CN111961418A - 一种橡胶发泡吸音材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及本发明提供的一种橡胶发泡吸音材，所述发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成；发泡层基材通过添加特定比例的橡胶基材、硫化剂、硫化助剂、发泡剂和发泡助剂混合制备；另一方面在发泡层基材混合有负载石墨烯的聚丙烯纤维和莫来石纤维的复合纤维材料，形成双层或三层的发泡结构，使其具有更广的频率噪音吸收效果的三维板材；通过该三维结构，实现高频、低频噪音的高效吸收，同时增强了发泡吸音材的机械强度。

Description

一种橡胶发泡吸音材及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车用吸音材技术领域，具体涉及一种橡胶发泡吸音材及其制备方法。
背景技术
在汽车制造业中，为了实现汽车的轻量化，车身钣金件都设计为中空化构造，因此，为了提高汽车的肃静性及舒适性，一般会在钣金件的空腔处粘贴吸音材，以提高汽车的NVH性能。
现有技术为橡胶里添加发泡剂，起到发泡填充的效果，产品分为上下两层，上层为发泡层，下层为黏着层，发泡层里添加发泡剂，低温促进剂，起到发泡的作用。下层为黏合层是以丁基橡胶为主成份的粘着物，其粘结强度高，并且具有永久粘结性，能够确保粘贴在钢板上不脱落。但是，现有产品发泡后，由于产品流动性过大，造成发泡后填充效果不良；并且，现有的吸音橡胶材的吸声材料均为孔隙率固定的单层发泡结构，吸声频段相对较窄，降噪效果不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供的一种橡胶发泡吸音材及其制备方法，通过设置不同孔隙率、孔径的多层发泡三维结构，增加材料厚度，实现高低频噪声的高效吸收，具有很好的吸音效果。
为实现上述发明目的，本发明提供的一种橡胶发泡吸音材，所述发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成；
所述发泡层包括上下层叠设置的发泡上层和发泡下层，制备所述发泡上层和发泡下层的原料包括第一组分；所述第一组分至少由橡胶、操作助剂、无机填料、增塑剂、硫化剂、发泡剂、发泡助剂以及炭黑制备而成；制备所述发泡下层的原料还包括含有复合纤维料的第二组分，所述第一组分与所述第二组分以1:1～1.5的比例混合后制成发泡下层；
所述粘着层至少由橡胶、操作助剂、无机填料、增塑剂、硫化剂、发泡剂以及发泡助剂制备而成。
进一步的，所述发泡上层和发泡下层之间还设有发泡中层，所述发泡中层由第一组分与所述第二组分混合后制成，所述第一组分和第二组分的用量比为1:0.5～0.8；所述发泡上层、发泡中层和发泡下层的厚度比为1～1.5：0.5：0.8。
更进一步的，所述复合纤维料包括下述质量份数的组分：
负载石墨烯的聚丙烯纤维：15～30份；
莫来石纤维：5～12份；
NN-双甲基丙烯酰胺：10～20份；
脂肪酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：3～8份；
去离子水：15～30份；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm。
再进一步的，所述复合纤维料还包括下述质量份数的组分：
聚丙烯酸铵：5～9份；
羟乙基淀粉：2～6份。
一个改进的技术方案中，所述第一组分由下述质量份数的原料制成：
三元乙丙橡胶：20～30份；
白油：25～35份；
碳酸钙/滑石粉：25～35份；
硬脂酸：0.3～0.5份；
氧化锌：3～5份；
ZDC(EZ)/ZDMC(PZ)/ZDBC(BZ)：1～3份；
OBSH：3～5份；
非蛋白氮：1～3份；
炭黑：0.2～0.4份；
所述粘着层由下述质量份数的组分制成：
顺丁橡胶：20～30份；
白油：10～20份；
碳酸钙/滑石粉：50～60份；
硬脂酸：0.3～0.6份；
氧化锌：0.4～0.6份；
ZDC(EZ)/ZDMC(PZ)/ZDBC(BZ)：0.3～0.5份；
OBSH：0.3～0.5份；
非蛋白氮：0.2～0.4份。
本发明第二方面还公开了一种橡胶发泡吸音材的制备方法，包括下述步骤：
1)将所述质量份数的第一组分倒入密炼机中混炼，制成第一组分混炼胶；
2)将所述质量份数的第二组分倒入密炼机中混炼，制成复合纤维料；
3)分别按照比例将第一组分混炼胶与复合纤维料混合并导入密炼机中混炼，分别制成发泡中层混炼胶和发泡下层混炼胶；
4)将所述粘着层的原料倒入密炼机中混炼，制成粘着层混炼胶；
5)将粘着层混炼胶置于押出机的下料容器中，下料至模具中，第一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡上层混炼胶所对应重量比的第一组分混炼胶，再次压制后静置20～40min后，第三次注入发泡中层混炼胶，第三次压制后静置20～40min后，第四次注入发泡下层混炼胶，第四次压制后静置20～40min；
6)押出步骤5)中的混炼胶，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
进一步的，所述步骤1)中制备第一组分混炼胶浆包括下述步骤：
将三元乙丙橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，下片出料，得到第一组分混炼胶；
所述步骤2)中制备纤维复合料包括下述步骤：
将负载石墨烯的聚丙烯纤维、莫来石纤维和聚丙烯酸铵混合后加入去离子水，搅拌均匀，形成初混料；
在初混料中加入NN-双甲基丙烯酰胺混合球磨，球磨时间为1～3h，然后加入其它添加剂混合，将混合后的初混料进行搅拌均匀，即得所述纤维复合料。
进一步的，所述负载石墨烯的聚丙烯纤维的制备包括下述步骤：
称取石墨烯溶于DMF中，超声分散获得石墨烯溶液；
将聚丙烯纤维与羧甲基纤维素钠混合，加入石墨烯溶液分散在丙酮中，搅拌均匀，随后转移到真空加热釜中，在80℃下加压至30MPa，静置1h，过滤，30～50℃下干燥，得到负载石墨烯的聚丙烯纤维。
进一步的，所述步骤4)的第一次压制中压制压力为0.1～0.2MPa，压制时间为10～20s；所述步骤4)的第二次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s；所述步骤4)的第三次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s。
进一步的，所述步骤4)粘着层混炼胶的制备包括下述步骤：
4.1)顺丁橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
4.2)加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，调整辊距，下片出料，得到混炼胶。
与现有技术相比较，本发明橡胶发泡吸音材具有下述有益效果：
1、本发明含有发泡层和粘着层的橡胶发泡吸音材，通过添加特定比例的硫化剂、硫化助剂、发泡剂和发泡助剂，使产品在烘烤时发泡硫化协调进行，能够避免发泡时流动性过大造成发泡填充效果不良的技术问题。
2、该橡胶发泡吸音材的发泡层采用上下或上中下多层的发泡结构形成具有不同孔隙率、孔径大小的三维板材。上下或上中下多层的发泡结构可以增加材料的厚度，从而提高低频吸音效果，中下发泡层结构通过复合纤维材料充分与发泡层基材混合，其在发泡时，一方面复合纤维材料中负载石墨烯的聚丙烯纤维和莫来石纤维结合在纤维层形成纤维网络，对中下发泡层的发泡孔隙具有牵制作用，使得中下发泡层的孔隙孔径较小，孔隙率较高，当孔隙细小时，声波发生多次非弹性碰撞的可能性大大增加，当孔隙率越高时，孔隙的曲折度越大，内部通道越复杂，从而使更多的声能转化为热能而被耗散掉，因此通过改变孔隙率、孔径大小、材料厚度能够实现高频、低频噪音的高效吸收；另一方面复合纤维材料层基于聚丙烯纤维和莫来石纤维的三维网特性增强了发泡吸音材的机械强度。
3、添加复合纤维材料的中下层发泡层秉承了聚丙烯纤维丝网材料的优点，其力学性能得到改善，弹性高、耐撕裂，而通过石墨烯的包覆提高了纤维网表面的强度，同时降噪吸音效果显著。
4、本发明所述橡胶发泡吸音材的制备方法中，将通过复合纤维材料与发泡基材不同份量混合后直接进行多层压制，形成多层发泡层，其制备工艺简单，产品加工效率高。
附图说明
图1是本发明橡胶发泡吸音材的双层结构示意图；
图2是本发明橡胶发泡吸音材的三层结构示意图。
具体实施方式
下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的；
所述发泡层包括下述质量的第一组分：
三元乙丙橡胶：2000g；
白油：2500g；
碳酸钙/滑石粉：2500g；
硬脂酸：30g；
氧化锌：300g；
ZDC(EZ)：100g；
OBSH：300g；
非蛋白氮：100g；
炭黑：20g；
所述粘着层包括下述质量的组分：
顺丁橡胶：2000g；
白油：1000g；
碳酸钙/滑石粉：5000g；
硬脂酸：30g；
氧化锌：40g；
ZDMC(PZ)：30g；
OBSH：30g；
非蛋白氮：20g。
制备方法：
1)制备发泡层混炼胶；
将三元乙丙橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，下片出料，得到发泡层混炼胶；
2)制备粘着层混炼胶：
顺丁橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，调整辊距，下片出料，得到粘着层混炼胶；
3)将粘着层混炼胶置于押出机的下料容器中，下料至模具中，一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡层混炼胶，在此压制后静置20～40min；
4)押出步骤3)中的混炼胶，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
实施例2
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的；
所述发泡层包括下述质量的第一组分：
三元乙丙橡胶：3000g；
白油：3500g；
碳酸钙/滑石粉：3500g；
硬脂酸：50g；
氧化锌：500g；
ZDMC(PZ)：300g；
OBSH：500g；
非蛋白氮：300g；
炭黑：40g；
所述粘着层包括下述质量的组分：
顺丁橡胶：3000g；
白油：2000g；
碳酸钙/滑石粉：6000g；
硬脂酸：60g；
氧化锌：60g；
ZDBC(BZ)：50g；
OBSH：50g；
非蛋白氮：40g；
制备方法同实施例1所述。
实施例3
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的；
所述发泡层包括下述质量的第一组分：
三元乙丙橡胶：2230g；
白油：3000g；
碳酸钙/滑石粉：3000g；
硬脂酸：41g；
氧化锌：388g；
ZDMC(PZ)：220g；
OBSH：405g；
非蛋白氮：220g；
炭黑：33g；
所述粘着层包括下述质量的组分：
顺丁橡胶：2230g；
白油：1280g；
碳酸钙：5350g；
硬脂酸：45g；
氧化锌：50g；
ZDBC(BZ)：42g；
OBSH：42g；
非蛋白氮：30g。
实施例4
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层12复合而成的。
图1所示，发泡层包括发泡上层10、发泡下层11；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
所述发泡下层的原料为：第一组分和第二组分以1:1.5的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：1500g；
莫来石纤维：500g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1000g；
脂肪酸钠：300g；
去离子水：1500g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料制备。
制备方法：
1)将所述质量份数的第一组分倒入密炼机中混炼，制成第一组分混炼胶；
2)将所述质量份数的第二组分倒入密炼机中混炼，制成复合纤维料；
3)分别按照比例将第一组分混炼胶与复合纤维料混合并导入密炼机中混炼，分别制成发泡中层混炼胶和发泡下层混炼胶；
4)将所述粘着层的原料倒入密炼机中混炼，制成粘着层混炼胶；
5)将粘着层混炼胶置于押出机的下料容器中，下料至模具中，第一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡上层混炼胶所对应重量比的第一组分混炼胶，再次压制后静置20～40min后，第三次注入发泡中层混炼胶，第三次压制后静置20～40min后，第四次注入发泡下层混炼胶，第四次压制后静置20～40min；
6)押出步骤5)中的混炼胶，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
实施例5
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
所述发泡下层的原料为：第一组分和第二组分以1:1的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：3000g；
莫来石纤维：1200g；
NN-双甲基丙烯酰胺：2000g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：800g；
聚丙烯酸铵：900份；
羟乙基淀粉：600份
去离子水：3000g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料制备。
制备方法：按照实施例5所述方法制备。
实施例6
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层12复合而成的。
图2所示，发泡层包括发泡上层10、发泡中层11、发泡下层13；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡中层和发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
所述发泡中层的原料为：第一组分和第二组分以1:0.7的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：2200g；
莫来石纤维：880g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1500g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：550g；
聚丙烯酸铵：653g；
羟乙基淀粉：380g；
去离子水：2050g；
所述发泡下层的原料为：第一组分和第二组分以1:1.25的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：2200g；
莫来石纤维：880g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1500g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：550g；
聚丙烯酸铵：653g；
羟乙基淀粉：380g
去离子水：2050g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料。
制备方法：
1)将所述质量份数的第一组分倒入密炼机中混炼，制成第一组分混炼胶；
其中包括下述步骤：
1.1)将三元乙丙橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
1.2)加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，下片出料，得到第一组分混炼胶。
2)将所述质量份数的第二组分倒入密炼机中混炼，制成复合纤维料；
其中包括下述步骤：
2.1)将负载石墨烯的聚丙烯纤维、莫来石纤维和聚丙烯酸铵混合后加入去离子水，搅拌均匀，形成初混料；
2.2)在初混料中加入NN-双甲基丙烯酰胺混合球磨，球磨时间为1～3h，然后加入其它添加剂混合，将混合后的初混料进行搅拌均匀，即得所述纤维复合料。
所述负载石墨烯的聚丙烯纤维的制备：称取石墨烯溶于DMF中，超声分散获得石墨烯溶液；将聚丙烯纤维与羧甲基纤维素钠混合，加入石墨烯溶液分散在丙酮中，搅拌均匀，随后转移到真空加热釜中，在80℃下加压至30MPa，静置1h，过滤，30～50℃下干燥，得到负载石墨烯的聚丙烯纤维。
3)分别按照比例将第一组分混炼胶与复合纤维料混合并导入密炼机中混炼，分别制成发泡中层混炼胶和发泡下层混炼胶；
具体的，将步骤2)中的纤维复合料注入压制模具的料槽中，倒入不同层限定比例的步骤1)制得的所述第一组分混炼胶，在25℃～30℃环境下，混匀，取出，即得发泡中层混炼胶和发泡下层混炼胶；
4)将所述粘着层的原料倒入密炼机中混炼，制成粘着层混炼胶；
其中，粘着层混炼胶的制备包括下述步骤：
4.1)顺丁橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
4.2)加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，调整辊距，下片出料，得到混炼胶。
5)将粘着层混炼胶置于押出机的下料容器中，下料至模具中，第一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡上层混炼胶所对应重量比的第一组分混炼胶，再次压制后静置20～40min后，第三次注入发泡中层混炼胶，第三次压制后静置20～40min后，第四次注入发泡下层混炼胶，第四次压制后静置20～40min；
其中，第一次压制中压制压力为0.1～0.2MPa，压制时间为10～20s；第二次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s；第三次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s。
6)押出步骤5)中的混炼胶，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
实施例7
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡中层、发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡中层和发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
所述发泡中层的原料为：第一组分和第二组分以1:0.5的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：2000g；
莫来石纤维：900g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1250g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：500g；
聚丙烯酸铵：700g；
羟乙基淀粉：450g；
去离子水：2200g；
所述发泡下层的原料为：第一组分和第二组分以1:1.1的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：2000g；
莫来石纤维：900g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1250g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：500g；
聚丙烯酸铵：700g；
羟乙基淀粉：450g
去离子水：2200g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料。
按照实施例6所述方法制备。
实施例8
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡中层、发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
发泡层包括发泡上层、发泡中层和发泡下层；
所述发泡上层的原料为：
第一组分：按照实施例3所述第一组分比例的原料配制；
所述发泡中层的原料为：第一组分和第二组分以1:0.9的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：1950g；
莫来石纤维：880g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1600g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：440g；
聚丙烯酸铵：610g；
羟乙基淀粉：330g；
去离子水：1780g；
所述发泡下层的原料为：第一组分和第二组分以1:1.4的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分比例的原料配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：1950g；
莫来石纤维：880g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1600g；
脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：440g；
聚丙烯酸铵：610g；
羟乙基淀粉：330g
去离子水：1780g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料。
按照实施例6所述方法制备。
对照实施例1
本实施例的橡胶发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成的。
所述发泡层的原料为：第一组分和第二组分以1:1.5的比例进行混合；
第一组分：按照实施例3所述的第一组分配制；
第二组分：负载石墨烯的聚丙烯纤维：1500g；
莫来石纤维：500g；
NN-双甲基丙烯酰胺：1000g；
脂肪酸钠：300g；
去离子水：1500g；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm；
所述粘着层采用实施例3所述比例的原料制备。
制备方法：
1)将所述质量份数的第一组分倒入密炼机中混炼，制成第一组分混炼胶；
2)将所述质量份数的第二组分倒入密炼机中混炼，制成复合纤维料；
3)分别按照比例将第一组分混炼胶与复合纤维料混合制成发泡层混合料；
4)将所述粘着层的原料倒入密炼机中混炼，制成粘着层混炼胶；
5)将粘着层置于押出机的下料容器中，下料至模具中，一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡层混合料，再次压制后静置20～40min；
6)押出将步骤5)中压制后的混炼胶(即粘着层+发泡混合料层)，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
孔隙性能测试
橡胶发泡吸引材的孔隙率和孔径测试：
将按照实施例1方法制备的实施例6所述配方的发泡上层、发泡中层和发泡下层，分别设为样本组1、样本组2和样本组3。
孔隙率测试：测定样本组1、样本组2和样本组3发泡前的密度d0和发泡后得到的发泡胶的密度dt，采用下述公式计算各发泡胶样品的孔隙率(％)：(1-dt/d0)×100％；
平均孔径测试：将样本组1、样本组2和样本组3发泡后的样本切片置于显微镜载物台，移动测量标尺所经过的每个发泡孔的最大水平直径，每个试验组因此测量50个泡孔，计算平均孔径d0。
结果如下表1所示：
样本 孔隙率(％) 平均孔径(mm)
样本组1 80.5 2.2
样本组2 89.6 1.1
样本组3 91.0 0.9
吸声性能测试
将按照实施例1方法制备的实施例3、实施例4、实施例6和对照实施例1的产品分别设为试验组1、试验组2、试验组3和试验组4，将试验组1-4的产品保持140～215℃30分钟进行发泡，发泡形成最终的发泡填充块。
将试验组1-4的的发泡填充块材料按照标准测试方法进行物理性能测试以及按照GB/T19889.2-2002的测试方法进行吸音性能测试。测试结果如下表2所示。
表2物理及吸音性能测试结果
Figure BDA0002653116040000201
Figure BDA0002653116040000211
有上表2可知，本发明所述的橡胶发泡吸音材在吸音和物理性能上均有良好的表现。由表2中结合表1的孔隙性能测试结果可知，试验组2和3的吸音材孔隙率通过纤维联结网络的限制使其中下层形成具有更大孔隙率的吸声层，其高频噪音的吸收效果更佳，与上层材料粘结后，实现高低频噪声的高效吸收；结合孔隙性能测试结构可知，试验组2和3相较于试验组1，孔径更小，更有利于吸收各种频率的噪音，吸音性能优异。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种橡胶发泡吸音材，其特征在于，所述发泡吸音材由发泡层和粘着层复合而成；
所述发泡层包括上下层叠设置的发泡上层和发泡下层，制备所述发泡上层和发泡下层的原料包括第一组分；所述第一组分至少由橡胶、操作助剂、无机填料、增塑剂、硫化剂、发泡剂、发泡助剂以及炭黑制备而成；制备所述发泡下层的原料还包括含有复合纤维料的第二组分，所述第一组分与所述第二组分以1:1～1.5的比例混合后制成发泡下层；
所述粘着层至少由橡胶、操作助剂、无机填料、增塑剂、硫化剂、发泡剂以及发泡助剂制备而成。
2.如权利要求1所述的橡胶发泡吸音材，其特征在于，所述发泡上层和发泡下层之间还设有发泡中层，所述发泡中层由第一组分与所述第二组分混合后制成，所述第一组分和第二组分的用量比为1:0.5～0.8；所述发泡上层、发泡中层和发泡下层的厚度比为1～1.5：0.5：0.8。
3.如权利要求1-2中任一项所述的橡胶发泡吸音材，其特征在于，所述复合纤维料包括下述质量份数的组分：
负载石墨烯的聚丙烯纤维：15～30份；
莫来石纤维：5～12份；
NN-双甲基丙烯酰胺：10～20份；
脂肪酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠：3～8份；
去离子水：15～30份；
其中，所述聚丙烯纤维和莫来石纤维呈分散状态，直径为20～50μm。
4.如权利要求3所述的橡胶发泡吸音材，其特征在于，所述复合纤维料还包括下述质量份数的组分：
聚丙烯酸铵：5～9份；
羟乙基淀粉：2～6份。
5.如权利要求1所述的橡胶发泡吸音材，其特征在于，所述第一组分由下述质量份数的原料制成：
三元乙丙橡胶：20～30份；
白油：25～35份；
碳酸钙/滑石粉：25～35份；
硬脂酸：0.3～0.5份；
氧化锌：3～5份；
ZDC(EZ)/ZDMC(PZ)/ZDBC(BZ)：1～3份；
OBSH：3～5份；
非蛋白氮：1～3份；
炭黑：0.2～0.4份；
所述粘着层由下述质量份数的组分制成：
顺丁橡胶：20～30份；
白油：10～20份；
碳酸钙/滑石粉：50～60份；
硬脂酸：0.3～0.6份；
氧化锌：0.4～0.6份；
ZDC(EZ)/ZDMC(PZ)/ZDBC(BZ)：0.3～0.5份；
OBSH：0.3～0.5份；
非蛋白氮：0.2～0.4份。
6.一种如权利要求5所述的橡胶发泡吸音材的制备方法，包括下述步骤：
1)将所述质量份数的第一组分倒入密炼机中混炼，制成第一组分混炼胶；
2)将所述质量份数的第二组分倒入密炼机中混炼，制成复合纤维料；
3)分别按照比例将第一组分混炼胶与复合纤维料混合并导入密炼机中混炼，分别制成发泡中层混炼胶和发泡下层混炼胶；
4)将所述粘着层的原料倒入密炼机中混炼，制成粘着层混炼胶；
5)将粘着层混炼胶置于押出机的下料容器中，下料至模具中，第一次压制后静置20～40min后，第二次注入发泡上层混炼胶所对应重量比的第一组分混炼胶，再次压制后静置20～40min后，第三次注入发泡中层混炼胶，第三次压制后静置20～40min后，第四次注入发泡下层混炼胶，第四次压制后静置20～40min；
6)押出步骤5)中的混炼胶，并裁剪所需形状，即制备得所述橡胶发泡吸音材。
7.如权利要求6所述的橡胶发泡吸音材的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中制备第一组分混炼胶包括下述步骤：
将三元乙丙橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，下片出料，得到第一组分混炼胶；
所述步骤2)中制备纤维复合料包括下述步骤：
将负载石墨烯的聚丙烯纤维、莫来石纤维和聚丙烯酸铵混合后加入去离子水，搅拌均匀，形成初混料；
在初混料中加入NN-双甲基丙烯酰胺混合球磨，球磨时间为1～3h，然后加入其它添加剂混合，将混合后的初混料进行搅拌均匀，即得所述纤维复合料。
8.如权利要求7所述的橡胶发泡吸音材的制备方法，其特征在于，所述负载石墨烯的聚丙烯纤维的制备包括下述步骤：
称取石墨烯溶于DMF中，超声分散获得石墨烯溶液；
将聚丙烯纤维与羧甲基纤维素钠混合，加入石墨烯溶液分散在丙酮中，搅拌均匀，随后转移到真空加热釜中，在80℃下加压至30MPa，静置1h，过滤，30～50℃下干燥，得到负载石墨烯的聚丙烯纤维。
9.如权利要求6所述的橡胶发泡吸音材的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的第一次压制中压制压力为0.1～0.2MPa，压制时间为10～20s；所述步骤4)的第二次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s；所述步骤4)的第三次压制中压制压力为0.15～0.3MPa，压制时间为30～50s。
10.如权利要求6所述的橡胶发泡吸音材的制备方法，其特征在于，所述步骤4)粘着层混炼胶的制备包括下述步骤：
4.1)顺丁橡胶、白油投入密炼机中，密炼机温度为80℃，依次加入碳酸钙、硬脂酸，混炼10-15min，出料；
4.2)加入氧化锌、硫化剂、OBSH和非蛋白氮，混炼4～10min，调整辊距，下片出料，得到混炼胶。
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