CN111363212A - 一种汽车用阻尼减震材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减震材料技术领域，具体涉及到一种汽车用阻尼减震材料及其制备方法。所述汽车用阻尼减震材料，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂10‑30份、橡胶20‑40份、硫酸钡30‑70份、复合粉20‑30份、阻燃剂10‑40份、增塑剂8‑20份、稳定剂1‑5份、流动助剂0.1‑1份、分散剂0.1‑2份、硬脂酸锌0.5‑3份、炭黑1‑5份。该汽车用阻尼减震材料具有减震、耐高温、耐老化、抗蠕变、耐磨、阻燃性能良好等优点，同时产品安全环保无污染，适用于汽车减震制品。

Description

一种汽车用阻尼减震材料及其制备方法

技术领域

本发明属于减震材料技术领域，更具体地，本发明涉及一种汽车用阻尼减震材料及其制备方法。

背景技术

汽车行驶的过程中，总有多种噪声存在，它们通过空气传播和结构振动被传递到汽车客舱。噪声源主要包括发动机和变速箱、进排气系统、传动和转向系统、风、路况和轮胎等。根据噪声性质的不同，汽车降噪分为吸音降噪、隔音降噪、阻尼(减振)降噪和主动降噪等不同方法。发动机噪声、路噪、胎噪等都是受激励振动或者振动传递所产生的噪声属于汽车结构噪声，大多属于中低频噪声。低频噪声通常超出人的听力范围不易被察觉，对生理的直接影响没有高频噪声明显。但低频噪声却接近人体器官的共振频率，会对心血管系统、神经系统、消化系统以及代谢功能产生损害影响健康。对于降低结构噪声，我们可以从阻尼降噪入手。

阻尼是指阻碍物体的相对运动、把振动能转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。材料的阻尼越大，结构振动越弱、噪声越小。阻尼材料是近年来发展起来的一种减震降噪的材料能够把振动和声能转化为热能散掉的新型功能材料，在各种机械设备上广泛应用，尤其是在汽车乘座室内的前围板、车门、车顶棚、车底板、后备箱等8-12个部位都有应用，因此研究和开发综合性能优异的新型高效阻尼材料已经成为国内外关注的热点。用作阻尼材料的有橡胶、塑料和其它高分子聚合物。具有高阻尼的橡胶包括：氯化丁基橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚乙烯醋酸乙烯酯橡胶等，塑料和树脂包括：聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、环氧酚醛树脂等。橡胶的动态玻璃化温度一般在室温以下，而塑料的玻璃化转变温度一般在室温以上，少数几种聚合物的玻璃化温度在室温，但转变温域不够宽，一般采用共混共聚和增塑的技术手段来设计并拓宽材料的玻璃化转变温度。然而现有产品其阻燃性能、力学性能、防老化等综合性能差，所以现有产品在阻燃、耐老化、力学性能等方面上仍有较大的改进空间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了汽车用阻尼减震材料，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂10-30份、橡胶20-40份、复合粉20-30份、阻燃剂10-40份、增塑剂8-20份、稳定剂1-5份、流动助剂0.1-1份、分散剂0.1-2份、硬脂酸锌0.5-3份、炭黑1-5份。

作为一种优选的技术方案，所述汽车用阻尼减震材料的制备原料还包括30-70重量份的硫酸钡。

作为一种优选的技术方案，所述橡胶为丁二烯-异戊二烯橡胶。

作为一种优选的技术方案，所述阻燃剂选自有机磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、氢氧化物型阻燃剂、氧化物型阻燃剂、硼酸盐型阻燃剂、锡酸盐型阻燃剂、锑型阻燃剂、硅系阻燃剂中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述阻燃剂为氢氧化物型阻燃剂。

作为一种优选的技术方案，所述增塑剂选自对苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛脂、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述增塑剂为对苯二甲酸二(2-乙基)己酯。

作为一种优选的技术方案，所述稳定剂选自铅盐类、稀土类、有机锡类、脂肪酸盐类、钙/锌复合类稳定剂中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述稳定剂为钙/锌复合类稳定剂。

本发明第二个方面提供了一种汽车用阻尼减震材料的制备方法，包括以下步骤：将上述制备原料倒入密炼机中，调节温度至150℃-170℃，升温15-20分钟后出料，随后将温度调至120℃-130℃，倒入挤出机中挤出，再依次经过模口，三辊压延，冷却辊，传输带，分切，裁切，成型，即得。

有益效果：本发明所述的汽车用阻尼减震材料，配方合理，各组分相容性好，制备的阻尼减震材料具有减震、耐高温、耐老化、抗蠕变、耐磨、阻燃性能良好等优点，同时产品安全环保无污染，适用于汽车减震制品。本发明通过添加独特配方的耐磨聚氯乙烯树脂，大大提高了产品的耐磨、抗老化性能，硫酸钡的加入增加了产品的密度，提升产品的减震效果；丁二烯-异戊二烯橡胶增加产品的拉伸性和延展性，经过适量的调配优化产品的抗压性。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

如本文所用术语“由…制备”与“包括”同义。本文中所用的术语“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包括所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包括除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能性的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

针对上述技术问题，本发明第一个方面提供了汽车用阻尼减震材料，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂10-30份、橡胶20-40份、复合粉20-30份、阻燃剂10-40份、增塑剂8-20份、稳定剂1-5份、流动助剂0.1-1份、分散剂0.1-2份、硬脂酸锌0.5-3份、炭黑1-5份。

在一种优选的实施方式中，所述汽车用阻尼减震材料，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂20份、橡胶30份、复合粉25份、阻燃剂25份、增塑剂14份、稳定剂3份、流动助剂0.5份、分散剂1份、硬脂酸锌1.5份、炭黑3份。

在一种优选的实施方式中，所述汽车用阻尼减震材料的制备原料还包括30-70重量份的硫酸钡。

在一种优选的实施方式中，所述汽车用阻尼减震材料的制备原料还包括50重量份的硫酸钡。

聚氯乙烯树脂

本发明所述聚氯乙烯树脂主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。

在一种优选的实施方式中，所述聚氯乙烯树脂购买自君正公司，牌号为SG-5。

橡胶

本发明所述橡胶是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量往往很大。

在一种实施方式中，所述橡胶为丁二烯-异戊二烯橡胶。

本发明所述丁二烯-异戊二烯橡胶是由丁二烯和异戊二烯单体经聚合而成的一类高分子，具有耐疲劳性能以及良好的动态力学性能和抗湿滑性能等，可用于制备各种高性能橡胶制品。

在一种优选的实施方式中，所述丁二烯-异戊二烯橡胶购买自宝橡国际贸易公司，牌号为BIR1020。

复合粉

本发明所述复合粉是指每一颗粒由两种或多种不同成分组成的粉末。可分为混合型复合粉和包覆型复合粉。包覆型复合粉体不同于传统的混合型复合粉体，它具有核壳结构，由中心粒子和包覆层组成，包覆型复合粉体中的不同相可以达到一个个颗粒间的混合。

在一种优选的实施方式中，所述复合粉为连州市新金城碳酸钙有限公司复合粉，其成分为二氧化硅、碳酸钙、三氧化二铁、氧化镁氧化铝按照重量比为1：2：1：1。

阻燃剂

在一种实施方式中，所述阻燃剂选自有机磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、氢氧化物型阻燃剂、氧化物型阻燃剂、硼酸盐型阻燃剂、锡酸盐型阻燃剂、锑型阻燃剂、硅系阻燃剂中的一种或多种。

在一种优选的实施方式中，所述阻燃剂为氢氧化物阻燃剂，优选为氢氧化铝阻燃剂。

增塑剂

本发明所述增塑剂的作用主要是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，降低生产成本，提高生产效益。

在一种实施方式中，所述增塑剂选自对苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛脂、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

在一种优选的实施方式中，所述增塑剂为对苯二甲酸二(2-乙基)己酯。

稳定剂

本发明所述稳定剂通过取代不稳定的氯原子、吸收氯化氢、与不饱和部位发生加成反应等方式抑制聚氯乙烯树脂的降解。

在一种实施方式中，所述稳定剂选自铅盐类、稀土类、有机锡类、脂肪酸盐类、钙/锌复合类稳定剂中的一种或多种。

在一种优选的实施方式中，所述稳定剂为钙/锌复合类稳定剂。

在一种优选的实施方式中，所述钙/锌复合类稳定剂天弹士公司，牌号为CZ5111。

流动助剂

本发明所述流动助剂通过相应的化学物理作用，能够大幅度提高聚氯乙烯树脂的熔融指数，增加加工流动性。

在一种优选的实施方式中，所述流动助剂购买自天弹士公司，牌号为LD-100E，分子量为2500。

分散剂

本发明所述分散剂可以高效降低聚氯乙烯树脂多相复杂体系中相的表面张力；有效地消除聚氯乙烯树脂多相复杂体系中相间相容性差所引起的微观相间微裂纹和相间应力，进而提高复合材料的力学性能。

在一种优选的实施方式中，所述分散剂购买自天弹士公司，牌号为JLP-253。

硬脂酸锌

本发明所述硬脂酸锌主要用作橡胶产品的稳定剂和硫化速度抑制剂。

炭黑

本发明所述炭黑可提高橡胶胶料的抗裂口扩展强度，最终提高硫化胶的耐疲劳破坏性，即使用寿命。

在一种优选的实施方式中，所述炭黑购买自宝马公司，牌号为N550，粒径为500μm。

硫酸钡

本发明所述硫酸钡增加产品的密度，从而达到更好的减震效果。

本发明第二个方面提供了一种汽车用阻尼减震材料的制备方法，将上述制备原料倒入密炼机中，调节温度至150℃-170℃，升温15-20分钟后出料，随后将温度调至120℃-130℃，倒入挤出机中挤出，再依次经过模口，三辊压延，冷却辊，传输带，分切，裁切，成型，即得。

实施例

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例1

实施例1提供了一种汽车用阻尼减震材料，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂20份、橡胶30份、硫酸钡50份、复合粉25份、阻燃剂25份、增塑剂14份、稳定剂3份、流动助剂0.5份、分散剂1份、硬脂酸锌1.5份、炭黑3份。

所述聚氯乙烯树脂牌号为SG-5。

所述橡胶为丁二烯-异戊二烯橡胶，牌号为BIR1020。

所述阻燃剂为氢氧化铝。

所述增塑剂为对苯二甲酸二(2-乙基)己酯。

所述稳定剂为钙/锌复合类稳定剂，牌号为CZ5111。

所述流动助剂牌号为LD-100E。

所述分散剂牌号为JLP-253。

所述炭黑的牌号为N550。

所述复合粉为连州市新金城碳酸钙有限公司复合粉，其成分为二氧化硅、碳酸钙、三氧化二铁、氧化镁氧化铝按照重量比为1：2：1：1。

上所述汽车用阻尼减震材料的制备方法，包括以下步骤：将上述制备原料倒入密炼机中，调节温度至150℃-170℃，升温15-20分钟，期间2-3分钟将材料翻转一次，反复进行4-6次，到时间出料，随后将温度调至120℃-130℃，倒入挤出机中挤出，再依次经过模口，三辊压延，冷却辊，传输带，分切，裁切，成型，即得。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，区别仅在于，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂10份、橡胶20份、硫酸钡30份、复合粉20份、阻燃剂10份、增塑剂8份、稳定剂1份、流动助剂0.1份、分散剂0.1份、硬脂酸锌0.5份、炭黑1份。

实施例3

实施例3与实施例1基本相同，区别仅在于，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂30份、橡胶40份、硫酸钡70份、复合粉30份、阻燃剂40份、增塑剂20份、稳定剂5份、流动助剂1份、分散剂2份、硬脂酸锌3份、炭黑5份。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，区别仅在于，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂20份、橡胶30份、复合粉25份、阻燃剂25份、增塑剂14份、稳定剂3份、流动助剂0.5份、分散剂1份、硬脂酸锌1.5份、炭黑3份。

对比例2

对比例2与实施例1基本相同，区别仅在于，所述橡胶为顺丁橡胶。

性能评价

表1.实施例1所得汽车用阻尼减震材料的性能数据

表2.实施例1和对比例1、对比例2所得汽车用阻尼减震材料的拉伸强度

本产品的阻燃性能达到UL级，比市面上的阻尼片都要好；拉伸强度3.6MPa属于难撕裂强度；UL等级水平燃烧HB，火焰在25mm标线前熄灭。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种汽车用阻尼减震材料，其特征在于，包括以下重量份的制备原料：聚氯乙烯树脂10-30份、橡胶20-40份、复合粉20-30份、阻燃剂10-40份、增塑剂8-20份、稳定剂1-5份、流动助剂0.1-1份、分散剂0.1-2份、硬脂酸锌0.5-3份、炭黑1-5份。

2.根据权利要求1所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述汽车用阻尼减震材料的制备原料还包括30-70重量份的硫酸钡。

3.根据权利要求1所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述橡胶为丁二烯-异戊二烯橡胶。

4.根据权利要求1所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述阻燃剂选自有机磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、氢氧化物型阻燃剂、氧化物型阻燃剂、硼酸盐型阻燃剂、锡酸盐型阻燃剂、锑型阻燃剂、硅系阻燃剂中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化物型阻燃剂。

6.根据权利要求1所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述增塑剂选自对苯二甲酸二(2-乙基)己酯、邻苯二甲酸二异壬酯、偏苯三酸三辛脂、邻苯二甲酸二异癸酯、对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述增塑剂为对苯二甲酸二(2-乙基)己酯。

8.根据权利要求1所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述稳定剂选自铅盐类、稀土类、有机锡类、脂肪酸盐类、钙/锌复合类稳定剂中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述汽车用阻尼减震材料及其制备方法，其特征在于，所述稳定剂为钙/锌复合类稳定剂。

10.一种根据权利要求2-9任一项所述汽车用阻尼减震材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将上述制备原料倒入密炼机中，调节温度至150℃-170℃，升温15-20分钟后出料，随后将温度调至120℃-130℃，倒入挤出机中挤出，再依次经过模口，三辊压延，冷却辊，传输带，分切，裁切，成型，即得。