CN1636706A - 高阻尼宽温域复合型阻尼胶板及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板及制造方法属减振降噪的装饰材料领域。由阻尼层板1、粘弹层2和束缚层板3复合制成。阻尼层板1由沥青和无机填料组成，粘弹层2由各种粘弹体材料如聚乙酸乙烯酯组成，束缚层板3由橡胶、无机填料、橡胶硫化剂、助剂和树脂组成。制造方法是，按原料的重量配比，经沥青熔化、加填料挤出胚块、压制片材的过程制备阻尼层板1；将橡胶和树脂按重量配比混炼，加入无机填料和助剂和橡胶硫化剂继续混炼，再挤出胚块和压片制成束缚层板3；将粘弹体材料热熔后涂敷在束缚层板3上，压制复合型阻尼胶板。本发明用于汽车车身、地板等部位，由于三层材料均有减震降噪的功能，达到更好的减震降噪效果。

Description

高阻尼宽温域复合型阻尼胶板及制造方法
技术领域
本发明属减振降噪的阻尼材料领域，特别涉及用于车辆地板及车身的复合型阻尼胶板。
背景技术
随着汽车制造业的迅速发展，汽车拥有量增加，原来毛毯和沥青为阻尼胶板的阻尼材料已经不能满足汽车的减震降噪的要求，最近几年高分子阻尼材料已经应用于汽车的车身、地板。高分子复合材料主要利用橡胶特有的粘弹性在振动的过程中将动能转化为势能，从而使振幅降低。其原理是聚合物在受应力如振动作用时，因链状分子运动要克服链段间的内摩擦力需要时间，因此应变滞后于应力，这种滞后在一定温度及频率下十分明显，变形滞后要产生能量消耗，将振动物体的动能减小，从而达到减震降噪的目的。
中国专利03133578.0公开了一种复合阻尼板及其制备方法，它是由面板、阻尼板、底板复合而成，阻尼板用改性沥青35％-60％、再生橡胶0-25％、填充料40％-65％制成。用木板、胶合板、竹板、人造板等作为面板和底板。其制备方法是改性沥青在120～200℃熔化、加入再生橡胶和填充料搅拌均匀挤出胚块、压制阻尼层片材、将阻尼层片材两表面涂热熔胶后置于面板和底板中间热压复合成型。
上述专利中是使用传统的工艺制作而成，阻尼材料单一，减小振动降低噪音的效果有待提高，尚不能满足目前飞速发展的车辆制造业减震降噪的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：采用互穿聚合物网络技术，利用独特的合成技术及高分子材料的有效组合，可将多组分聚合物材料的玻璃化转变温度的衔接，得到一个在较宽温域内的高阻尼值，满足不同实际应用需求。并且阻尼材料采用多层复合技术，在减震降噪材料中效果最佳。
本发明的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板由阻尼层板、粘弹层和束缚层板复合制成。
一种高阻尼宽温域复合型阻尼胶板，粘弹层夹在阻尼层板和束缚层板之间；阻尼层板由沥青和填料组成，按重量百分比沥青占32-46％、填料占54-68％；粘弹层由各种粘弹体材料聚乙酸乙烯酯或聚氨酯或聚丁烯热熔胶构成；束缚层板由橡胶、无机填料、橡胶硫化剂、助剂和树脂组成，所说的无机填料是滑石粉和碳黑和重晶石粉或轻钙、或者是重钙和碳黑和硅酸铝和白土和钛白粉，所说的橡胶硫化剂是硫黄(S)或/和四甲基二硫化秋兰姆(TT)或/和二苯胍(D)或/和N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺(CZ)或/和2-硫醇苯并噻唑(M)或/和二硫化二苯并噻唑(DM)，所说的助剂是CaO或/和MgO或/和ZnO或/和Al2O3，所说的树脂是石油树脂、或者是石油树脂和酚醛树脂；按重量百分比橡胶占22-28％、无机填料占43-59％、橡胶硫化剂占4-7％、助剂占6-15％、树脂占0-14％。
在阻尼层板的组成中，所说的填料可以是滑石粉和针硅粉和云母粉，或加入轻钙或重钙或白土；填料中包括有棉花，其按重量占阻尼层板的2-3％。阻尼层板的组成中还有树脂，可以是聚乙稀树脂或/和聚丙烯树脂，还可以是帖烯树脂或/和古马龙树脂或/和石油树脂或/和松香树脂，按重量树脂占阻尼层板的0-4％。在阻尼层板的组成中，比较好的沥青重量百分比是32-34％。
粘弹层的粘弹体材料还可以是丁腈橡胶或/和丁基橡胶等。
阻尼层板、粘弹层和束缚层板的厚度分别是1.5-3.0mm、0.2-0.4mm、1.5-3.0mm。可以根据车辆各部位减震降噪材料尺寸及形状要求制成不同尺寸及形状。
由于是多种复合材料复合在一起达到宽温域高阻尼的效果，尤其在20℃-70℃表现出高阻尼，由后述的实施例可以看到，使用丹麦悬臂梁阻尼测试仪测得的阻尼值为0.052-0.16，完全可以适应高等级车辆用宽温域高阻尼的需要。
本发明的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板的制造方法是，按原料的重量配比，经沥青熔化、加填料或者填料和树脂、挤出胚块、压制片材的过程制备阻尼层板；将橡胶或者橡胶和树脂按重量配比在双辊混炼机上混炼，温度为100-120℃、加入按重量配比的无机填料和助剂和橡胶硫化剂继续混炼0.5-1小时，再挤出胚块和压片制成束缚层板；将粘弹体材料热熔后涂敷在阻尼层板或/和束缚层板上，用油压机形成三层结构的复合型阻尼胶板。
步骤更清晰的描述如下：
一.阻尼层板的制作：
1、将沥青在120-160℃下熔化；
2、将所述重量配比的填料和树脂加入熔化的沥青中搅拌均匀用挤出机挤出胚块；
3、将胚块用双辊压延机制成片材，其厚度为1.5-3.0mm。
二.束缚层阻尼板制作：
1、将前述的橡胶或者橡胶和树脂按比例在双辊混炼机上混炼，温度为100-120℃；
2、加入按重量配比的无机填料、助剂、橡胶硫化剂等继续混炼半小时；
3、可以将制得上述混炼好的橡胶二次炼制成胚块；
4、将上述橡胶胚块在三辊压延机上压片，其厚度为1.5-3.0mm。
三.复合阻尼板的制作
用粘弹性橡胶将阻尼层涂覆在束缚性阻尼板上再将前述的沥青阻尼板用油压机复合在一起制得由阻尼层、粘弹层和束缚层三层阻尼胶板。
本发明采用多层阻尼材料复合方法制备阻尼胶板，阻尼层板以沥青和填料为主，束缚层板采用热固性树酯和无机填料经固化制得刚性的片材，两层间用粘弹层粘接在一起，这样复合而成的阻尼材料广泛用于汽车车身、地板等部位，三层材复合组尼料均有减震降噪的功能，达到减震降噪效果。尤其在20℃-70℃温度区间具有较好阻尼效果。
附图说明
图1是本发明的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合给出的具体案例对本发明中的配料及加工工艺做进一步详细描述，并且给出相应的阻尼值。各实施例中的阻尼值均是使用丹麦悬臂梁阻尼测试仪测得的数值。表1和表2中的各种原料的数据是配比的重量份。
参见图1，本发明的复合型阻尼胶板由阻尼层板1、粘弹层2、束缚层板3构成。根据应用的场合不同选用的阻尼层板1可以是1.5-3.0mm，粘弹层2可以在0.2-0.4mm之间，束缚层板3的厚度为1.5-3mm。
实施例1.
阻尼层板1配方见表1中1#，束缚层板3配方见表2中1#，粘弹层2使用聚乙酸乙烯酯热熔胶。
加工方法：
1、阻尼层板1制作工艺如下：将上述配比重量的沥青在120-160℃下熔化；将所述重量的填料加入熔化的沥青中搅拌均匀用挤出机挤出胚块；将胚块用双辊压延机制成片材，其厚度为2.0mm。
2、束缚层板3制作工艺：将上述配比重量的橡胶和树脂在双辊混炼机上混炼，温度为100-120℃；加入上述配比重量的无机填料；加入上述配比重量的助剂和橡胶硫化剂继续混炼半小时；温度为80-100℃，制得二次炼制胶片；再将橡胶片在三辊压延机上压片，其厚度为3.0mm。
3、复合阻尼板制作工艺：将乙酸乙烯酯在160℃熔胶罐中熔化，用涂胶机将聚乙酸乙烯酯热熔胶均匀的涂在束缚层板3上，厚度为0.2-0.4mm，再将阻尼层板1复合在上面，从而制得由阻尼层板1、粘弹层2和束缚层板3组成的三层复合阻尼板。
测得阻尼值在20℃为0.08、40℃为0.16、70℃为0.07。
束缚层板3制作工艺中，加入无机填料、助剂、橡胶硫化剂等继续混炼的时间若在3/4小时或1小时，后期温度降为80-100℃可以不进行二次混炼；将熔解的聚乙酸乙烯酯涂在阻尼层板1上粘弹复合，与涂在束缚层板3上效果是一样的。
阻尼层板1和束缚层板3在制成片材时，应根据实际需要使其厚度确定为1.5-3.0mm范围内的某一数值。
实施例2
阻尼层板1配方见表1中2#，束缚层板3配方见表2中2#，粘弹层2使用聚乙酸乙烯酯热熔胶。
阻尼层板1、束缚层板3制作工艺及复合阻尼胶板制作工艺同实施例1。
测得阻尼值20℃为0.0526、40℃为0.11、70℃为0.06
实施例3
阻尼层板1配方见表1中3#，束缚层板3配方见表2中2#，粘弹层2使用聚乙酸乙烯酯热熔胶。制造工艺同实施例1。
测得阻尼值20℃0.05、40℃0.07、70℃0.06。
实施例4
阻尼层板1为表1中1#，束缚层板3用表2中3#，粘弹层2使用聚乙酸乙烯酯，其制造工艺同实施例1。
测得阻尼值20℃0.08；40℃0.14；70℃0.06。
实施例5
阻尼层板1为表1中1#，束缚层板3用表2中4#，粘弹层2使用聚氨酯，其制造工艺同实施例1。
测得阻尼值20℃0.08，40℃0.14，70℃0.06。
实施例6
阻尼层板1和束缚层为板3与实施例5相同，粘弹层2用聚乙酸乙烯酯，其制造工艺同实施例1。
测得阻尼值20℃0.07；40℃0.14；70℃0.05。
实施例7
阻尼层板1见表1中1#，束缚层板3用表2中5#，粘弹层2使用聚乙酸乙烯酯，复合阻尼板制造工艺与实施例1相同。
测得阻尼值20℃0.09；40℃0.16；70℃0.07。
实施例8
阻尼层板1见表1中1#，束缚层板3用表2中6#，，粘弹层2使用聚丁烯，复合阻尼板制造工艺与实施例1相同。
测得阻尼值20℃0.06；40℃0.12；70℃0.08。
实施例9
实施例1-8中的阻尼层板1经测试：在140℃、30分钟加热后下垂10-20mm；与铁板粘合力一级。束缚层板3经测试：固化温度140℃，30分钟，其下垂10-20mm；收缩量不大于6mm；硬度大于90(邵氏硬度)。均符合实际使用的要求。
表1
        原料     1#     2#     3#
沥青 沥青100#     30     3
沥青140#     32     13.6
沥青70#     21
沥青10#     10
  填料 滑石粉     35     29.1     31
针硅粉     5     4.6     10
云母粉     1 7     13.6     15
白土     4.6
轻钙     8
重钙     4
棉花     3     2.7     2
  树脂 聚乙稀     4
聚丙烯     1.8
表2
              原料     1#     2#      3#     4#     5#     6#
橡胶   丁腈橡胶      6.6     6.7
  丁基橡胶     7.7     6.7
  苯乙烯—丁二烯橡胶     11.7     10.3      13.3     12.2     10.3
  天然橡胶     6.1
  氯丁橡胶     8.7      4.0
  改性丁二烯     5.7     6.1
  丁二烯橡胶     5.8     11.4      2.6     6.4     8.9
无机填料   滑石粉     29.1     22.7      31.8     24.5     25.6
  重晶石粉     22.7      26.5     24.5     25.6
  轻钙     14.6
  重钙     22.2
  硅酸铝     6.7
  钛白粉     2.2
  白土     17.8
  碳黑     0.1     0.03      0.05     0.05     0.05     0.03
助剂   氧化钙     8.7     6.9      8.0     7.4     3.8     6.7
  氧化锌     2.9     1.1      1.3     1.2     1.3     1.1
  氧化铝     2.3
  氧化镁     2.9     1.1      1.3     1.2     1.3     1.1
橡胶硫化剂     S     1.5     2.3      4.0     2.5     3.8     4.4
    M     0.3     0.2      0.3     0.3     0.2
    D     0.9     0.4     1.0     1.0     0.9
    CZ     0.3     0.1      0.3     0.2     0.3     0.2
    TT     0.9     1.4     0.5     1.0     0.9
    DM     0.2
树脂     石油树脂     8.7     11.4     12.3     11.5     13.3
    酚醛树脂     2.9

Claims (6)

1、一种高阻尼宽温域复合型阻尼胶板，阻尼层板(1)由沥青和填料组成，其特征在于，结构还有粘弹层(2)和束缚层板(3)，粘弹层(2)夹在阻尼层板(1)和束缚层板(3)之间；粘弹层(2)由聚乙酸乙烯酯或聚氨酯或聚丁烯构成；束缚层板(3)由橡胶、无机填料、橡胶硫化剂、助剂和树脂组成，所说的无机填料是滑石粉和碳黑和重晶石粉或轻钙、或者是重钙和碳黑和硅酸铝和白土和钛白粉，所说的橡胶硫化剂是硫黄或/和四甲基二硫化秋兰姆或/和二苯胍或/和N-环己基-2苯并噻唑次磺酰胺或/和2-硫醇苯并噻唑或/和二硫化二苯并噻唑，所说的助剂是CaO或/和MgO或/和ZnO或/和AI2O3，所说的树脂是石油树脂、或者是石油树脂和酚醛树脂；按重量百分比橡胶占22-28％、无机填料占43-59％、橡胶硫化剂占4-7％、助剂占6-15％、树脂占0-14％。
2、按照权利要求1所述的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板，其特征在于，阻尼层板(1)、粘弹层(2)和束缚层板(3)的厚度分别是1.5-2.0mm、0.2-0.6mm、1.5-2.0mm。
3、按照权利要求1或2所述的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板，其特征在于，在阻尼层板(1)的组成中，填料包括有棉花，其按重量占阻尼层板(1)的2-3％；阻尼层板(1)的组成中还有树脂，是聚乙稀树脂或/和聚丙烯树脂，按重量树脂占阻尼层板(1)的0-4％。
4、按照权利要求1或2所述的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板，其特征在于，在温度20-70℃时具有使用丹麦悬臂梁阻尼测试仪得到的阻尼值为0.052-0.16。
5、一种权利要求1的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板的制造方法，按原料的重量配比，经沥青熔化、加填料或者填料和树脂、挤出胚块、压制片材的过程制备阻尼层板(1)；其特征在于，将橡胶或者橡胶和树脂按重量配比在双辊混炼机上混炼，温度为100-120℃、加入按重量配比的无机填料和助剂和橡胶硫化剂继续混炼0.5-1小时，再挤出胚块和压片制成束缚层板(3)；将粘弹体材料热熔后涂敷在阻尼层板(1)或/和束缚层板(3)上，用油压机形成三层结构的复合型阻尼胶板。
6、按照权利要求5所述的的高阻尼宽温域复合型阻尼胶板的制造方法，其特征在于，所说的制成束缚层板(3)过程，在挤出胚块前进行二次混炼。
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