开松，并用梳理机进行梳理均匀后得到混合纤维；
(2)在梳理后的混合纤维上通过气流撒粉添加酚醛树脂粉，其中酚醛树脂粉为制得的毡坯总重量的15％，然后铺网处理得到复合纤维；
(3)复合纤维进入针刺机组进行针刺得到半成品毡，然后进行半成品毡收卷；
(4)控制温度为230℃，将收卷后的半成品毡进行平板热压成型处理30S，其中处理时间的长短根据酚醛树脂玻纤层的厚度和密度进行设定；本实施例中，热压后毡的厚度在30mm。
(5)根据制作的隔音垫所需要的尺寸，将毡坯进行裁切，即得到所述酚醛树脂玻纤层。
隔热垫的制备方法为：
(1)热压成型
将无纺布、酚醛树脂玻纤层、无纺布自上而下依次排布，然后进行热压成型，控制热压温度为220℃，压力为175KPa，压制处理100s；
(2)冷却定型
将热压成型的产品在室温中冷却60s进行冷却定型，在切除余料得到半成品；
(3)发泡
控制模具温度为60℃，将步骤(2)得到的半成品放入到发泡模具中，异氰酸酯和聚醚按照重量比为0.6：1混合得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为25℃，浇注在半成品的内表面，发泡熟化时间为4min，然后切除余料即得到所述隔音垫的主体层状结构。
(4)将发泡的零件装上膨胀卡扣，得到带膨胀卡扣的隔音垫，提高了装卸效率，避免零件的报废，节约资源。
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 (9)

1.一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，该隔音垫为四层结构，包括自上而下依次设置的PU发泡层、无纺布层、酚醛树脂玻纤层和无纺布层；
所述的酚醛树脂玻纤层的制备方法包括以下步骤：
（1）玻璃纤维与丙纶按照重量比为1:1~1.2:1混棉、开松、梳理处理后得到混合纤维；
（2）在混合纤维上通过气流撒粉添加酚醛树脂粉，然后铺网处理得到复合纤维；所述酚醛树脂粉的重量为毡坯总重量的10~20%；
（3）将复合纤维进行针刺得到半成品毡，然后进行半成品毡收卷；
（4）控制温度为210±20℃，将收卷后的半成品毡进行平板热压成型处理15~30S；
（5）毡坯经过裁切得到所述酚醛树脂玻纤层；
所述PU发泡层的制备方法为：
控制温度为60±15℃，将异氰酸酯和聚醚按照重量比为0.5~0.65：1混合，得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为25±5℃，经发泡熟化3~5min，切除余料后，得到PU发泡层；
聚氨酯发泡层中具有不规则发泡孔，玻璃纤维层内部有横竖交错的纤维堆积，高频的声波在通过发泡孔和纤维网时，能有效与发泡孔和纤维网产生热摩擦而衰减，产生良好的吸声效果。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，还包括膨胀卡扣，所述隔音垫与汽车主体通过膨胀卡扣连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述的无纺布的密度为100~120g/m2。
4.根据权利要求1或3所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述的无纺布的一面喷洒溴系阻燃剂，另一面喷洒PP阻燃粉。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述溴系阻燃剂喷洒量为1.5~3g/m2；所述PP阻燃粉喷洒量为8~12g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述的酚醛树脂玻纤层密度为1500~2000g/m2，厚度为25~35mm。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述PU发泡层的密度为55~65kg/m3，厚度为5~15mm。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫，其特征在于，所述PU发泡层与相邻的无纺布层经聚氨酯自生粘结。
9.如权利要求1所述的一种电动汽车电机用隔音垫的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）热压成型
将无纺布、酚醛树脂玻纤层、无纺布自上而下依次排布，然后进行热压成型，控制热压温度为210-230℃，压力为150-200KPa，压制处理90-110s；
（2）冷却定型
将热压成型的产品在室温中冷却60~90s进行冷却定型，在切除余料得到半成品；
（3）发泡
控制模具温度为60±15℃，将步骤（2）得到的半成品放入到发泡模具中，异氰酸酯和聚醚按照重量比为0.5~0.65：1混合得到聚氨酯发泡剂，控制聚氨酯发泡剂的温度为25±5℃，浇注在半成品的内表面，发泡熟化时间为3~5min，然后切除余料即得到所述隔音垫的主体层状结构。
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