CN112694747A - 一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料。本发明利用材料化学性质阻燃性能，物理性质导热系数隔热性能，高密度材料降噪性能，材料越重(面密度，或单位面积质量越大)隔音效果越好，通过聚酰胺填充改性技术复合材料大大降低发动机舱噪音阻隔性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰 胺复合材料及其制备方法。
背景技术
汽车发动机舱防火墙是汽车驾驶舱与发动机之间有一隔板，此隔板被称之 为防火墙，需要具有耐热及降噪的作用，由于发动机运转时产生高温热量，需 要防火墙阻隔发动机产生的噪音及热量传送到汽车驾驶舱，有统计资料显示， 全国每年近70000起汽车自燃事故，不少人因汽车自燃事故受到伤害或者伤 亡。
国外市场的防火墙主要采用UP+GF的材料，但是由于不饱和热固性树脂 的难加工性及不可回收利用，使得该种材料的防火墙材料得不到广泛的应用。 国内市场主流防火墙材料采用铝镁合金材料，但是其压铸的方式生产，生产效 率低下。
现在各主机厂流行的轻量化方案由热塑性材料PP或者PA或者PBT等热 塑性材料添加硫酸钡或者滑石粉、碳酸钙等矿物复合材料制成。虽然叫防火墙， 但阻燃防火性能差，汽车发动机舱自燃时并没有防火功能，熊熊烈火，只剩车 架。
汽车自燃于防火墙隔热及共振噪音性能相关，因防火墙隔热性能差，汽 车内部各电线受长期热老化容易引起电路短路着火风险，隔音降噪性能同样在 噪音共振抖动下，各电路及零部件极易松动，产生事故率高。
现有技术中还缺乏密度高、力学性能和隔音性能均比较优异的发动机隔音 材料。
发明内容
本发明为解决上述问题，通过聚酰胺材料填充改性技术解决汽车防火墙材 料阻燃性能、隔音降噪性能、耐热性能、隔热性能等问题，如出现发动机舱自 燃情况可有效阻燃火势蔓延，给驾驶舱人员足够逃离时间防止伤亡事故。
一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其由下述质量百分比的组 分构成：
聚酰胺材料15％-85％；无卤阻燃剂5％-20％；填充矿物10％-70％； 金属粉2％-55％；玻璃纤维4％-20％；相容剂0.1％-2％。
优选地，所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐或 GMA、乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物制得。
优选地，所述的聚酰胺材料不限于PA6、PA66、PA66/6、PPA、PA12、 PA610、PA612、PA1012、PA1010等聚合物，优先市售2.0-4.0粘度树脂；
优选地，所述的硫酸钡的粒径为2000目以上，密度为4.5。
优选地，所述的金属粉含铁粉、铜粉、锌粉等粒径在50um以下，密度为 7.5～8.9。
优选地，所述的滑石粉粒径为2000目以上，密度为2.7。
优选地，所述的碳酸钙粒径为2000目以上，密度为2.93。
优选地，所述的玻璃纤维为直径13μm、浸渍乳液的马来酸酐接枝聚合物 的玻璃纤维，密度为2.5。
优选地，所述的云母粉密度为2.9，粒径为800目以上。
优选地，所述的无卤阻燃剂为氢氧化铝、聚磷酸铵、MPP、包覆红磷、MCA、硼酸锌、ADP等其中一种或多种。
优选地，所述的抗氧剂为1010、DLTP、168、1098、S-9228、AO-80 等，所述的润滑剂为硬脂酸类、EBS、硅酮类、PE蜡等。
本发明还提供一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料的制备方法， 包括如下步骤：
S1、备料：按照配方取各原料组分；
S2、预混料：将聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、相容助剂在低速 混合机中混合5分钟得到预混料；由准备好的塑胶挤出机主喂料下料；
S3、挤出机侧位料一：下玻璃纤维；
S4、挤出机侧位料二：下硫酸钡或铁粉或云母粉或其混合物；
S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在235-255℃下熔融挤出， 冷却，切粒制备得到一种用于汽车发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料；
优选地，所述双螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比L/D为43；由 加料口到机头的各螺筒温度分别是：225±10℃、245±10℃、255±10℃、 245℃±10℃、235±10℃、225±10℃，215±10℃，250±10℃；螺杆转速 300r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂一转速25r/min，侧位料二转速 50r/min总喂料量为100-250kg/h；熔融挤出后采取热环切方式切粒，风冷 得到一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料。
本发明还提供了由前述材料制成的汽车发动机舱防火墙。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
与现有的技术相比，本发明利用材料化学性质阻燃性能，物理性质导热系 数隔热性能，高密度材料降噪性能，材料越重(面密度，或单位面积质量越大) 隔音效果越好，通过聚酰胺填充改性技术复合材料大大降低发动机舱噪音阻隔 性能。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请 实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对本申请的实 施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请 的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动 的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语″第一″、″第二″、″第 三″等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1-6
发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料的制备：
S1备料：按照表1中配方称取各原料组分；
S2、预混料：将聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、相容助剂在低速混合 机中混合5分钟得到预混料；由准备好的塑胶挤出机主喂料下料；
S3、挤出机侧位料一：下玻璃纤维；
S4、挤出机侧位料二：下硫酸钡或铁粉或云母粉或其混合物；
S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在235-255℃下熔融挤出，冷 却，切粒制备得到一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料；
所述双螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比L/D为43；由加料口到 机头的各螺筒温度分别是：225±10℃、245±10℃、255±10℃、245℃±10℃、 235±10℃、225±10℃，215±10℃，250±10℃；螺杆转速300r/min，主 喂喂料转速50r/min，侧喂一转速25r/min，侧位料二转速50r/min总喂料 量为100-250kg/h；熔融挤出后采取热环切方式切粒，风冷得到一种发动机 舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料；
S6、将制备的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料在110℃干燥 预热3小时后准备注塑标准ISO测试样条用。
注塑条件如下：采用注塑机加工，加工温度：射嘴段220±10℃，中间段 210±10℃，前段190±10℃。注塑UL94标准阻燃测试样条，注塑ISO 527 拉伸标准样条测试、ISO179冲击标准样条测试、ISO 178弯曲强度/弯曲模 量/HDT样条测试、注塑直径100mm，厚3mm标准常用色板用作隔音测试 和导热系数测试。
测试结果见表2。
对比例1-4：
按照实施例1-6的方式制备复合材料，配方见表1，加硫酸钡或铁粉替换 为滑石粉或碳酸钙。测试结果见表2。
表1实施例1-6和对比例1-4配方
*：以上所述粘度均为乌氏粘度
表2实施例1-6和对比例1-4制备的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复 合材料的性能测试结果
注：以上所述隔音测试声源频率400Hz，分贝仪其性能符合GB/T3785和IEC61672标准。
经实验论证，本发明一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，在利 用聚酰胺优良耐热性能，在聚酰胺复合改性技术中分别加入阻燃剂、硫酸钡、 铁粉、玻璃纤维和硫酸钡+铁粉及硫酸钡+云母、硫酸钡+玻璃纤维等，利用云 母的隔热性能，硫酸钡及铁粉的高密度隔音性能，玻纤增强性能等复合方式获 得比传统聚酰胺加玻纤改性材料、市售PP+55％MD材料更突为出的阻燃性、 隔音性能材料、耐热性、隔热性能，符合当今国内外车企要求更高的隔音降噪 及更高防老化耐热的材料要求，有助于解决当今车企对材料更高标准要求。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若 干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其由下述质量百分比的组分构成：
聚酰胺材料15％-85％；无卤阻燃剂5％-20％；填充矿物10％-70％；金属粉2％-55％；玻璃纤维4％-20％；相容剂0.1％-2％，上述组分总和为100％。
2.如权利要求1所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐或聚乙烯接枝马来酸酐或GMA、乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚物制得。
3.如权利要求1或2所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述硫酸钡的粒径为2000目以上，密度为4.5。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的金属粉含铁粉、铜粉、锌粉等粒径在50μm以下，密度7.5～8.9。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的滑石粉2000目以上，密度为2.7；所述的碳酸钙2000目以上，密度2.93。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为直径13μm，浸渍乳液的马来酸酐接枝聚合物的玻璃纤维，密度2.5。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为1010、DLTP、168、1098、S-9228、AO-80等，所述的润滑剂为硬脂酸类、EBS、硅酮类、PE蜡等。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、备料：按照配方取各原料组分；
S2、预混料：将聚酰胺树脂、阻燃剂、抗氧剂、润滑剂、相容助剂在低速混合机中混合得到预混料；由准备好的塑胶挤出机主喂料下料；
S3、挤出机侧位料一：下玻璃纤维；
S4、挤出机侧位料二：下硫酸钡或铁粉或云母粉或其混合物；
S5、熔融挤出：预混料+侧位料经双螺杆挤出机在235-255℃下熔融挤出，冷却，切粒制备得到一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料。
9.如权利要求8所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比L/D为43；由加料口到机头的各螺筒温度分别是：225±10℃、245±10℃、255±10℃、245℃±10℃、235±10℃、225±10℃，215±10℃，250±10℃；螺杆转速300r/min，主喂喂料转速50r/min，侧喂一转速25r/min，侧位料二转速50r/min总喂料量为100-250kg/h；熔融挤出后采取热环切方式切粒，风冷得到。
10.由权利要求1-7任一项所述的一种发动机舱防火墙隔热降噪聚酰胺复合材料制成的汽车发动机舱防火墙。
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