CN112592581A - 树脂复合材料 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种具有优异的隔音和机械性能的树脂复合材料以及包括树脂复合材料的成型产品。树脂复合材料可以包括树脂组合物、多孔颗粒和增强材料，并且包括树脂复合材料的成型产品不包括挥发性有机化合物(VOCS)。因此，可以减少由产生VOCS而引起的不适感以及燃烧过程中有毒气体的排放，因此有利于环境。此外，树脂复合材料和包括树脂复合材料的成型产品表现出足够的机械强度，因此可以直接应用于产生噪音的设备的壳体等，而无需引入任何额外的隔音材料。例如，树脂复合材料和成型产品可以包括特定含量的具有特定尺寸的孔的多孔颗粒以确保适当的体积分数，并且因此可以有效且经济地阻止噪音传递。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂复合材料，该树脂复合材料包括树脂组合物、多孔颗粒、增强材料和添加剂，从而提供优异的隔音和机械性能。
背景技术
噪音是有害因素之一，目前正在开发用于消除和减轻噪音的技术。例如，常规隔音材料主要由织物、毡、无纺布和海绵制成，其隔音功能可以从形成这些材料的纤维、纤维间的孔或海绵孔而获得。然而，这些隔音材料具有低刚度，因此不能单独使用，而是应以额外放置在产生噪音的部件的壳体的外表面上，或者额外放置在能够形成具有隔音功能的结构的具有高刚度的材料的内表面或外表面上的形式使用，因此引起了例如在其制造工艺中单独添加隔音材料以及需要额外步骤的问题。
此外，由于纤维材料用作常规隔音材料，纤维簇泄漏到外部环境中并产生灰尘，从而对环境产生不利影响。此外，用于粘合纤维的粘合剂或海绵制造工艺后残留的残留溶剂产生挥发性有机化合物 (VOCS)，从而造成环境污染。此外，常规隔音材料受外部环境的影响很大，在高湿度的潮湿天和低湿度的干燥天具有不同的隔音性能，因此表现出不均匀的性能。
因此，需要开发一种具有提高的隔音性能并且其自身不引起环境污染且由于高机械强度而无需使用额外的隔音材料的材料，来替代常规隔音材料。
发明内容
在优选方面，提供了一种具有优异的隔音和机械性能的树脂复合材料以及包括树脂复合材料的成型产品。
在一个方面中，树脂复合材料可以包括：树脂组合物，包括从包括热塑性树脂、热固化性树脂及其组合的组中选择的一种或多种；多孔颗粒；以及增强材料。
如本文所使用的，术语“多孔颗粒”是指具有基本球形形状或特定形状并且在整个材料的表面和/或内部空间中包括多个孔的特定材料。多孔颗粒的孔还可以包括具有规则或不规则形状的腔，例如，通道、迷宫、洞等。多孔颗粒中的孔的尺寸可以变化，例如，多孔颗粒中的孔的直径为约1nm至约1000nm、约1nm至约500nm、约1nm至约 100nm或优选地约2nm至50nm，尺寸通过孔的两个内部点之间的最大距离来测量。在一些实施例中，多孔可以阻止、抑制或减少例如约 1000Hz至约5000Hz的各种范围内的声波传递，从而使得多孔颗粒可以具有吸音性能。
树脂复合材料可以进一步包括添加剂。
以树脂复合材料的总重量为基准，树脂复合材料可以包括约 58.6wt％至99.93wt％的树脂组合物、约0.07wt％至0.4wt％的多孔颗粒、 0wt％至约40.0wt％的增强材料以及0wt％至约1.0wt％的添加剂。
热塑性树脂可以适当地包括从包括聚酰胺6(PA 6)、聚酰胺66(PA 66)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚甲醛和聚甲基丙烯酸甲酯的组中选择的一种或多种。
热固化性树脂可以包括从包括环氧树脂、苯酚和不饱和聚酯的组中选择的一种或多种。
以树脂复合材料的总体积100vol％为基准，多孔颗粒的含量可以适当地为约5vol％至40vol％。
多孔颗粒中的孔的尺寸可以适当地为约2nm至50nm。
多孔颗粒可以包括从包括多孔气凝胶颗粒、多孔硅酸钙颗粒、多孔活性催化陶瓷颗粒、多孔沸石颗粒和多孔活性炭颗粒的组中选择的一种或多种。
多孔颗粒的比重可以为约0.013g/cm3至0.017g/cm3。
多孔颗粒可以适当地涂覆有从包括聚氨酯、聚脲及其组合的组中选择的一种或多种。
增强材料可以适当地包括从包括纤维增强材料、无机增强材料及其组合的组中选择的一种或多种。
纤维增强材料可以包括从包括玻璃纤维增强材料、碳纤维增强材料和玄武岩纤维增强材料的组中选择的一种或多种。
无机增强材料可以适当地包括从包括碳酸钙、晶须及其组合的组中选择的一种或多种。
添加剂可以包括从包括增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂和润滑剂的组中选择的一种或多种。
在另一方面中，提供了一种成型产品，包括本文所述的树脂复合材料。
成型产品可以具有约40dB至45dB的传递损失(TL)和约60MPa至 190MPa的抗拉强度。
进一步提供了一种车辆部件，包括本文所述的成型产品。例如，车辆部件可以包括从包括发动机罩、发动机室隔板、马达壳体、挡风雨条、消声器及其组合的组中选择的一种或多种。
还提供了一种车辆，可以包括本文所述的树脂复合材料、包括本文所述的树脂复合材料的成型产品或包括本文所述的成型产品的车辆部件。
下文讨论本发明的其它方面。
附图说明
现在将参照在附图中示出的本发明的特定示例性实施例来详细描述本发明的上述和其它特征，附图在下面仅以说明的方式给出，因此并不限制本发明，并且其中：
图1是示出与根据本发明的示例性实施例的树脂组合物复合的多孔颗粒中包括的气凝胶颗粒的SEM图像、包括中孔(mesopore)的气凝胶颗粒的纳米级结构以及通过复合多孔颗粒而制造的隔音树脂复合材料的视图；
图2是表示在根据本发明的示例性实施例的树脂复合材料中包括不同种类的树脂组合物(热塑性树脂PA 66或热固化性树脂环氧树脂) 时，当多孔颗粒的含量增加时树脂复合材料的传递损失的图；以及
图3是表示在根据本发明的示例性实施例的树脂复合材料中包括不同种类的树脂组合物(热塑性树脂PA 66或热固化性树脂环氧树脂) 时，当多孔颗粒的含量增加时树脂复合材料的抗拉强度的图。
应理解的是，附图不一定按比例绘制，示出了说明本发明的基本原理的各种优选特征的有所简化的表示。本文公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地通过特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，附图标记在附图中的多个图中始终指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
下文中，将详细参照本发明的各个实施例，本发明的各个实施例的示例在附图中示出并在下面进行描述。尽管将结合示例性实施例描述本发明，但是将理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且涵盖在由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的各种替代方案、修改方案、等同方案和其它实施例。
在以下实施例的描述中，例如“包括”、“具有”等术语将被解释为指示存在说明书中陈述的特征、数字、步骤、操作、元件或部件或者其组合，并且不排除存在一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合，或者添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。
说明书中使用的代表组分的量、反应条件、聚合物成分和共混物的所有数字、值和/或表达式为近似值，其中反映了从本质上不同的事物中获取这些值时所产生的测量中的各种不确定性，因此将理解的是，除非另有说明，否则将由术语“约”修饰。例如，除非特别声明或从上下文明显看出，否则如本文所使用的，术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的两个标准偏差内。“约”可以被理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另外明确说明，否则本文提供的所有数值由术语“约”修饰。
此外，将理解的是，如果在说明书中公开了数值范围，则除非另外说明，否则该范围包括从该范围的最小值到最大值的所有连续值。此外，如果该范围是指整数，则除非另外说明，否则该范围包括从该范围的最小整数到最大整数的所有整数。
理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的乘用车；包括各种轮船和船舰的水运工具；飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其它替代燃料(例如，除石油以外的资源衍生的燃料)车辆。如本文所指，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油和电双动力车辆。
树脂复合材料
根据本发明的示例性实施例的树脂复合材料可以包括：i)树脂组合物，包括从包括热塑性树脂、热固化性树脂及其组合的组中选择的一种或多种；ii)多孔颗粒；以及iii)增强材料。树脂复合材料可以进一步包括添加剂。优选地，树脂组合物、多孔颗粒、增强材料和添加剂可以复合。
以树脂复合材料的总重量为基准，树脂复合材料可以包括约 58.6wt％至99.93wt％的树脂组合物、约0.07wt％至0.4wt％的多孔颗粒、约0wt％至约40.0wt％的增强材料以及约0wt％至1.0wt％的添加剂。以树脂复合材料的总体积100vol％为基准，多孔颗粒的含量可以为约 5vol％至40vol％。
除非另外说明，否则根据本发明的吸音和隔音材料的各个组分的含量是以吸音和隔音材料100wt％为基准来计算的。当该标准被改变时，将详细说明改变后的标准，因此本领域技术人员将能够掌握各个含量的标准。
(1)树脂组合物
只要树脂组合物可以用作具有适合用作包括树脂成分的成型产品的刚度的基材，根据本发明的树脂组合物不限于任何特定的树脂组合物。
树脂组合物可以包括从包括热塑性树脂、热固化性树脂及其组合的组中选择的一种或多种。热塑性树脂可以是常规热塑性树脂中的一种，例如从包括聚酰胺6(PA 6)、聚酰胺66(PA 66)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚甲醛和聚甲基丙烯酸甲酯的组中选择的一种或多种。热塑性树脂不限于任何特定的热塑性树脂，并且优选地，可以是广泛应用于车辆发动机底盘部件的聚酰胺66 (PA 66)。此外，热固化性树脂可以是常规热固化性树脂中的一种，例如从包括环氧树脂、苯酚和不饱和聚酯的组中选择的一种或多种，并且热固化性树脂不限于任何特定的热固化性树脂。优选地，热固化性树脂可以是广泛用作车辆的复合材料的热固化性树脂的环氧树脂。
以树脂复合材料的总重量为基准，根据本发明的树脂组合物的含量可以为约58.6wt％至约99.93wt％。当树脂组合物的含量小于约 58.6wt％时，树脂复合材料的强度可能降低，并且当树脂组合物的含量高于约99.93wt％时，树脂复合材料的隔音性能可能降低。
(2)多孔颗粒
只要多孔颗粒可以赋予包括多孔颗粒的树脂复合材料和成型产品隔音功能，根据本发明的多孔颗粒不限于任何特定的多孔颗粒。
多孔颗粒可以包括常规多孔颗粒，例如，可以包括从包括多孔气凝胶颗粒、多孔硅酸钙颗粒、多孔活性催化陶瓷颗粒、多孔沸石颗粒和多孔活性炭颗粒的组中选择的一种或多种。多孔颗粒不限于任何特定的多孔颗粒，并且优选地，为了与根据本发明的树脂组合物复合，可以是即使添加相对较小重量分数也可以显著地改善隔音功能的多孔气凝胶颗粒。
多孔颗粒可以是涂覆的多孔颗粒，并且用于涂覆多孔颗粒的涂覆组分可以是本发明所属领域中可以使用的常规涂覆组分中的一种，例如，包括从包括聚氨酯、聚脲及其组合的组中选择的一种。
如图1所示，多孔颗粒中的孔可以是中孔，中孔的尺寸范围为约 2nm至约50nm。当多孔颗粒中的孔的尺寸在约2nm至50nm的范围内时，多孔颗粒中的孔的尺寸类似于平均自由程长度(mean free path length)，因此多孔颗粒可以有效地防止声波传递。换句话说，由于多孔颗粒中的孔的尺寸为约2nm至50nm，在物理上类似于空气颗粒的平均自由程长度，因此可以确保减少孔内空气颗粒之间的碰撞事件。因此，包括多孔颗粒的树脂复合材料和成型产品可以具有优异的隔音性能。
多孔颗粒可以具有约0.013g/cm3至0.017g/cm3的比重。当多孔颗粒的比重小于约0.013g/cm3时，可能难以制备多孔颗粒，并且当多孔颗粒的比重大于约0.017g/cm3时，孔的体积分数可能减少，因此隔音效率可能降低。换句话说，由于多孔颗粒的比重为0.013g/cm3至0.017g/cm3，因此即使添加少量的多孔颗粒来复合，也可以确保以下用于提高树脂复合材料和成型产品内的隔音性能的适当的体积分数。
以树脂复合材料的总体积100vol％为基准，多孔颗粒的含量可以为约5vol％至40vol％。当多孔颗粒的含量小于约5vol％时，隔音性能可能降低，并且当多孔颗粒的含量大于约40vol％时，混合物的刚度可能降低。换句话说，多孔颗粒可以在树脂复合材料中确保适当的体积分数，因此提高树脂复合材料和成型产品的隔音性能，而且不削弱树脂复合材料和成型产品的机械性能。
以树脂复合材料的总重量为基准，多孔颗粒的含量可以为约0.07％至0.4wt％。当多孔颗粒的含量小于约0.07wt％时，树脂复合材料和成型产品的隔音效果可能不显著，并且当多孔颗粒的含量大于约0.4wt％时，树脂复合材料和成型产品的机械强度和可成型性可能降低。
特别地，树脂复合材料和包括树脂复合材料的成型产品可以包括特定含量的具有特定尺寸的孔的多孔颗粒以确保适当的体积分数，从而在具有低重量的同时具有优异的隔音性能，并且由于所包括的成分相对价格稳定而经济实用。
(3)增强材料
只要增强材料可以确保树脂组合物的额外刚度，根据本发明的增强材料不限于任何特定的增强材料。
增强材料可以包括涉及用于提高隔音性能的树脂复合材料的领域的技术人员可以在不需要特定知识的情况下采用的常规增强材料中的一种或多种。例如，增强材料可以包括从包括纤维增强材料、无机增强材料及其组合的组中选择的一种或多种，并且不限于任何特定的增强材料。纤维增强材料可以包括一种或多种常规纤维增强材料，例如，包括从包括玻璃纤维增强材料、碳纤维增强材料和玄武岩纤维增强材料的组中选择的一种或多种，并且纤维增强材料不限于任何特定的纤维增强材料。优选地，纤维增强材料可以包括廉价且通常用作增强材料的玻璃纤维增强材料。此外，无机增强材料可以包括一种或多种常规无机增强材料，例如，包括从包括碳酸钙、晶须及其组合的组中选择的一种或多种。
以树脂复合材料的总重量为基准，根据本发明的增强材料的含量可以为0wt％至约40.0wt％。当增强材料的含量大于约40.0wt％时，多孔颗粒的破裂增加并且混合物的可成型性变差。
(4)添加剂
只要添加剂用于在通过复合来制造根据本发明的树脂复合材料和成型产品时促进加工，根据本发明的添加剂不限于任何特定的添加剂。
添加剂可以包括涉及用于提高隔音性能的树脂复合材料的领域的技术人员可以在不需要特定知识的情况下采用的常规添加剂中的一种或多种。例如，添加剂可以包括从包括增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂和润滑剂的组中选择的一种或多种，并且不限于任何特定的添加剂。
以树脂复合材料的总重量为基准，添加剂的含量可以为0wt％至约 1.0wt％。当添加剂的含量大于约1.0wt％时，由于成型后迁移而成型产品的表面可能污染。
成型产品
只要成型产品可以通过涉及用于提高隔音性能的树脂复合材料的领域的常规方法，使用树脂复合材料来制造，成型产品不限于任何特定的成型产品，并且优选地，可以包括根据本发明的树脂复合材料。
成型产品可以具有约40dB至45dB的传递损失(TL)和约60Mpa至 190MPa的抗拉强度。因此，根据本发明的成型产品本身可以表现出足够的机械强度，同时有效地阻止噪音传递。成型产品可以直接应用于可以用作产生噪音的设备的壳体的车辆部件，而无需引入任何额外的隔音材料。车辆部件可以是用于各种目的的机械部件，特别是动力系统部件，例如，可以是发动机罩、发动机室隔板、马达壳体、挡风雨条、消声器及其组合。
此外，由于成型产品中包括的树脂复合材料包括树脂组合物、多孔颗粒、增强材料和不含挥发性有机化合物(VOCS)的添加剂，因此根据本发明的成型产品可以减少由产生VOCS而引起的不适感以及燃烧过程中有毒气体的排放，因此有利于环境。
下文中，将参照以下示例更详细地描述本发明。以下示例仅用于示例性地描述本发明，而并非旨在限制本发明的范围。
示例
示例1
通过将99.93wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和0.07wt％ (5vol％)的多孔二氧化硅气凝胶(silica aerogel)颗粒作为多孔颗粒进行复合来制备树脂复合材料。在此，复合的多孔气凝胶颗粒具有尺寸为2nm至50nm的中孔，涂覆有聚氨酯，并且具有0.017g/cm3的比重。
此后，通过将具有上述指定含量的树脂组合物和多孔二氧化硅气凝胶颗粒干混后放入注射机中来制造成型产品。在此，注射机被设定为温度为280℃，注射成型时间为7秒，模具冷却时间为20秒。
示例2
与示例1相比，除了使用99.8wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和0.2wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
示例3
与示例1相比，除了使用99.6wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和0.4wt％(25vol％)的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
示例4
与示例1相比，除了使用78.6wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物、0.4wt％(25vol％)的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒、 20.0wt％的纤维增强材料作为增强材料以及1.0wt％的热稳定剂和抗氧化剂作为添加剂来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
示例5
与示例1相比，除了使用58.6wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物、0.4wt％(25vol％)的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒、 40.0wt％的纤维增强材料作为增强材料以及1.0wt％的热稳定剂和抗氧化剂作为添加剂来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
示例6
与示例1相比，除了使用99.6wt％的环氧树脂作为树脂组合物和 0.4wt％(25vol％)的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例1
使用三元乙丙橡胶(EPDM)海绵制造成型产品。
比较示例2
使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制造成型产品。
比较示例3
与示例1相比，除了使用100wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例4
与示例1相比，除了使用99.97wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和0.03wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例5
与示例1相比，除了使用99.0wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和1.0wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例6
与示例1相比，除了使用98.5wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和1.5wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例7
与示例1相比，除了使用98.0wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物和2.0wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例8
与示例1相比，除了使用59.0wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物、0wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒、40.0wt％的纤维增强材料作为增强材料以及1.0wt％的热稳定剂和抗氧化剂作为添加剂来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例9
与示例1相比，除了使用58.0wt％的聚酰胺66(PA 66)作为树脂组合物、1.0wt％的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒、40.0wt％的纤维增强材料作为增强材料以及1.0wt％的热稳定剂和抗氧化剂作为添加剂来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例10
与示例1相比，除了使用100wt％的环氧树脂作为树脂组合物来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
比较示例11
与示例1相比，除了使用99.0wt％的环氧树脂作为树脂组合物和 1.0wt％(25vol％)的多孔二氧化硅气凝胶颗粒作为多孔颗粒来制备树脂复合材料以外，以与示例1相同的方式制造成型产品。
测试示例1–与常规隔音材料的传递损失和抗拉强度的比较
测量了根据示例1至示例3制造的成型产品以及根据比较示例1和比较示例2制造的成型产品的传递损失和抗拉强度，测量结果列于以下表1中。
表1
如表1所示，可以确认，与比较示例1和比较示例2中使用常规隔音材料制造的成型产品相比，示例1至示例3中通过将包括热塑性树脂的树脂组合物和包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒复合而制造的成型产品的传递损失为40dB以上，并且示例1至示例3中通过将包括热塑性树脂的树脂组合物和包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒复合而制造的成型产品的抗拉强度高于50MPa。即，可以确认，与传递损失相比，示例1至示例3的成型产品的抗拉强度比使用常规隔音材料制造的成型产品的抗拉强度大很多。因此，根据本发明的示例性实施例的树脂复合材料和包括树脂复合材料的成型产品本身可以表现出足够的机械强度，因此可以直接应用于产生噪音的设备的壳体等，而无需引入任何额外的隔音材料，从而能够被容易地制造成硬质隔板并有效隔绝大范围产生的噪音。
测试示例2–根据树脂组合物和多孔颗粒的含量比较传递损失和抗拉强度
测量了根据示例1至示例3制造的包括通过热塑性树脂的复合而制备的树脂组合物的成型产品以及根据比较示例3至比较示例7制造的成型产品的传递损失和抗拉强度，测量结果列于以上表1中。
如表1所示，可以确认，随着包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量增加，传递损失增加，但是当包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量为2.0wt％以上时，树脂复合材料的可成型性非常低，因此难以形成成型产品。此外，可以确认，当包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量小于0.07wt％(5vol％)时，成型产品的抗拉强度为50Mpa以上，这满足常规标准的参考值。然而，成型产品的传递损失为40dB以下，因此成型产品的隔音性能降低。此外，可以确认，当包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量大于0.4wt％ (25vol％)时，成型产品的传递损失大于40dB，这满足常规标准的参考值。然而，成型产品的抗拉强度小于50MPa，因此成型产品的机械强度较低，难以将成型产品用作车辆部件。
测量了根据示例6制造的包括通过热固化性树脂的复合而制备的树脂组合物的成型产品以及根据比较示例10和比较示例11制造的成型产品的传递损失和抗拉强度，测量结果列于以下表2中。
表2
如表2所示，可以确认，当包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量为0.4wt％时，成型产品的传递损失和抗拉强度分别为40dB以上和50Mpa以上，这满足常规标准的各自参考值。然而，当包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量小于0.07wt％(5vol％)或大于 0.4wt％(25vol％)时，成型产品的传递损失和抗拉强度不满足各自参考值。因此，可以确认，当包括具有特定尺寸的孔的多孔颗粒的含量为0.07wt％(5vol％)至0.4wt％(25vol％)时，成型产品本身可以表现出足够的机械强度，并且还可以确保适当的体积分数，从而在具有低重量的同时提高隔音性能。
此外，如图2和图3所示，可以确认，与多孔颗粒的含量相比，包括包含热塑性树脂的树脂组合物的树脂复合材料的传递损失和抗拉强度值高于包括包含热固化性树脂的树脂组合物的树脂复合材料的传递损失和抗拉强度值，因此可以确认，在相同含量的多孔颗粒的情况下，包括包含热塑性树脂的树脂组合物的树脂复合材料在隔音性能和机械强度方面更有效。
测试示例3–根据树脂组合物、多孔颗粒和增强材料的含量比较传递损失和抗拉强度
测量了根据示例4和示例5制造的成型产品以及根据比较示例8和比较示例9制造的成型产品的传递损失和抗拉强度，测量结果列于以上表2中。
如表2所示，确认根据示例4和示例5的成型产品中，随着包括玻璃纤维增强材料的增强材料的含量增加，成型产品的抗拉强度提高，但是成型产品的传递损失没有降低。然而，可以确认通过根据示例5和比较示例9的成型产品中，当增强材料的含量相同但包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量增加时，成型产品的传递损失降低，因此隔音效果降低。
因此，可以理解，当添加增强材料来提高机械强度时，随着包括多孔二氧化硅气凝胶颗粒的多孔颗粒的含量增加，树脂组合物中的多孔颗粒由于增强材料而破裂，因此，隔音效果变差。
还可以理解，包括具有示例4和示例5中指定的含量的各个组分的成型产品可以保持优异的隔音效果，同时由于添加了增强材料而确保足够的机械强度。
根据本发明的各个示例性实施例的树脂复合材料和包括树脂复合材料的成型产品本身可以表现出足够的机械强度，因此可以直接应用于产生噪音的设备的壳体等，而无需引入任何额外的隔音材料。例如，树脂复合材料和成型产品可以容易地被制造为硬质隔板，并有效隔绝大范围产生的噪音，因此能够有效且经济地阻止噪音传递。因此，根据本发明的各个示例性实施例的成型产品可以直接应用于各种目的的机械部件，特别是动力系统部件，更特别地是车辆部件。
此外，根据本发明的各个示例性实施例的树脂复合材料和成型产品可以包括特定含量的具有特定尺寸的孔的多孔颗粒以确保适当的体积分数，从而在具有低重量的同时具有优异的隔音性能，并且由于所包括的成分相对价格稳定而经济实用。
此外，根据本发明的各个示例性实施例的树脂复合材料和包括树脂复合材料的成型产品可以减少由产生挥发性有机化合物(VOCS)而引起的不适感以及燃烧过程中有毒气体的排放，因此有利于环境。
已经参照本发明的示例性实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和思想的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的范围在所附权利要求书及其等同内容中限定。
Claims (19)
1.一种树脂复合材料，包括：
树脂组合物，包括从包括热塑性树脂、热固化性树脂及其组合的组中选择的一种或多种；
多孔颗粒；以及
增强材料。
2.根据权利要求1所述的树脂复合材料，进一步包括添加剂。
3.根据权利要求2所述的树脂复合材料，以所述树脂复合材料的总重量为基准，包括：
58.6wt％至99.93wt％的所述树脂组合物；
0.07wt％至0.4wt％的所述多孔颗粒；
0wt％至40.0wt％的所述增强材料；以及
0wt％至1.0wt％的所述添加剂。
4.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述热塑性树脂包括从包括聚酰胺6(PA 6)、聚酰胺66(PA 66)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚砜(PSU)、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚甲醛和聚甲基丙烯酸甲酯的组中选择的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述热固化性树脂包括从包括环氧树脂、苯酚和不饱和聚酯的组中选择的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
以所述树脂复合材料的总体积100vol％为基准，所述多孔颗粒的含量为5vol％至40vol％。
7.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述多孔颗粒中的孔的尺寸为2nm至50nm。
8.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述多孔颗粒包括从包括多孔气凝胶颗粒、多孔硅酸钙颗粒、多孔活性催化陶瓷颗粒、多孔沸石颗粒和多孔活性炭颗粒的组中选择的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述多孔颗粒的比重为0.013g/cm3至0.017g/cm3。
10.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述多孔颗粒涂覆有从包括聚氨酯、聚脲及其组合的组中选择的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的树脂复合材料，其中，
所述增强材料包括从包括纤维增强材料、无机增强材料及其组合的组中选择的一种或多种。
12.根据权利要求11所述的树脂复合材料，其中，
所述纤维增强材料包括从包括玻璃纤维增强材料、碳纤维增强材料和玄武岩纤维增强材料的组中选择的一种或多种。
13.根据权利要求11所述的树脂复合材料，其中，
所述无机增强材料包括从包括碳酸钙、晶须及其组合的组中选择的一种或多种。
14.根据权利要求2所述的树脂复合材料，其中，
所述添加剂包括从包括增塑剂、热稳定剂、抗氧化剂和润滑剂组成的组中选择的一种或多种。
15.一种成型产品，包括根据权利要求1所述的树脂复合材料。
16.根据权利要求15所述的成型产品，其中，
所述成型产品具有40dB至45dB的传递损失(TL)和60MPa至190MPa的抗拉强度。
17.一种车辆部件，包括根据权利要求15所述的成型产品。
18.根据权利要求17所述的车辆部件，包括从包括发动机罩、发动机室隔板、马达壳体、挡风雨条、消声器及其组合的组中选择的一种或多种。
19.一种车辆，包括根据权利要求15所述的成型产品。
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