CN115891299B - 车用磁性减振补强胶片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车用磁性减振补强胶片，包括相互叠加构成的第一减振补强层和第二减振补强层，所述第一减振补强层和第二减振补强层的相对侧面均设有吸能层，所述吸能层包括聚酰亚胺薄膜以及通过点胶工艺矩阵排列粘接于所述聚酰亚胺薄膜上的粒柱，所述粒柱采用硅胶材料；相邻两个所述粒柱的间距为粒柱的半径的0.7‑1.2倍；两个所述减振补强层的粒柱侧面相互卡合连接形成一体；所述第一减振补强层和/或第二减振补强层为复合丁腈橡胶减振材料，所述第一减振补强层和第二减振补强层侧边部分或者全部通过粘性胶黏合。该制振材具有减振降噪、提高阻尼作用的优点。第二方面本发明还公开了上述制振材的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及汽车减振补强胶片技术领域，特别是一种车用磁性减振补强胶片及其制备方法。
背景技术
随着汽车行业制造技术的进步，现代汽车发展已趋向于轻量、舒适、环保方向发展。通过降低车身钢板的厚度，使外板薄壁化、结构件中空化等手段达到降低车身重量是节省能源和降低污染的最佳途径之一。同样，钢板厚度变薄后也会带来一些负面作用，例如，车身局部的刚度下降，车门、顶盖、侧围等部位在车辆行驶时易发生震动，产生噪音污染甚至共振，对于安全性能大大降低。目前，汽车工业上采用的最多措施就是在汽车薄壁上使用减振补强胶片，以此在增强钢板的强度的同时进行减振，但是现有减振补强胶片为追求轻薄，仅仅依靠选用材料自身的补强减振效果，难以达到技术突破，依旧存在减振降噪效果差、低温贴附力的技术问题。
发明内容
本发明基于上述减振降噪能力差的技术问题，提供了一种车用磁性减振补强胶片。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是
一种车用磁性减振补强胶片，包括相互叠加构成的第一减振补强层和第二减振补强层，所述第一减振补强层和第二减振补强层的相对侧面均设有吸能层，所述吸能层包括聚酰亚胺薄膜以及通过点胶工艺矩阵排列粘接于所述聚酰亚胺薄膜上的粒柱，所述粒柱采用硅胶材料；相邻两个所述粒柱的间距为粒柱的半径的0.7-1.2倍；两个所述减振补强层的粒柱侧面相互卡合连接形成一体；所述第一减振补强层和/或第二减振补强层为复合丁腈橡胶减振材料，所述第一减振补强层和第二减振补强层侧边部分或者全部通过粘性胶黏合。
进一步的，所述粒柱为圆柱状、椭圆柱体或者锥形体；所有所述粒柱的长度一致或者具有2-3个不同的长度。
进一步的，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.04-0.06mm，所述粒柱的长度为0.5-1.5mm，所述粒柱的直径为0.8-2mm。
进一步的，两侧所述粒柱均采用邵氏硬度为35-45度的硅胶；或者一侧所述粒柱采用邵氏硬度为20-25度的硅胶，另一侧所述粒柱采用邵氏硬度为40-50度的硅胶。
更进一步的，所述吸能层均匀分布有圆点状或者条状的通孔，所述粒柱避开通孔进行排布；两个所述吸能层的通孔相错设置。
进一步的，所述第一减振补强层的外层设有隔离纸，所述第二减振补强层的外层设有玻璃纤维布。
进一步关于减振补强胶片，根据上述发明原理对具体磁性减振补强胶片产品进行优化。所述复合丁腈橡胶减振材料由以下组分及重量份的原料制成：丁腈橡胶300～350、环氧树脂30～35、聚氯乙烯树脂120～240、云母200～320、轻质碳酸钙140～160、炭黑40～42、硬脂酸5～7、固化剂1～3、硫化剂1～5、促进剂1～2以及磁粉100～125。
进一步的，所述固化剂选用双氰胺、癸二酸二酰肼中的任意一种；所述硫化剂选用粉末状硫磺；所述促进剂选用促进剂M、促进剂DM、促进剂TMTD、促进剂CZ中的任意一种或两种。
本发明第二方面还针对补强胶片结构进行了制备方法的改进，所述方法包括
将减振补强胶片基体的原料进行混炼，制备得减振补强胶片基体组合物；
将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；
在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；该步骤中，片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
另一个针对磁性减振补强胶片制备方法的具体技术方案中，所述方法包括
S1、将丁腈橡胶软胶管、1/2的环氧树脂和1/3份的磁粉混合均匀制得初混剂；
S2、将各重量份的聚氯乙烯树脂、云母、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、2/3的磁粉和初混剂依次放入加热搅拌机进行搅拌混炼；
S3、将步骤S2得到的混炼混合物与1/2的环氧树脂、固化剂、硫化剂、促进剂混炼均匀得到减振补强胶片基体组合物；
S4、将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
S5、在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
S6、针对S5步骤加工后得片状胶片通过充磁机构进行充磁；
S7、将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；
其中，所述步骤S7的片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
与现有技术相比较，本发明车用磁性减振补强胶片具有下述有益效果：
该减振补强胶片在双层的减振补强层对接侧采用粒柱结构进行卡接构成，在受到挤压冲击时，橡胶层将冲击力传递至粒柱上，多个粒柱相互摩擦，产生热量，消耗动能转换成热能，起到吸能减振的作用；在一些优选方案中，粒柱结构可采用硅胶或者其它吸能缓冲材料，在选用硅胶时两侧粒柱可采用硬度较高且相同硬度的硅胶，也可选用硬度不同的两种硅胶，这种一软一硬的接触有助于最大化真实的接触面积，提高吸能减振效果。同时该胶片的粒柱形成的立体网格结构和玻璃纤维布还具有很好地补强作用。
该减振补强胶片结构简单，其中的粒柱卡合粘接，简化了其生产制作工艺；吸能层预留通孔可使其背部的胶层与前侧的粒柱粘接，该对接粘合方式简单，可根据不同的使用部位对接不同厚度的橡胶层，使用更为灵活广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明车用磁性减振补强胶片的一种结构示意图；
图2是本发明车用磁性减振补强胶片的吸能层的一种结构示意图；
图3是本发明车用磁性减振补强胶片的吸能层的另一种结构示意图。
具体实施方式
下文参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
本发明一种车用磁性减振补强胶片，图1所示，包括相互叠加构成的第一减振补强层和第二减振补强层，所述第一减振补强层和第二减振补强层的相对侧面均设有吸能层，所述吸能层包括聚酰亚胺薄膜以及通过点胶工艺矩阵排列粘接于所述聚酰亚胺薄膜上的粒柱，图2所示，所述粒柱采用硅胶材料；相邻两个所述粒柱的间距为粒柱的半径的0.7-1.2倍，该间距设置使得粒柱之间更好的接触摩擦；两个所述减振补强层的粒柱侧面相互卡合连接形成一体；所述第一减振补强层和/或第二减振补强层为复合丁腈橡胶减振材料，所述第一减振补强层和第二减振补强层侧边部分或者全部通过粘性胶黏合。
所述减振补强层的粒柱为圆柱状、椭圆柱体或者锥形体；为简化加工工艺和提高摩擦效率和，可使用圆柱状构造。所有所述粒柱的长度一致或者具有2-3个不同的长度，不同长度的粒柱使得两个吸能的衔接层中有多个孔洞构造，提高吸音效果和纵向吸能效果。
需要说明的是，粒柱的具体长度可根据实际使用环境进行设置，具体的所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.04-0.06mm，所述粒柱的长度为0.5-1.5mm，所述粒柱的直径为0.8-2mm。
一些改进的示例中，两侧所述粒柱均采用邵氏硬度为35-45度的硅胶；或者一侧所述粒柱采用邵氏硬度为20-25度的硅胶，另一侧所述粒柱采用邵氏硬度为40-50度的硅胶。在受到挤压冲击时，补强层将冲击力传递至吸能粒柱上，多个粒柱相互摩擦，产生热量，消耗动能转换成热能，起到吸能减振的作用。而采用硬度不同的两种硅胶时，一软一硬的接触有助于最大化真实的接触面积，提高吸能减振效果。
又一些改进示例，所述吸能层均匀分布有圆点状或者条状的通孔，如图3所示，所述粒柱避开通孔进行排布；两侧所述吸能层的通孔相错设置。
进一步的，所述第一减振补强层的外层设有隔离纸，所述第二减振补强层的外层设有玻璃纤维布，提高补强作用。
需要说明的是，本发明上述改进中，针对的减振补强胶片通过双层结构中设置的粒柱相互摩擦消耗动能转换成热能，从而提高吸能减震的作用；其中的减振补强层材料采用本领域常用的材料即可实现。
根据上述发明产品，通过下述制备方法进行制备：
将减振补强胶片基体的原料进行混炼，制备得减振补强胶片基体组合物；
将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；
在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；该步骤中，片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
为更好地描述本发明减振补强胶片的效果，本发明根据复合丁基橡胶减振材料的具体原料及制备方法进行示例。
实施例1
所述复合丁腈橡胶减振材料包括下述质量的原料配方：
丁腈橡胶3000～3500g、环氧树脂300～350g、聚氯乙烯树脂1200～2400g、云母2000～3200g、轻质碳酸钙1400～1600g、炭黑400～420g、硬脂酸50～70g、固化剂10～30g、硫化剂10～50g、促进剂10～20g以及磁粉1000g。
实施例2
减振补强层
所述含磁性的复合丁腈橡胶减振材料包括下述质量的原料配方：
丁腈橡胶3200g、环氧树脂330g、聚氯乙烯树脂1650g、云母2800g、轻质碳酸钙1550g、炭黑410g、硬脂酸6.30g、癸二酸二酰肼1.60g、粉末状硫磺30g、促进剂DM 14g以及磁粉1180g。
车用磁性减振补强胶片的制备方法：
S1、将丁腈橡胶软膏、1/2的环氧树脂和1/3份的磁粉混合均匀制得初混剂；
S2、将各重量份的聚氯乙烯树脂、云母、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、2/3的磁粉和初混剂依次放入加热搅拌机进行搅拌混炼；
S3、将步骤S2得到的混炼混合物与1/2的环氧树脂、癸二酸二酰肼、粉末状硫磺、促进剂DM混炼均匀得到减振补强胶片基体组合物；
S4、将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
S5、在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
S6、针对S5步骤加工后得片状胶片通过充磁机构进行充磁；
S7、将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；
其中，所述步骤S7的片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
按照上述复合丁腈橡胶减振材料及其制备方法制得下述成品：
(1)该产品采用的粒柱均为邵氏硬度35度的圆柱体硅胶，粒柱直径为1mm。第一层减振补强层的厚度为1.5mm(含隔离纸)，贴合后的吸能层(即相互卡合成一体的两个吸能层)厚度为1.5mm，其中，点胶的粒柱采用统一高度，粒柱的点胶高度设置为1.4mm；第二层减振补强层的厚度为1.6mm(含玻璃纤维布)；总厚度为4.6±0.3mm。
(2)该产品采用的粒柱均为邵氏硬度35度的圆柱体硅胶。第一层减振补强层的厚度为1.5mm(含隔离纸)，贴合后的吸能层厚度为1.5mm，其中，点胶的粒柱采用高度不同的两种高度(即点胶时在聚酰亚胺薄膜均匀分布三种不同高度，点胶高度设置为1mm和1.4mm)；第二层减振补强层的厚度为1.6mm(含玻璃纤维布)；总厚度为4.6±0.3mm。
(3)该产品采用的粒柱一层为邵氏硬度25度的圆柱体硅胶，另一层为邵氏硬度40度的圆柱体硅胶。第一层减振补强层的厚度为1.5mm(含隔离纸)，贴合的吸能层厚度为1.5mm，其中，点胶的粒柱采用统一高度，粒柱的点胶高度设置为1.4mm；第二层减振补强层的厚度为1.6mm(含玻璃纤维布)；总厚度为4.6±0.3mm。
对照实施例
选用复合丁腈橡胶减振材料作为对照实验；该对照样品包括下述质量的原料配方：
丁腈橡胶3200g、环氧树脂330g、聚氯乙烯树脂1650g、云母2800g、轻质碳酸钙1550g、炭黑410g、硬脂酸63g、癸二酸二酰肼16g、粉末状硫磺30g、促进剂DM 14g以及磁粉1180g。
制备方法：
S1、将丁腈橡胶软膏、1/2的环氧树脂和1/3份的磁粉混合均匀制得初混剂；
S2、将各重量份的聚氯乙烯树脂、云母、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、2/3的磁粉和初混剂依次放入加热搅拌机进行搅拌混炼；
S3、将步骤S2得到的混炼混合物与1/2的环氧树脂、癸二酸二酰肼、粉末状硫磺、促进剂DM混炼均匀得到减振补强胶片基体组合物；
S4、将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；
S5、所述片状板裁切成型后在补强胶片一侧面使用隔离纸进行隔离，另一侧面粘接玻璃纤维布；
S6、针对S5步骤加工后得片状胶片通过充磁机构进行充磁。
成品含隔离纸和玻璃纤维布的总厚度为4.5mm。
试验例
按照实施例2制备的减振补强胶片产品(1)、产品(2)和产品(3)以及对照实施例制备的减振补强胶片产品，均裁切成同等大小的样本，分别对应设为样本组1、样本组2、样本组3和样本组4。
1、低温贴附性能测试
将样本组1-4的样品分别在低温(5℃)环境下放置24小时，然后将其分别安装在抗冲击试验机上，在低温(5℃)环境下进行抗冲击测试，结果如下表1所示。
表1低温贴附性能测试结果
由上表可知，样本组1-3所得胶片与样本4胶片对比，具有相当的低温贴附性。
2、阻尼性能测试
对样本组1、样本组2和样本组3依据《GB/T 18258-2000阻尼材料阻尼性能测试方法》测试不同温度下样本组1-3样品的阻尼系数，测试结果见表2。
表2阻尼性能测试结果(频率为200Hz时的阻尼系数)
| 温度 | 样本组1 | 样本组2 | 样本组3 | 样本组4 |
| -25℃ | 0.110 | 0.123 | 0.131 | 0.070 |
| -5℃ | 0.166 | 0.167 | 0.175 | 0.094 |
| 10℃ | 0.197 | 0.212 | 0.243 | 0.148 |
| 25℃ | 0.316 | 0.325 | 0.356 | 0.221 |
| 40℃ | 0.281 | 0.287 | 0.309 | 0.177 |
| 60℃ | 0.252 | 0.249 | 0.267 | 0.091 |
| 80℃ | 0.143 | 0.154 | 0.205 | 0.053 |
由检测记过可知，样本组1-3产品的阻尼性能显著优于样本组4，本发明提供的带粒柱的双层胶片结构提高了产品的阻尼性能；样本组1和样本组2产品的阻尼性能相当，样本组3产品的阻尼性能最佳，软硬度不同粒柱的接触有助于最大化真实的接触面积，进一步提高吸能减振效果。
3、补强性能测试
样本组1-4样品根据《中华人民共和国汽车行业标准QC/T851-2011》进行补强性能测试，在标准烘烤条件(连续170℃20min)下，测试结果如下所述。
样本组1，补强倍数为：挠度2.5mm时为2倍，挠度5mm时为3.4倍，最大载荷时为4.2倍。
样本组2，补强倍数为：挠度2.5mm时为2倍，挠度5mm时为3.4倍，最大载荷时为4.3倍。
样本组3，补强倍数为：挠度2.5mm时为2倍，挠度5mm时为3.5倍，最大载荷时为4.2倍。
样本组4，补强倍数为：挠度2.5mm时为1.6倍，挠度5mm时为3.1倍，最大载荷时为3.5倍。
由上可知，样本组1-3产品的补强性能相当，而相较于样本组4产品则具有更好的补强性能。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种车用磁性减振补强胶片，其特征在于，包括相互叠加构成的第一减振补强层和第二减振补强层，所述第一减振补强层和第二减振补强层的相对侧面均设有吸能层，所述吸能层包括聚酰亚胺薄膜以及通过点胶工艺矩阵排列粘接于所述聚酰亚胺薄膜上的粒柱，所述粒柱采用硅胶材料；相邻两个所述粒柱的间距为粒柱的半径的0.7-1.2倍；两个所述减振补强层的粒柱侧面相互卡合连接形成一体；所述第一减振补强层和/或第二减振补强层为复合丁腈橡胶减振材料，所述第一减振补强层和第二减振补强层侧边部分或者全部通过粘性胶黏合；
所述粒柱为圆柱状、椭圆柱体或者锥形体；所有所述粒柱的长度一致或者具有2-3个不同的长度；所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.04-0.06mm，所述粒柱的长度为0.5-1.5mm，所述粒柱的直径为0.8-2mm；两侧所述粒柱均采用邵氏硬度为35-45度的硅胶；或者一侧所述粒柱采用邵氏硬度为20-25度的硅胶，另一侧所述粒柱采用邵氏硬度为40-50度的硅胶。
2.如权利要求1所述的车用磁性减振补强胶片，其特征在于，所述吸能层均匀分布有圆点状或者条状的通孔，所述粒柱避开通孔进行排布；两个所述吸能层的通孔相错设置。
3.如权利要求1所述的车用磁性减振补强胶片，其特征在于，所述第一减振补强层的外层设有隔离纸，所述第二减振补强层的外层设有玻璃纤维层。
4.如权利要求1所述的车用磁性减振补强胶片，其特征在于，所述复合丁腈橡胶减振材料由以下组分及重量份的原料制成：丁腈橡胶300～350、环氧树脂30～35、聚氯乙烯树脂120～240、云母200-320、轻质碳酸钙140～160、炭黑40～42、硬脂酸5～7、固化剂1～3、硫化剂1～5、促进剂1～2以及磁粉100～125。
5.如权利要求4所述的车用磁性减振补强胶片，其特征在于，所述固化剂选用双氰胺、癸二酸二酰肼中的任意一种；所述硫化剂选用粉末状硫磺；所述促进剂选用促进剂M、促进剂DM、促进剂TMTD、促进剂CZ中的任意一种或两种。
6.一种制备权利要求1所述的车用磁性减振补强胶片的制备方法，其特征在于，所述方法包括
将减振补强胶片基体的原料进行混炼，制备得减振补强胶片基体组合物；
将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；
在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；该步骤中，片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
7.一种制备权利要求5所述的车用磁性减振补强胶片的制备方法，其特征在于，所述方法包括
S1、将丁腈橡胶软膏、1/2的环氧树脂和1/3份的磁粉混合均匀制得初混剂；
S2、将各重量份的聚氯乙烯树脂、云母、轻质碳酸钙、炭黑、硬脂酸、2/3的磁粉和初混剂依次放入加热搅拌机进行搅拌混炼；
S3、将步骤S2得到的混炼混合物与1/2的环氧树脂、固化剂、硫化剂、促进剂混炼均匀得到减振补强胶片基体组合物；
S4、将减振补强胶片基体组合物转入挤出机挤出成条状体，并把条状体进行压延成片加工，加工成片状构造；在条状体压延成片后的外侧面粘接上隔离纸或玻璃纤维布；
S5、在加工后的片状胶片的内侧平整铺上吸能层，平铺时将聚酰亚胺薄膜背面粘贴至片状胶片；所述吸能层为膏状硅胶采用精密点胶机在聚酰亚胺薄膜上进行点胶，形成矩阵排列的粒柱；
S6、针对S5步骤加工后得片状胶片通过充磁机构进行充磁；
S7、将粘接有吸能层的两个片状板，于粒柱侧面相互插接紧密贴合，裁切成预设形状尺寸，即得成品；
其中，所述步骤S7的片状板在插接贴合之前，在吸能层得边缘部位进行点上粘性胶；或者在片状板插接贴合之后，侧边通过粘性胶进行封边。
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