CN1137804A - 可贴合的隔离带 - Google Patents

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K·M·施罗德
J·F·里德
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D.A.多尔尼
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Abstract

本发明提供了一种噪声控制的方法,该方法是将由可伸长的材幅和粘合剂制成的合适的片材料插入部件之间,使由部件产生的噪声得以防止,降低或消除,本发明也提供了一种适合于该方法使用的合适的片材料。

Description

可贴合的隔离带
本发明的领域
本发明涉及一种用于垫在相邻部件之间以降低由部件表面相互摩擦引起的噪声的压敏粘合剂带。
本发明的背景
有许多工业和汽车应用领域中是将部件彼此相互靠近地进行装配,当部件经受振动时,由于部件相互之间摩擦而使它们产生烦人的噪声例如卡嗒声和尖锐的声响。目前在市场上可购得的用于降低或抑制这些噪声的产品包括毛毡,植绒布,天鹅绒和丝绒,它们都含有一层压敏粘合剂。这些材料的应用很有限,因为这些材料比较厚,且由于这些材料不具有足够的伸长性而不能贴合不规则形状的表面。因此仍有对可施加在部件之间以抑制由部件振动引起的噪声的合适的带的需求。
本发明的概述
本发明提供一种控制噪声的方法,该方法包括在部件之间插入一片合适的片材料,该片材料是可伸长的材幅,在所述材幅至少一个表面上覆有粘合剂,使由部件产生的噪声得以防止,降低或消除。粘合剂包含起始物料的聚合反应产物,所述起始物料包含:(a)至少一种非叔醇丙烯酸酯的可聚合组分,其中所述醇的烷基含1-14个碳原子和(b)增强的共聚单体。
本发明也提供一种含非织造材幅和在所述材幅至少一个表面上的粘合剂的合适的片材料。所述粘合剂包含可聚合组分的起始物料的聚合反应产物,所述可聚合组分包含(a)至少一种非叔醇丙烯酸酯,其中所述醇的烷基含约4-14个碳原子,(b)丙烯酸,(c)至少一种自由基引发剂和(d)交联剂。丙烯酸酯与丙烯酸的重量比为91∶9-96∶4。非织造材幅包含直径小于约50微米的热塑性高弹性熔喷小直径纤维,所述热塑性高弹性小直径纤维选自高弹性聚氨酯,高弹性聚酯,高弹性聚酰胺,乙烯和至少一种乙烯基单体的高弹性共聚物,乙烯和至少一种氨基甲酸乙酯的高弹性共聚物,或高弹性A-B-A′嵌段共聚物(其中A和A′为相同或不同的热塑性聚合物,B为高弹性聚合物嵌段)。片材料防止,降低或消除了部件之间产生的噪声。
本发明的详细描述
在本发明的一个较好的实施方案中,将合适的片材料施加在第一部件的曲形或不规则形状的表面上,所述合适的片材料具有足够的贴合于表面轮廓的延展性和足够的使片紧密地粘合在表面上的粘合力并可防止片回复时发生的脱离。然后安装第二部件使之与第一部件相邻,这样当部件振动时片材料防止第一部件的表面与第二部件的表面相接触,防止、消除或降低了由于第一部件在第二部件上摩擦产生的任何噪声。
在此所说的可贴合是指可被拉伸或延展使片紧密地贴合于曲形或不规则形状表面的轮廓的片材料。
用于本发明的片材料是其至少一个主表面上含压敏粘合剂的可伸长的材幅。在此所用的术语可伸长的与可拉伸的是同义词,是指在约1.2N/100mm的力下可被拉伸或伸长至少5%的材幅,例如可将10.0cm长的片拉伸到至少10.5cm。有用的拉伸量取决于被覆盖表面的形状。具有大光滑曲线的表面对片材料只需要较少的拉伸度就可贴合得很好,例如只需约5%-10%的拉伸度。对于具有小的不规则和复杂轮廓的表面,须将材幅拉伸达至少30%,大于100%则较好,大于200%则更好。
较好的片材料也是具有弹性的。在此所说的弹性是指材料被拉伸或伸长,而当拉伸材料的力释放时回复到小于拉伸长度的某一长度的能力。较好的弹性材料具有的回复百分数至少为10%,例如当将10.0cm长的材幅拉伸50%到15cm长,然后释放,该材幅将回复到小于14.5cm的长度。该材料回复百分数为至少25%较好,至少80%则更好。
对于实施本发明有用的材幅包括可伸长的织造织物,弹性织造织物如那些以商品名为Lycra和Spandex销售的织物,可伸长的非织造织物,弹性非织造织物,可伸长的薄膜,弹性薄膜例如聚氨酯薄膜,等等。
在本发明的实践中,弹性材幅较好地是每平方米基重为约80-150克,且断裂伸长至少为250%,大于300%则更好的非织造材幅。同样也希望它具有足够的抗张强度,使它从卷绕展开出来,施加到被复盖表面上去时不会断裂。
非织造材幅由可制成纤维直径大于1微米而小于约50微米的高弹性微纤维的高弹性热塑性材料制成。纤维直径在约2-30微米范围内较好,约3-15微米是最好的。
适合制成本发明非织造材幅纤维的高弹性热塑性材料包括高弹性聚氨酯,高弹性聚酯,高弹性聚酰胺,乙烯和至少一种乙烯基单体的高弹性共聚物,乙烯和至少一种氨基甲酸乙酯单体的高弹性共聚物,和高弹性A-B-A′嵌段共聚物,其中A和A′为相同或不同的热塑性聚合物嵌段和B为高弹性聚合物嵌段。典型地,A和A′为苯乙烯部分,B可为聚异戊二烯,聚丁二烯等。高弹性聚酯和高弹性聚酰胺包括共聚酯(例如聚醚酯)和共聚酰胺。
非织造材幅可以含有由聚乙烯,聚酯或聚丙烯等材料制成的非弹性纤维。非弹性材料也可与一种高弹性材料一起被共挤压形成二组分或层状纤维。二组分纤维可包括0-约70%,较好的约50-70%的非弹性材料。
非织造材幅纤维还可含有适量的填料,染料,颜料等,只要它们对非织造材幅的所需性能不会产生不利影响。
由熔喷法制造非织造材幅的合适方法由Van A.Wente在In-dustrial Engineering Chemistry,Vol.48,1342及以后页(1956)题为“超细热塑性纤维”,或由Van A.Wente,C.D.Boone和E.L.Fluharty在1954年5月25日出版的Naval Research Laboratories报告号4364,题为“超细有机纤维的制造”中有描述,所不同的是最好模子的模孔是钻出的。通过模孔将热塑性高弹性材料挤压进一股高速热空气流,该热空气流将热塑性材料拉伸成细纤维后固化。以无规形式收集纤维,例如在纤维完全固化前在多孔筛网圆筒上收集,结果不使用粘合剂纤维就相互粘合在一起形成内部有粘着力的材幅。也可直接将纤维熔喷到载体材幅上的粘合剂薄膜而制成片。
非织造材幅也可用已有技术的方法(包括气流法,纺粘法,射流喷网法,滚压粘合法和针刺法)制得。非织造材幅可用粘合剂用任何已知方法进行涂覆,所述的已知方法包括层压至转移带上,将粘合剂辊涂或刮涂到非织造材幅上,以及将粘合剂喷到非织造材幅上。
本发明所用的较好的粘合剂包括粘性交联丙烯酸酯粘合剂。这种丙烯酸酯粘合剂为一种或多种含1-14个碳原子非叔醇的单官能团甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯与增强共聚单体的聚合反应产物。含4-14个碳原子的酯是较好的。合适的丙烯酸酯的例子包括丙烯酸2-乙己酯,丙烯酸正丁酯,丙烯酸异辛酯,丙烯酸异壬酯,丙烯酸癸酯,丙烯酸十二烷酯,丙烯酸己酯及其混合物。较好的丙烯酸酯包括丙烯酸异辛酯。
增强共聚单体是具有比丙烯酸酯均聚物更高均聚物玻璃化转变温度的单体。合适的单体包括丙烯酸。
丙烯酸酯单体与共聚单体的比率以每一百份聚合物为基准计,丙烯酸酯可为约60-99重量份,而共聚单体可为约40-1重量份。当使用丙烯酸作为共聚单体时,丙烯酸酯单体与共聚单体的比率较好地为88-99份的丙烯酸酯和12-1份的共聚单体。
在一更好的实例中,所用的丙烯酸酯的量为每一百重量份丙烯酸酯和共聚单体中有大于90至小于97重量份,所用的共聚单体的量为每一百重量份丙烯酸酯和共聚单体中有小于10至大于3重量份。
压敏粘合剂最好用合适的增粘剂进行增粘,该增粘剂是溶于单体,并与粘合剂中的聚合物相容。合适的增粘剂加入后不应显示出单体浑浊或呈糊浆状或增粘剂在粘合剂中起霜这些显著的相分离现象。合适的增粘剂为由Hercules,Inc.销售的商品名为ForalTM85的甘油松香酯。所用的增粘剂的量较好地为每一百份丙烯酸酯和共聚单体总量中小于25份,小于15份则更好。
交联剂最好也包括在压敏粘合剂中以改进粘合剂的粘结强度。有用的交联剂在已有技术中是众所周知的,它包括多官能团丙烯酸酯例如1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,取代的三嗪例如2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧苯基)-s-三嗪,金属乙酰基丙酮酸盐,钛酸邻烷酯,过氧化物,酰胺树脂,蜜胺树脂等。丙烯酸酯粘合剂可由粘合剂工业已知的方法,例如溶剂聚合,辐射聚合和使用合适引发剂的类似方法来制备。有用的引发剂包括2,2′-偶氮双(异丁腈)和购自Ciba-Geigy商品名为Igracure的光引发剂。在较好的实例中,粘合剂是由紫外光照射对单体进行聚合的反应产物。
对于某些机器内部的用途(例如汽车的内部件),应选用含非常少量的挥发性物质并通过下述起雾试验的压敏粘合剂。
本发明进一步地由下述不起限制作用的实施例来阐述。
试验方法
压力板试验(试验方法A)
本试验是在下面所述环境循环试验的较高温度下置放后,经过伸长5%,10%,15%和25%的片材料性能的一种衡量。在10cm×30.5cm的金属板上压出一些圆形凹陷制得试验板,具体的制法是将一圆柱体先后横放在金属板的四个不同位置上紧压,获得尺寸分别为深0.15cm,凹陷顶部宽1.5cm(5%),深0.4cm,凹陷顶部宽2.0cm(10%);深0.5cm,凹陷顶部宽2.2cm(15%)和深0.7cm,凹陷顶部宽2.4cm(25%)的圆柱面形凹陷。凹陷的尺寸是这样的,当将片放在凹陷上并拉伸进入凹陷中时,片伸长至上面指定的一些百分数,即5%,10%等。然后用购自PPG Industries的白色高固体含量搪瓷料WAEM 3967涂覆于板上,在121℃下固化35分钟。
然后用含50%异丙醇和50%水的溶液擦拭,再用不起毛的布擦干上了搪瓷的板。将2.54cm×25.4cm的带条垂直于板的长度置于板的凹陷上面,在板的相邻凹陷的桥接面上用PA-1塑料涂料器(购自Minnesota Mining & Manufacturing Co.)将带条压平。然后将板置于70℃的烘箱内1分钟。当板仍在烘箱内时,用手指将带条压入板的各个凹陷内。然后将板从烘箱中取出,再用涂料器将凹陷上的带条滚平。将这个在其凹陷中压入带条的板在21℃下置放72小时后,再进行环境循环试验。
在环境循环试验中所用的试验是在此结合参考引用的GeneralMotors Engineering Standards Test Number GM9505P(1987年7月)Cycle D,但第6步不同,如下所述。该循环是由下述6步组成的:(1)在38℃的湿气中24小时;(2)在85℃时4小时,然后冷至室温;(3)在85℃时17小时;(4)在70℃时7天;(5)在-30℃时4小时;(6)在70℃时100小时。然后对板进行检查,看带是否从板的各个凹陷中脱离。合格(P)是指经过上述环境循环试验后带条仍贴合在板的凹陷中,不合格(F)是指带条从板的凹陷中鼓胀脱离。较好的情况是环境循环试验后本发明的带对至少15%的凹陷是合格的。
起雾试验(试验方法B)
本试验是片材料在玻璃表面产生光散射膜(即起雾)趋势的衡量。所用的过程是在此结合参考引用的General Motors EngineeringStandard Test Number GM9305P(1992年1月)Type A。将干净的玻璃板与试验材料一起置于烧杯中,密封,加热至85℃。任何挥发性物质会在玻璃板的表面凝结使板起雾。将起雾板的反射率表示成干净板反射率的百分数并记为起雾值。起雾值较好地为大于80%。
抗张强度
抗张强度按ASTM D1 682-64进行测定,样品宽度为2.5cm,夹距为2.5cm及夹头速率为25cm/min。结果以kPa来表示。
断裂伸长
断裂伸长百分数按ASTM D1 682-64进行测定,样品宽度为2.5cm,夹距为2.5cm及夹头速率为25cm/min。
回复百分数
回复百分数在室温下进行测量。将2.54cm×10cm长的片材料条拉伸至15cm长(50%伸长率),保持1分钟,然后释放条的两端。10分钟后,测量条的长度,按下述公式计算回复%:
Figure A9519111400101
其中  X=起初长度
  Y=拉伸至50%伸长率的长度
  Z=10分钟后的长度
剥离粘着力
本试验测量粘合剂在玻璃,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚丙烯板上的90°剥离粘着力。将粘合剂涂覆或层压至0.038mm厚的聚酯膜上制得粘合剂带。将粘合剂带切成1.27cm×15.2cm的样条,然后粘合至试验板上,用2kg的辊筒,以30.5cm/min的速率滚压一次。样品在试验前于21℃下置放24小时。然后将板装在拉伸试验机上,令带以0.1016cm/min的速率以90°的角度揭下,进行测定。试验结果以牛顿/分米(N/dm)来表示。
在敷贴上粘合剂带之前对玻璃板和聚丙烯板进行清洗,用双丙酮醇洗涤,用商标为KleenexTM的棉纸擦干,用甲乙酮洗涤3次并用棉纸擦干。用双丙酮醇,以类似的方法对ABS板进行清洗,但用正庚烷洗涤3次。
ABS板为White Smooth Finish ABS(购自Cadillac PlasticsNo.167150)。实施例1
先制备丙烯酸酯糊料,具体方法是混和93.5份IOA(丙烯酸异辛酯),6.5份AA(丙烯酸)和0.04份光引发剂(购自Ciba Geigy的IrgacureTM184),再将混合物在氮气中暴露于荧光黑光,形成粘度为约3000厘泊的糊料。在100份糊料中另加入0.35份IrgacureTM184,0.15份交联剂(2,4-二(三氯甲基)-6-(4-甲氧苯基)-s-三嗪)和10份甘油松香酯增粘剂(购自Hercules,Inc.的ForalTM85),制备出压敏粘合剂组合物。将组合物刮涂到经防粘剂处理过的牛皮纸上,厚度为0.127mm在氮气中用90%300至400nm(纳米)发射光谱、最大为351nm且强度为约0.7毫瓦/平方厘米的荧光黑灯固化,获得压敏粘合剂转移带。用于制造粘合剂带的总能量为357毫焦耳/平方厘米,这是按购自E.I.T.型号为UR365CHI的UV Integrating Ra-diometer测量的。
非织造带是使用热塑性聚氨酯(购自Morton International,Seabrook,NH的Morthane PS440-200)和2重量份的黑色着色剂(购自BASF的BASF Euthelyn Black 00-6005 C-4)制备的,上述带的制备方法与Van A.Wente在Industrial Engineering Chem-istry,Vo1.48,1342(1956)题为“超细热塑性纤维”,或由Van A.Wente,C.D.Boone和E.L.Fluharty在1954年5月25日出版的Naval Research Laboratories报告号4364题为“超细有机纤维的制造”中所描述的相类似,不同的是熔喷模的口(10/cm)内壁光滑,长度与直径之比为5∶1。模口温度保持在235℃-239℃,聚合物的通过率为179gm/hr/cm模宽度,纺得的纤维沉积于压敏粘合剂转移带上。通过模口将热塑性材料挤压进入一股高速热空气流(温度为约230℃,压力为150kPa),该热空气流将热塑性材料熔体拉伸成细纤维才固化,结果纤维相互粘合在一起,形成基重为125.9g/m2的粘结非织造材幅。
这样制成的压敏粘合剂带的抗张强度为5,964kPa,断裂伸长率为400%和回复百分数为92%。
将两个带样品在上述环境环境条件下进行了压力板试验。两个样品都通过15%凹陷合格率,其中一个样品通过25%的凹陷率,只是在另一个25%凹陷样品的两边稍微翘了起来。带的平均起雾值为93。

Claims (12)

1.一种噪声控制的方法,它是在部件之间插入一片可贴合的片材料,该片材料是一可伸长的材幅,在其至少一个表面上覆有粘合剂;
所述粘合剂是由下述起始物料聚合得到的反应产物,所述起始物料包含:
(a)含至少一种非叔醇丙烯酸酯的可聚合组分,其中所述醇的烷基含1-约14个碳原子;
(b)增强的共聚单体;
这样所述部件之间产生的噪声就得以防止,降低或消除。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述可伸长的材幅为非织造材幅。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述粘合剂为压敏粘合剂。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述片材料在伸长15%和施加在ABS基材上之后仍粘合在所述基材上。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述片材料在伸长15%和施加在聚丙烯基材上之后仍粘合在所述基材上。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述片材料在伸长15%和施加在试验方法A中所述涂有高固体含量的汽车搪瓷漆的基材板上之后仍粘合在所述基材上,并且在按试验方法A放置之后仍粘合于其上。
7.如权利要求1所述的方法,其中所述醇的所述烷基含约4-14个碳原子,所述的增强共聚单体为丙烯酸。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述起始物料还包含有效量的自由基光引发剂,且所述起始物料由紫外光辐射进行聚合。
9.如权利要求2所述的方法,其中所述非织造材幅是由直径小于约50微米的热塑性高弹性熔喷细纤维组成,所述热塑性高弹性细纤维选自高弹性聚氨酯,高弹性聚酯,高弹性聚酰胺,乙烯和至少一种乙烯基单体的高弹性共聚物,乙烯和至少一种氨基甲酸乙酯的高弹性共聚物,或高弹性A-B-A′嵌段共聚物,其中A和A′为相同或不同的热塑性聚合物,B为高弹性聚合物嵌段。
10.如权利要求9所述的方法,其中所述非织造材幅的材料是高弹性聚氨酯或高弹性聚氨酯/聚烯烃共聚物。
11.如权利要求1所述的方法,其中所述片材料可通过试验方法B中所述的起雾试验。
12.一种可贴合的片材料,它是一种非织造材幅,其至少一个表面上覆有粘合剂;
所述粘合剂是含有下述可聚合组分的起始物料聚合反应的产物,所述可聚合组分包含(a)至少一种非叔醇丙烯酸酯,其中所述醇的烷基含约4-14个碳原子,(b)丙烯酸,(c)至少一种自由基引发剂和(d)交联剂;
其中丙烯酸酯与丙烯酸的重量比为91∶9-96∶4;
其中所述非织造材幅是由直径小于约50微米的热塑性高弹性熔喷细纤维组成,所述热塑性高弹性细纤维选自高弹性聚氨酯,高弹性聚酯,高弹性聚酰胺,乙烯和至少一种乙烯基单体的高弹性共聚物,乙烯和至少一种氨基甲酸乙酯的高弹性共聚物,或高弹性A-B-A′嵌段共聚物,其中A和A′为相同或不同的热塑性聚合物,B为高弹性聚合物嵌段;
当将所述片材料置于部件之间时该片材料就可防止,降低或消除噪声。
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