CN112469773A - 吸音材料用组合物 - Google Patents

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Abstract

由含有(A)环氧氯丙烷类聚合物、(B)发泡剂及(C)交联剂的吸音材料用组合物制成的发泡材料具有优异的吸音性能。因此,本发明的吸音材料用组合物可适用于铁路车辆用橡胶、工业机械用橡胶、汽车用橡胶等的吸音材料,特别是由于高频带的吸音特性优异,因此可适用于电动汽车等的马达声的吸音优异的吸音材料。

Description

吸音材料用组合物
技术领域
本发明涉及一种具有良好的吸音性能的以环氧氯丙烷类聚合物、发泡剂及交联剂作为必要成分的吸音材料用组合物、由该组合物制成的发泡材料、以及由发泡材料制成的吸音材料。
背景技术
在建筑物、飞机、汽车、铁路车辆、计算机等领域中,出于隔音、吸音的目的,通常采用使用了EPDM、NBR、CR等的材料(参考专利文献1)。特别是伴随着电动化,汽车中的噪音由引擎声变为马达声,其频率范围也从数百Hz至数千Hz向高频侧偏移。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平第01-139634号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而,专利文献1中记载的材料的高频侧的吸音性能并不充分。
此外,使用了环氧氯丙烷类聚合物的环氧氯丙烷橡胶材料活用了其耐热性、耐油性、耐臭氧性等,在汽车用途中被广泛用作燃料软管或气体类软管、管材料,但迄今为止,在建筑物、飞机、汽车、铁路车辆、计算机等领域中,几乎未被用作发泡材料。
因此,本发明的技术问题在于提供一种具有优异的吸音性能的发泡材料及用于上述发泡材料的组合物。
解决技术问题的技术手段
本申请的发明人发现,由含有(A)环氧氯丙烷类聚合物、(B)发泡剂及(C)交联剂的吸音材料用组合物制成的发泡材料表现出特殊的吸音特性。
项1.一种吸音材料用组合物,其含有(A)环氧氯丙烷类聚合物、(B)发泡剂及(C)交联剂。
项2.根据项1所述的吸音材料用组合物,其中,(B)发泡剂为化学发泡剂。
项3.根据项1或2所述的吸音材料用组合物,其中,(C)交联剂为脱氯性交联剂。
项4.根据项1~3中任一项所述的吸音材料用组合物,其中,(C)交联剂为三嗪类交联剂、硫脲类交联剂或喹喔啉类交联剂。
项5.一种发泡材料,其由项1~4中任一项所述的吸音材料用组合物制成。
项6.根据项5所述的发泡材料,其比重为0.05g/cm3以上、0.2g/cm3以下。
项7.根据项5或6所述的发泡材料,其中,发泡泡孔面积平均为0.025mm2以上、0.1mm2以下。
项8.根据项5~7中任一项所述的发泡材料,其中,根据JIS A1405-2:2007测定的4000Hz下的吸音率为30%以上。
项9.一种汽车用或铁路车辆用吸音材料,其由项5~8中任一项所述的发泡材料制成。
发明效果
通过本发明得到的发泡材料由环氧氯丙烷类聚合物制成,表现出特殊的吸音特性,特别是表现出在数千Hz下的吸音性能优异的效果。其中,在用于超过2000Hz的用途、例如在用于电动汽车等中使用的电动机用材料时,表现出优异的吸音特性。
具体实施方式
以下,对本发明的吸音材料用组合物及由吸音材料用组合物交联而成的发泡材料进行详细说明。本发明的吸音材料用组合物含有(A)环氧氯丙烷类聚合物、(B)发泡剂及(C)交联剂。
用于本发明的吸音材料用组合物的(A)环氧氯丙烷类聚合物为具有来自环氧氯丙烷的结构单元(-CH2-CH(CH2Cl)-O-)的开环聚合物,具体而言,可列举出环氧氯丙烷的开环聚合物、以及环氧氯丙烷及可与环氧氯丙烷进行共聚的单体的开环聚合物。作为环氧氯丙烷及可与环氧氯丙烷进行共聚的单体的开环聚合物,可例示出环氧氯丙烷-环氧烷烃类的开环聚合物、环氧氯丙烷-缩水甘油类的开环聚合物、环氧氯丙烷-环氧烷烃类-缩水甘油类的开环聚合物。上述环氧氯丙烷类聚合物也可记载为环氧氯丙烷橡胶。
作为可与环氧氯丙烷进行共聚的单体,可列举出环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等环氧烷烃类;甲基缩水甘油醚、乙基缩水甘油醚、正缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚等缩水甘油类。
(A)环氧氯丙烷类聚合物优选含有30mol%以上、更优选含有40mol%以上、也可以含有70mol%以上的来自环氧氯丙烷的结构单元。
(A)环氧氯丙烷类聚合物优选具有来自环氧烷烃类的结构单元,更优选具有来自环氧乙烷的结构单元。(A)环氧氯丙烷类聚合物优选含有3mol%以上、更优选含有5mol%以上、且优选含有60mol%以下的来自环氧烷烃类的结构单元。
(A)环氧氯丙烷类聚合物可含有1mol%以上、也可含有2mol%以上、且优选含有10mol%以下、更优选含有8mol%以下、特别优选含有5mol%以下的来自缩水甘油类的结构单元。
在(A)环氧氯丙烷类聚合物的所有结构单元100mol%中,来自环氧氯丙烷的结构单元、来自环氧烷烃类的结构单元及来自缩水甘油类的结构单元的合计含有比例优选为60~100mol%,更优选为80mol%以上,特别优选为90mol%以上。
另外,在本申请中,对于(A)环氧氯丙烷类聚合物中的各结构单元的摩尔比,若由均聚物构成,则可直接适用,若由多种聚合物构成,则可通过各聚合物的摩尔比与各聚合物在(A)环氧氯丙烷类聚合物中所占的质量的比率进行计算。
作为(A)环氧氯丙烷类聚合物,可使用环氧氯丙烷均聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物、环氧氯丙烷-环氧丙烷共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚四元共聚物等的这些均聚物或共聚物中的一种,或者也可同时使用两种以上。
可通过含氯量、碘值求出环氧氯丙烷均聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物的共聚组成。
含氯量按照JIS K7229中记载的方法,通过电位滴定法进行测定。由得到的含氯量计算来自环氧氯丙烷的结构单元的摩尔分数。
碘值通过以JIS K6235为基准的方法进行测定。由得到的碘值计算来自烯丙基缩水甘油醚的结构单元的摩尔分数。
来自环氧乙烷的结构单元的摩尔分数通过来自环氧氯丙烷的结构单元的摩尔分数、来自烯丙基缩水甘油醚的结构单元的摩尔分数来计算。
(A)环氧氯丙烷类聚合物的分子量没有特别限制,通常以门尼粘度表示,只要为ML1+4(100℃)=30~150左右的分子量即可。
(A)环氧氯丙烷类聚合物的制备可通过使用可使氧杂环丙烷化合物进行开环聚合的物质作为催化剂,在温度-20~100℃的范围下通过溶液聚合法、淤浆聚合法等进行实施。作为这样的催化剂,例如可列举出以有机铝为主体并使其与水或磷等含氧酸化合物或乙酰丙酮等进行反应的催化剂类、以有机锌为主体并使其与水进行反应的催化剂类、有机锡-磷酸酯缩合物催化剂类等。例如可使用美国专利第3,773,694号说明书中记载的有机锡-磷酸酯缩合物催化剂类制备(A)环氧氯丙烷类聚合物。另外,通过这样的制备方法进行共聚时,优选基本上使这些成分进行无规共聚。
作为用于本发明的吸音材料用组合物的(B)发泡剂,优选使用利用了物质的化学变化的公知的化学发泡剂。
化学发泡剂包括热分解型及反应型的有机类发泡剂以及无机类发泡剂。
作为热分解型的有机类发泡剂,可列举出偶氮化合物、亚硝基化合物、肼衍生物、氨基脲化合物、叠氮化物化合物、四唑化合物等,作为反应型的有机类发泡剂,例如可列举出异氰酸酯化合物等。
作为热分解型的无机类发泡剂,例如可列举出碳酸氢盐、碳酸盐、亚硝酸盐、氢化物等,作为反应型的无机类发泡剂,例如可列举出碳酸氢钠与酸的组合、过氧化氢与酵母菌的组合、锌粉末与酸的组合等。其中优选有机类发泡剂,更优选热分解型的有机类发泡剂,特别优选偶氮化合物、亚硝基化合物或肼衍生物。
作为发泡剂(B),具体而言,可列举出偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸钡、重氮氨基苯等偶氮化合物;二亚硝基五亚甲基四胺、N,N’-二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺、三亚硝基三亚甲基三胺等亚硝基化合物;4,4’-氧代双(苯磺酰肼)、对甲苯磺酰肼等肼衍生物;对甲苯磺酰氨基脲等氨基脲化合物;碳酸氢钠、碳酸氢铵等碳酸氢盐;碳酸铵等碳酸盐。这些发泡剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,(B)发泡剂的含量优选为0.1质量份以上、15质量份以下。下限值特别优选为0.5质量份以上,上限值特别优选为10质量份以下,也可以为7质量份以下。
作为用于本发明的吸音材料用组合物的(C)交联剂,可列举出作为利用氯原子的反应性的交联剂的脱氯性交联剂、及利用侧链双键的反应性的交联剂。作为脱氯性交联剂,可列举出多胺类交联剂、硫脲类交联剂、噻二唑类交联剂、三嗪类交联剂、喹喔啉类交联剂、双酚类交联剂等,作为利用侧链双键的反应性的交联剂,可例示出有机过氧化物类交联剂、硫黄、多硫代吗啉类交联剂、多硫化秋兰姆类交联剂等。作为(C)交联剂,优选作为利用氯原子的反应性的交联剂的脱氯性交联剂,从发泡性与吸音性的平衡的角度出发,更优选硫脲类交联剂、三嗪类交联剂或喹喔啉类交联剂。(C)交联剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为多胺类交联剂,可列举出乙二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、六亚甲基四胺、对苯二胺、异丙基苯二胺(cumenediamine)、N,N’-二次肉桂基-1,6-己二胺、乙二胺氨基甲酸酯(ethylenediamine carbamate)、六亚甲基二胺氨基甲酸酯等。
作为硫脲类交联剂,可列举出2-巯基咪唑啉(亚乙基硫脲)、1,3-二乙基硫脲、1,3-二丁基硫脲、三甲基硫脲等。
作为噻二唑类交联剂,可列举出2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-1,3,4-噻二唑-5-硫代苯甲酸酯等。
作为三嗪类交联剂,可列举出2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪、2-己基氨基-4,6-二巯基三嗪、2-二乙基氨基-4,6-二巯基三嗪、2-环己基氨基-4,6-二巯基三嗪、2-二丁氨基-4,6-二巯基三嗪、2-苯胺基-4,6-二巯基三嗪、2-苯基氨基-4,6-二巯基三嗪等。
作为喹喔啉类交联剂,可列举出2,3-二巯基喹喔啉、喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯、6-甲基喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯、5,8-二甲基喹喔啉-2,3-二硫代碳酸酯等。
作为双酚类交联剂,可列举出双酚AF、双酚S等。
作为有机过氧化物类交联剂,可列举出叔丁基过氧化氢、对孟烷过氧化氢、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化物、1,3-双(叔丁基过氧异丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯等。
作为多硫代吗啉类交联剂,可列举出二硫代二吗啉。
作为多硫化秋兰姆类交联剂,可列举出二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化双五亚甲基秋兰姆、六硫化双五亚甲基秋兰姆等。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,(C)交联剂的含量优选为0.1质量份以上、10质量份以下。下限值特别优选为0.3质量份以上,上限值特别优选为5质量份以下。
只要不损害本发明的效果,则可在本发明的吸音材料用组合物中进一步任意掺合除上述以外的掺合剂,例如吸酸剂(acid acceptor)、润滑剂、抗老化剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂或光稳定剂等添加剂、填充剂、增强剂、增塑剂、加工助剂、阻燃剂、交联促进剂、交联延迟剂、塑解剂、发泡助剂等。进一步,在不损失本发明的特性的范围内,可进行在本领域中通常进行的橡胶、树脂等的混合。
作为吸酸剂,可根据交联剂使用公知的(D)吸酸剂,可使用金属化合物和/或无机微孔晶体。
作为金属化合物,可列举出周期表第II族(IIA族及IIB族)金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、羧酸盐、硅酸盐、硼酸盐、亚磷酸盐;周期表第IV族(IVB族及IVA族)的非铅类金属的氧化物、碱式碳酸盐、碱式羧酸盐、碱式性亚磷酸盐、碱式亚硫酸盐、三碱式硫酸盐。
作为所述金属化合物的具体例,可列举出氧化镁、氢氧化镁、氢氧化钡、碳酸镁、碳酸钡、碳酸钠、生石灰、消石灰、碳酸钙、硅酸钙、硬脂酸钙、硬脂酸锌、邻苯二甲酸钙、亚磷酸钙、锌华、氧化锡、硬脂酸锡、碱式亚磷酸锡等。作为特别优选的吸酸剂,可列举出氧化镁、碳酸钙、消石灰、生石灰。
无机微孔晶体是指结晶性的多孔体,能够与无定型的多孔体、例如硅胶、氧化铝等明确地区分。作为这样的无机微孔晶体的例子,可列举出沸石类、磷酸铝型分子筛、层状硅酸盐、水滑石类、碱金属钛酸盐等。作为特别优选的吸酸剂,可列举出水滑石类。
除了天然沸石以外,沸石类还为A型、X型、Y型的合成沸石、方钠石类、天然乃至合成丝光沸石、ZSM-5等各种沸石及这些沸石的金属取代物,这些沸石类可单独使用,也可组合使用两种以上。此外,金属取代物的金属多为钠。作为沸石类,优选吸酸能力强的沸石类,优选A型沸石。
所述水滑石类由下述通式(1)表示。
MgXZnYAlZ(OH)(2(X+Y)+3Z-2)CO3·wH2O (1)
式中,X与Y分别表示具有X+Y=1~10的关系的0~10的实数,Z表示1~5的实数,w表示0~10的实数。
作为水滑石类的具体例,可列举出Mg4.5Al2(OH)13CO3·3.5H2O、Mg4.5Al2(OH)13CO3、Mg4Al2(OH)12CO3·3.5H2O、Mg5Al2(OH)14CO3·4H2O、Mg3Al2(OH)10CO3·1.7H2O、Mg3ZnAl2(OH)12CO3·3.5H2O、Mg3ZnAl2(OH)12CO3、Mg4.3Al2(OH)12.6CO3·3.5H2O等。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,(D)吸酸剂的含量优选为0.2~50质量份,特别优选为1~20质量份。若(D)吸酸剂的含量在该范围内,则能够更适宜地控制交联发泡材料的刚性,可得到作为交联发泡材料超出通常预期的物性。
作为交联促进剂,只要为公知的交联促进剂则没有特别限定,可列举出硫黄、秋兰姆类交联促进剂、噻唑类交联促进剂、硫代吗啉类交联促进剂、次磺酰胺类交联促进剂、胍类交联促进剂、硫脲类交联促进剂、醛-氨类交联促进剂、二硫代氨基甲酸盐类交联促进剂、黄原酸盐类交联促进剂、脂肪酸碱金属盐类交联促进剂、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7(以下缩写为DBU)盐类交联促进剂、1,5-二氮杂双环(4,3,0)壬烯-5(以下缩写为DBN)盐类交联促进剂等。
作为秋兰姆类交联促进剂,可列举出二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化双五亚甲基秋兰姆、六硫化双五亚甲基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆等。
作为噻唑类交联促进剂,可列举出巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑的各种金属盐、2-巯基苯并噻唑的环己基胺盐、二乙基二硫代氨基甲酸2-苯并噻唑酯、2-(4-吗啉基二硫代)苯并噻唑、2,2′-二硫化二苯并噻唑等。
作为硫代吗啉类交联促进剂,可列举出二硫代二吗啉。
作为次磺酰胺类交联促进剂,可列举出N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-氧联二亚乙基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺、N-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰亚胺等。
作为胍类交联促进剂,可列举出二苯胍、二邻甲苯胍(ditolylguanidine)等。
作为硫脲类交联促进剂,可列举出亚乙基硫脲、二亚乙基硫脲、二丁基硫脲、二月桂基硫脲、三甲基硫脲、二苯基硫脲等。
作为醛-氨类交联促进剂,可列举出六亚甲基四胺等。
作为二硫代氨基甲酸盐类交联促进剂,可列举出二甲基二硫代氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、N-五亚甲基二硫代氨基甲酸锌等。
作为黄原酸盐类交联促进剂,可列举出异丙基黄原酸锌、丁基黄原酸锌等。
作为脂肪酸碱金属盐类交联促进剂,可列举出硬脂酸钠、硬脂酸钾等。
作为DBU盐类交联促进剂,可列举出DBU-碳酸盐、DBU-硬脂酸盐、DBU-2-乙基己酸盐、DBU-苯甲酸盐、DBU-水杨酸盐、DBU-3-羟基-2-萘甲酸盐、DBU-酚树脂盐、DBU-2-巯基苯并噻唑盐、DBU-2-巯基苯并咪唑盐等。
作为DBN盐类交联促进剂,可列举出DBN-碳酸盐、DBN-硬脂酸盐、DBN-2-乙基己酸盐、DBN-苯甲酸盐、DBN-水杨酸盐、DBN-3-羟基-2-萘甲酸盐、DBN-酚树脂盐、DBN-2-巯基苯并噻唑盐、DBN-2-巯基苯并咪唑盐等。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,交联促进剂的含量优选为0.1~15重量份,更优选为0.1~10重量份,特别优选为0.1~5重量份。
作为润滑剂,具体而言,例如可列举出固体石蜡(paraffin wax)、烃类蜡等的石蜡及烃树脂;硬脂酸、棕榈酸等脂肪酸;硬脂酰胺、油酸酰胺等脂肪酸酰胺;硬脂酸正丁酯等脂肪酸酯;山梨糖醇酐脂肪酸酯;脂肪醇等,这些润滑剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为抗老化剂,可例示出公知的胺类抗老化剂、酚类抗老化剂、苯并咪唑类抗老化剂、二硫代氨基甲酸盐类抗老化剂、硫脲类抗老化剂、有机硫代酸类抗老化剂、亚磷酸类抗老化剂,这些抗老化剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。作为抗老化剂,优选胺类抗老化剂、酚类抗老化剂、苯并咪唑类抗老化剂、二硫代氨基甲酸盐类抗老化剂,更优选二硫代氨基甲酸盐类抗老化剂。
作为交联延迟剂,可例示出N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、2,2′-二苯甲酰氨基二苯二硫、硬脂酸锌等有机锌化合物、酸性二氧化硅等,这些交联延迟剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,交联延迟剂的含量优选为0~5质量份,更优选为0~1质量份,特别优选为0~0.3质量份。若交联延迟剂的含量在该范围内,则能够更适宜地控制发泡材料的交联特性,可得到作为交联发泡材料超出通常预期的物性。
作为增塑剂,可列举出邻苯二甲酸二辛酯(邻苯二甲酸二(2-乙基己酯))等邻苯二甲酸衍生物;己二酸二丁基二甘酯或己二酸二(丁氧基乙氧基)乙酯等己二酸衍生物;癸二酸二辛酯等癸二酸衍生物;偏苯三酸三辛酯等偏苯三酸衍生物等,这些增塑剂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。作为增塑剂,优选邻苯二甲酸衍生物。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,增塑剂的含量优选为0.1~50质量份,特别优选为1~25质量份。若增塑剂的含量在该范围内,则发泡材料的柔软性更适宜,可得到作为发泡材料超过通常预期的物性。
作为塑解剂,可使用芳香族硫醇类化合物、芳香族二硫化物类化合物、芳香族硫醇金属类化合物、或这些化合物的混合体系化合物,作为代表性的塑解剂,可列举出2,2′-二苯甲酰氨基二苯二硫。
在本发明的吸音材料用组合物中,在进行与橡胶和/或树脂的混合时,作为所述橡胶,可列举出天然橡胶(NR)、丁二烯橡胶(BR)、1,2-聚丁二烯(VBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、丙烯酸酯橡胶(ACM)、硅橡胶(VMQ)、氟橡胶(FKM)、聚氨酯橡胶(AU)等,作为所述树脂,可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、AS(丙烯腈-苯乙烯)树脂、聚酰胺树脂、聚苯醚树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯类树脂、聚甲醛树脂、丙烯酸类树脂。这些树脂可单独使用一种,也可组合使用两种以上。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,所述橡胶及树脂的含量优选为50质量份以下,更优选为30质量份以下,进一步优选为10质量份以下,特别优选为5质量份以下,也可以为0质量份。
在本发明的吸音材料用组合物中,优选同时使用发泡助剂与发泡剂。发泡助剂与发泡剂的同时使用有助于降低发泡剂的分解温度、加速分解及使泡沫均质化。作为发泡助剂,可使用有机酸、无机酸、无机盐、金属皂、脲及脲衍生物等。作为有机酸,例如可列举出水杨酸、邻苯二甲酸、硬脂酸、草酸、琥珀酸、己二酸,作为无机酸,可列举出硝酸。作为无机盐,可列举出锌华、硝酸锌、邻苯二甲酸铅、碳酸铅、三氯化磷酸盐(三塩化リン酸塩)、三碱式硫酸铅,作为金属皂,可列举出硬脂酸锌或硬脂酸铅。作为脲,例如可列举出EIWA CHEMICALIND.CO.,LTD.制造的Cellpaste 101,作为脲衍生物,可列举出Sankyo kasei Co.,Ltd.制造的CELLTON NP或EIWA CHEMICAL IND.CO.,LTD.制造的Cellpaste K5等。作为发泡助剂,特别优选脲和/或脲衍生物。作为发泡剂与发泡助剂的优选组合,为偶氮二甲酰胺和/或二亚硝基五亚甲基四胺与脲和/或脲衍生物并用体系。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,发泡助剂的含量优选为0.1质量份以上、15质量份以下。下限值特别优选为0.5质量份以上,上限值特别优选为10质量份以下。此外,发泡助剂的含量相对于发泡剂的含量(发泡助剂/发泡剂)优选为0.1~3,更优选为0.3~2.5,进一步优选为0.6~2。
在本发明的吸音材料用组合物中,优选掺合增强剂。作为增强剂,可列举出炭黑,例如可列举出炉黑、乙炔黑、热裂解法炭黑、槽法炭黑、石墨等,进一步具体而言,可例示出SAF(ASTM编号:N110)、ISAF(ASTM编号:N220)、HAF(ASTM编号:N330)、EPC(ASTM编号:N300)、XCF(ASTM编号:N400)、FEF(ASTM编号:N550)、GPF(ASTM编号:N600)、HMF(ASTM编号:N683)、SRF(ASTM编号:N770)、FT(ASTM编号:N880)、MT(ASTM编号:N990)。这些炭黑可单独使用,也可同时使用两种以上。
作为炭黑,氮吸附比表面积(N2SA)优选为5m2/g以上,更优选为7m2/g以上,特别优选为10m2/g以上。从易于获取的角度出发,上限通常优选为180m2/g以下。
作为炭黑,邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油量优选为15ml/100g,更优选为20ml/100g以上,特别优选为30ml/100g以上。从易于获取的角度出发,上限通常优选为175ml/100g以下,更优选为170ml/100g以下。
作为炭黑,例如优选粒径为10~60nm左右的SAF、ISAF、HAF、EPC、XCF、FEF、GPF等。粒径小的炭黑能够更适宜地保持发泡体的起泡状态,可得到作为交联发泡材料超出通常预期的物性。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,炭黑的含量优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,进一步优选为30质量份以上,也可以为55质量份以上。此外,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,炭黑的含量优选为80质量份以下,更优选为70质量份以下。
作为填充剂,可使用碳酸钙、高岭土、滑石、云母、膨润土、黏土、绢云母、玻璃纤维、碳纤维、聚芳酰胺纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、玻璃粉、玻璃中空球、Shirasu中空球、煤粉、丙烯酸树脂粉、酚树脂粉、金属粉末、陶瓷粉末、沸石、板岩粉等。
在本发明的吸音材料用组合物中,相对于(A)环氧氯丙烷类聚合物100质量份,填充剂的含量优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,并且优选为60质量份以下,更优选为30质量份以下。
可使用以往聚合物加工领域中使用的任意的混合手段制备吸音材料用组合物,例如可使用混炼机、班伯里混炼机、各种捏合机类等。
本发明的发泡材料由本发明的吸音材料用组合物制成。具体而言,由于其通过将吸音材料用组合物交联而得到,因此也可记作交联物或交联发泡材料。
本发明的发泡材料通常通过加热至100~200℃而得到,交联时间因温度而有所不同,通常为0.5~300分钟之间。作为交联成型的方法,可采用利用模具的压缩成型、注射成型、利用蒸汽发生器、空气浴、红外线或微波的加热等任意的方法。
在本发明中,将吸音材料用组合物交联成型,并同时进行发泡剂的反应(进行交联发泡),可得到加工成所需形状的发泡材料。
在不以相同条件进行发泡与交联时,通过将以规定的方法使吸音材料用组合物发泡而得到的发泡体交联成型,可得到加工成所需形状的发泡材料。
发泡材料的发泡后比重优选为0.8g/cm3以下,更优选为0.3g/cm3以下,进一步优选为0.2g/cm3以下,特别优选为0.16g/cm3以下,最优选为0.150g/cm3以下,并且优选为0.05g/cm3以上,更优选为0.08g/cm3以上,进一步优选为0.09g/cm3以上,特别优选为0.1g/cm3以上。通过将发泡后比重设置在上述范围内,可得到作为交联发泡材料超出通常预期的物性。发泡材料的发泡后比重可使用剪刀将发泡材料裁切成30mm见方,并使用TOYO SEIKI Co.,Ltd.制造的“DENSI METER”进行测定。
发泡材料的发泡泡孔面积优选为0.02mm2以上,更优选为0.025mm2以上,进一步优选为0.03mm2以上,特别优选为0.035mm2以上,并且更优选为0.1mm2以下,进一步优选为0.09mm2以下,特别优选为0.07mm2以下。通过将发泡泡孔面积设置在上述范围内,可得到作为交联发泡材料超出通常预期的物性。发泡材料的发泡泡孔面积为使用KeyenceCorporation制造的显微镜,求出0.8mm×0.8mm视场角的发泡泡孔(1个泡孔)的面积,并计算平均值。测定10处测定点,将10处的平均值作为发泡泡孔面积。
本发明的发泡材料的高频带的吸音率良好。发泡材料的2000Hz下的吸音率优选为13%以上,上限没有特别限定,可以为80%以下。此外,发泡材料的4000Hz下的吸音率优选为30%以上,更优选为40%以上,进一步优选为50%以上,上限没有特别限定,可以为80%以下。发泡材料的吸音率可根据JIS A1405-2:2007进行测定。
本发明的发泡材料适用于铁路车辆用橡胶、工业机械用橡胶、汽车用橡胶等的吸音材料。特别是可适用于数千Hz的吸音特性优异的发泡材料,因此可适用于电动机罩或逆变器罩中。
本申请主张以2018年7月27日提出申请的日本特愿第2018-141253号为基础的优先权。将2018年7月27日提出申请的日本特愿第2018-141253号的说明书的全部内容作为参考援用至本申请中。
实施例
以下,通过实施例、比较例对本发明进行更具体的说明,但本发明不受该记载限定。
(实施例1、比较例1及2)
使用捏合机及开放式辊(open roll)对下述表1所示的各材料进行捏合,制成未硫化橡胶片。将得到的未硫化橡胶片预成型为厚10mm、100mm见方的片。然后,准备厚9.5mm、80mm见方的间隔件(spacer),在其中放置上述的片,通过两步发泡法,以140℃冲压15分钟,进行一次硫化、一次发泡。通过冲压取出片,并将其置于厚5mm、200mm见方的间隔件,以150℃冲压15分钟,进行二次硫化、二次发泡。使用切片机将得到的海绵片切断,得到带单面皮层的吸音材料用发泡材料。另外,发泡倍率为通过下述公式求出的值,表1中示出了由未硫化橡胶片转变成吸音材料用发泡材料的发泡倍率。
发泡倍率=发泡前比重÷发泡后比重
使用剪刀将实施例及比较例的发泡材料裁切为30mm见方,并使用TOYO SEIKICo.,Ltd.制造的“DENSI METER”进行比重的测定,并作为“发泡后比重”。将测定结果示于表2。
使用Keyence Corporation制造的显微镜,求出0.8mm×0.8mm视场角的发泡泡孔(1个泡孔)的面积,并计算平均值。测定10处测定点,将10处的平均值作为发泡泡孔面积。将测定结果示于表2。
实施例及比较例的发泡材料的吸音率可根据JIS A1405-2:2007《音響管による吸音率及びインピーダンスの測定-第2部:伝達関数法》,使用吸音系数测量系统9302型(RION Co.,Ltd.制造),将试验体厚度制成5mm而进行测定。将测定结果示于表3。
以下示出在表1的实施例及比较例中使用的掺合材料。
*1 OSAKA SODA Co.,Ltd.制造的“环氧氯丙烷类聚合物:EPICHLOMER C”(来自环氧氯丙烷的结构单元50mol%,来自环氧乙烷的结构单元50mol%)
*2 JSR Corporation制造的“丙烯腈-丁二烯共聚物:N230S”
*3 Denka Company Limited.制造的“氯丁二烯聚合物:Denka氯丁二烯M-40”
*4 Tokai Carbon Co.,Ltd.制造的“SEAST SO”
*5 Burgess Pigment Company制造的“Burgess No.30”
*6 DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造的“DOP”
[表1]
Figure BDA0002909644830000161
1)比较例1的氧化锌用作交联促进助剂
2)比较例1的硫用作交联剂
[表2]
实施例1 比较例1 比较例2
发泡后比重(g/cm<sup>3</sup>) 0.146 0.172 0.154
发泡泡孔面积(mm<sup>2</sup>) 0.04 0.02 0.01
[表3]
实施例1 比较例1 比较例2
2000Hz下的吸音率(%) 13 12 8
4000Hz下的吸音率(%) 65 25 15
表3中示出了,与以往采用的使用了NBR(比较例1)、CR(比较例2)的发泡材料相比,由本发明的吸音材料用组合物制成的发泡材料的2000Hz下的吸音率为良好的结果,且对于超过2000Hz的高频带的吸音率为特别良好的结果。
工业实用性
根据本发明,可提供一种使用了环氧氯丙烷类聚合物的吸音特性优异的发泡材料。因此,本发明的吸音材料用组合物及发泡材料可适用于铁路车辆用橡胶、工业机械用橡胶、汽车用橡胶等吸音材料,特别是由于高频带的吸音特性优异,因此可适用于电动汽车等的马达声的吸音优异的吸音材料。

Claims (9)

1.一种吸音材料用组合物,其含有(A)环氧氯丙烷类聚合物、(B)发泡剂及(C)交联剂。
2.根据权利要求1所述的吸音材料用组合物,其中,(B)发泡剂为化学发泡剂。
3.根据权利要求1或2所述的吸音材料用组合物,其中,(C)交联剂为脱氯性交联剂。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的吸音材料用组合物,其中,(C)交联剂为三嗪类交联剂、硫脲类交联剂或喹喔啉类交联剂。
5.一种发泡材料,其由权利要求1~4中任一项所述的吸音材料用组合物制成。
6.根据权利要求5所述的发泡材料,其比重为0.05g/cm3以上、0.2g/cm3以下。
7.根据权利要求5或6所述的发泡材料,其中,发泡泡孔面积平均为0.025mm2以上、0.1mm2以下。
8.根据权利要求5~7中任一项所述的发泡材料,其中,根据JIS A1405-2:2007测定的4000Hz下的吸音率为30%以上。
9.一种汽车用或铁路车辆用吸音材料,其由权利要求5~8中任一项所述的发泡材料制成。
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