CN112341790A - 一种废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废旧胶粉车用多层阻尼片，包含内层和外层，按重量份数计，内层包括以下组分：聚氨酯100份；二硫化钼5～10份；外层包括以下组分：废旧胶粉100份；聚烯烃10～20份；聚烯烃改性流动剂1～5份。本发明提供的车用多层阻尼片，包括外层和内层，外层和内层采用不同结构的材料制备得到多层阻尼片，具有宽温阈的特点，能够在较宽的温度范围内使用，有效阻尼温域‑55～65℃，内层通过加入二硫化钼和石墨烯产生很好的协效效果，增强阻尼片的力学性能，提高阻尼片的热稳定性、阻燃性能和阻尼性能，外层通过加入聚烯烃改性流动剂，改善聚烯烃和废旧胶粉的相容性，二硫化钼增强聚合物基体的力学性能，提高阻尼片的热稳定性。

Description

一种废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻尼片，特别是涉及一种废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法。
背景技术
在日常的生活和工作环境中，车辆已经成为人们必不可少的一部分，随着人们生活质量的不断提高，各种车辆的应用领域不断扩大，家庭车辆的数量不断上升。人们对车辆产生的噪声尤为重视，低噪声更是成为各大汽车厂家在产品在市场推广时重点宣传的一大亮点。降低噪声的主要方法：主要是控制震动源和控制被迫振动物体，不同的使用情况采用不同的减振方法，其中目前减振降噪最常用的有效方法就是使用阻尼材料。
目前国内的阻尼板大多是由沥青、少量SBS、软化油和大量的填充料所组成。石油提炼后的最终产物是沥青，但是成分比较复杂，含有大量的杂质，粘度较高，不溶于水，而且价格低廉，但是其在使用的过程中，我们发现其会有高温熔化、低温发脆，使用温度较窄等现象，而且其在使用的过程中有低分子物质挥发，味道比较难闻，随着人们对环保的重视，现在大多数厂家开始寻找能够替代沥青的物质，其中橡胶就是一种很好的替代材料，全世界废旧橡胶的年生产量在十亿条，中国就占到50％左右；作为一个橡胶资源短缺的国家，我国每年近一半的耗胶量需要进口，目前，废旧橡胶的回收利用率却不高；废旧橡胶被称作新的黑色黄金，人们将其作为燃料、再生胶和胶粉等加以利用，通过工业手段将废旧橡胶与其他材料进行复合，得到能在户外条件下长时间使用并满足力学性能、耐候耐化学性能的产品，这也是废旧橡胶目前主流的回收方法，目前还没有关于废旧胶粉车用阻尼片的制备方法报到。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法，该复合纤维具有优良的阻尼性能和热稳定性能，并且具有较低的玻璃化转变温度、使用温度范围较宽。
本发明所述的阻尼片是由废旧胶粉和功能性的热塑性聚氨酯多层共挤出成条状物，形成双层结构的阻尼片，制备得到的阻尼片的损耗因子高达0.4，有效阻尼温域-55～65℃。
本发明的技术方案概述如下：
一种废旧胶粉车用多层阻尼片，包含内层和外层，其中：按重量份数计，所述内层包括以下组分：
聚氨酯 100份；
二硫化钼 5～10份；
二硫化钼是一种二维结构的金属硫族化合物，其独特的单分子层状结构，具有非常好的阻尼效果，而且其能够增强聚合物基体的力学性能，提高阻尼片的热稳定性，能够和石墨烯有着非常好的协效阻燃效果。
所述外层包括以下组分：
废旧胶粉 100份；
聚烯烃 10～20份；
聚烯烃改性流动剂 1～5份。
废旧胶粉是一种经废轮胎、废胶管、废胶带、废胶鞋等废旧橡胶制品通过机械加工等纺丝出去纤维和钢丝而制成的粉末状物质。
聚烯烃具有优异的耐磨性能，对电、热、声都有良好的绝缘性能，透明度高、透气率高，耐化学腐蚀性好，对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力。
聚烯烃改性流动剂为一种线状聚合物离子液体，是一种低聚物，有非常好的机械稳定性、优异的化学相容性，能够很好的改善聚烯烃和废旧胶粉的相容性，同时其独特的结构，能够有效的改善二硫化钼在基体中的分散性，聚烯烃改性流动剂的分子结构式如图1所示。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其中：所述聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯1～5份、扩链剂0.1～0.5份反应而成的嵌段共聚物，其软硬链段的比例可以实现宽阻阈的功能，有效阻尼温域-55～65℃。
本发明中的扩链剂选自1，4一丁二醇(BDO)、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇(DEG)、三甘醇、新戊二醇(NPG)、山梨醇、二乙氨基乙醇(DEAE)、液体MOCA、乙二胺(DA)、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺(HPA)、氢醌一二(β一羟乙基)醚(HQEE)的一种或多种。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其中：所述内层还包括1～5份石墨烯。
石墨烯是一种二维非金属材料，具有非常高的径厚比、表现出柔软的形态，其独特的片层结构，能够在短时间内快速的将能量耗散，而且其与二硫化钼的结构类似，有很好的相容性，产生很好的阻燃协效效果。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其中：所述废旧胶粉的目数为40～120目。废旧胶粉目数越大，粒径越小，相容性越好，
废旧胶粉的粒径应被限制，它们的粒径均优选为40～120目。若它们的粒径小于40目，则由于颗粒度较大，其自重较重，这使得它在外层的粉料体系中较难分散，从而使得体系中的均匀度降低，影响了阻尼片的耐候性能和力学性能；同时，若它们的粒径大于120目，则会增加阻尼片的生产成本，使得阻尼片难以大规模推广，同时，过小的粒径使得废旧胶粉在具有粘度的体系中难以被完全分散，从而影响了阻尼片的颗粒均匀度。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其中：所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯共聚物的一种或多种。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其中：所述外层还包括5～10份二硫化钼。
二硫化钼是一种二维结构的金属硫族化合物，其独特的单分子层状结构，具有非常好的阻尼效果，而且其能够增强聚合物基体的力学性能，提高阻尼片的热稳定性。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中：包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中：所述步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为160～180℃，主机转速为350～400r/min。
优选的是，所述的废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中：所述步骤(3)挤出机共挤的温度为160～180℃，主机转速为350～400r/min。
如上所述，本发明的废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法有益效果在于：
(1)本发明专利提供的一种车用多层阻尼片，主要结构包括外层和内层，外层和内层采用不同结构的材料制备得到多层阻尼片，具有宽温阈的特点，能够在较宽的温度范围内使用，有效阻尼温域-55～65℃。
(2)本发明实现了废旧胶粉的直接利用，成本较低，独特的双层结构，避免了传统阻尼板的气味易散发，玻璃化转变温度较低等缺点，材料的粘弹特性，具有很好的阻尼效果。
(3)本发明加入的二硫化钼，其独特的二维结构，以及与石墨烯类似的结构，具有非常好的协效阻尼以及阻燃的效果，产生了一种不同于化学交联结构的动态粘弹性，有效的提高了基体材料的阻尼温阈。
(4)本发明的阻尼片内层通过加入二硫化钼和石墨烯产生很好的协效效果，能够增强阻尼片的力学性能，提高阻尼片的热稳定性、阻燃性能和阻尼性能；外层通过加入聚烯烃改性流动剂，改善聚烯烃和废旧胶粉的相容性，并有效的改善二硫化钼在基体中的分散性，二硫化钼能够增强聚合物基体的力学性能，提高阻尼片的热稳定性。
附图说明
图1为本发明聚烯烃改性流动剂的分子结构式。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种多层车用阻尼板，包括内层和外层，按重量份数计，所述内层包括以下组分：
热塑性聚氨酯 100份；
二硫化钼 5份；
石墨烯 1份；
外层包括以下组分：
Figure BDA0002683977570000041
聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯1份、1，4一丁二醇0.1份反应而成的嵌段共聚物；废旧胶粉的目数为60目；聚烯烃为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为160℃，主机转速为350r/min；步骤(3)挤出机共挤的温度为170℃，主机转速为360r/min。
实施例2
一种多层车用阻尼板，包括内层和外层，按重量份数计，所述内层包括以下组分：
热塑性聚氨酯 100份；
二硫化钼 8份；
石墨烯 2份；
外层包括以下组分：
Figure BDA0002683977570000051
聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯3份、三甘醇0.2份反应而成的嵌段共聚物；废旧胶粉的目数为100目；聚烯烃为聚丙烯。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为170℃，主机转速为360r/min；步骤(3)挤出机共挤的温度为160℃，主机转速为350r/min。
实施例3
一种多层车用阻尼板，包括内层和外层，按重量份数计，所述内层包括以下组分：
热塑性聚氨酯 100份；
二硫化钼 10份；
石墨烯 5份；
外层包括以下组分：
Figure BDA0002683977570000052
Figure BDA0002683977570000061
聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯5份、新戊二醇0.5份反应而成的嵌段共聚物；废旧胶粉的目数为120目；聚烯烃为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为180℃，主机转速为400r/min；步骤(3)挤出机共挤的温度为180℃，主机转速为350r/min。
对比例1
一种多层车用阻尼板，包括内层和外层，按重量份数计，所述内层包括以下组分：
热塑性聚氨酯 100份；
二硫化钼 5份；
外层包括以下组分：
Figure BDA0002683977570000062
聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯1份、1，4一丁二醇0.1份反应而成的嵌段共聚物；废旧胶粉的目数为60目；聚烯烃为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为160℃，主机转速为350r/min；步骤(3)挤出机共挤的温度为170℃，主机转速为360r/min。
对比例2
一种多层车用阻尼板，包括内层和外层，按重量份数计，所述内层包括以下组分：
热塑性聚氨酯 100份；
石墨烯 1份；
外层包括以下组分：
Figure BDA0002683977570000071
聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯1份、1，4一丁二醇0.1份反应而成的嵌段共聚物；废旧胶粉的目数为60目；聚烯烃为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其中，包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为160℃，主机转速为350r/min；步骤(3)挤出机共挤的温度为170℃，主机转速为360r/min。
性能测试方法：
1)、阻尼性能测试：将根据上述任一实施例或对比例制得的阻尼片采用美国TA公司生产的DMA-8000动态机械分析仪进行分析；测试条件：拉伸模式，-80～100℃，升温速率：3℃/min；
2)、极限氧指数测试：将根据上述任一实施例或对比例制得的阻尼片按GB/T2406-2008《塑料燃烧性能的测定-极限氧指数法》测试标准进行测试。
3)、拉伸强度测试：将根据上述任一实施例或对比例制得的阻尼片按照GB/T1040-2006测试样品的拉伸性能，试样为哑铃状，试样尺寸为75mm×4mm×2mm，拉伸速度为20mm/min。
实施例1～3和对比例1～2的性能测试结果如表1所示：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
损耗因子 0.4 0.42 0.42 0.3 0.25
拉伸强度/Mpa 30 31 31 25 26
极限氧指数 29 29 30 25 25
表1
从表1可以看出，实施例1～3的阻尼性能、拉伸强度和极限氧指数均优于对比例1～2，说明通过加入二硫化钼和石墨烯产生很好的协效效果，能够增强阻尼片的力学性能，提高阻尼片的热稳定性、阻燃性能和阻尼性能。
综上所述，本发明的废旧胶粉车用多层阻尼片及其制备方法，解决现有技术中废旧胶粉车用阻尼片的问题，所以本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种废旧胶粉车用多层阻尼片，包含内层和外层，其特征在于：按重量份数计，所述内层包括以下组分：
聚氨酯100份；
二硫化钼5～10份；
所述外层包括以下组分：
废旧胶粉100份；
聚烯烃10～20份；
聚烯烃改性流动剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其特征在于：所述聚氨酯为热塑性聚氨酯，所述热塑性聚氨酯是由聚酯或聚醚多元醇100份、二异氰酸酯1～5份、扩链剂0.1～0.5份反应而成的嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其特征在于：所述内层还包括1～5份石墨烯。
4.根据权利要求1所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其特征在于：所述废旧胶粉的目数为40～120目。
5.根据权利要求1所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其特征在于：所述聚烯烃选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯共聚物的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的废旧胶粉车用多层阻尼片，其特征在于：所述外层还包括5～10份二硫化钼。
7.一种废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按重量配比称取聚氨酯、二硫化钼、石墨烯，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第一粒子；
(2)按重量配比称取废旧胶粉、聚烯烃、聚烯烃改性流动剂、二硫化钼，并加入混炼机共混挤出，造粒混干，得到第二粒子；
(3)将第一粒子和第二粒子加入挤出机进行多层共挤，得到废旧胶粉车用多层阻尼片。
8.根据权利要求7所述的废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)混炼机挤出温度为160～180℃，主机转速为350～400r/min。
9.根据权利要求7所述的废旧胶粉车用多层阻尼片的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)挤出机共挤的温度为160～180℃，主机转速为350～400r/min。
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