[发明专利]高阻尼可膨胀材料

说明书

技术领域

本发明涉及可用于粘合、密封和涂敷目的的可热膨胀材料，膨胀后，对降低由振动器产生的振动的传递特别有效。

背景技术

在车辆中，由动力发生器如发动机、马达、泵或齿轮箱产生的振动经由结构元件传递到发出表面如板面，导致发出结构性噪声。

已经提出了至少降低这种结构性噪声的不同解决方案。已经有人建议在车辆结构中使用被动措施，如减震器或防震毡片。这种防震毡片通常被铺在振动面板如车辆的门或地板上。然而这些方法的降噪程度通常不令人满意。

在常规方法中，经常将沥青(bitumen)或柏油(asphalt)与具有高比重的填料的混合物挤出成片，然后将这些片冲压或切割成合适的形状。然后将这些片材粘结到合适的金属板元件上，有时，必须通过加热来调整这些片材的形状。虽然由于它们的低材料成本，这些沥青片还经常使用，但它们都非常脆，而且易于从金属板上剥离，特别是在低温下。同样，有人提议引入添加剂，但这只能产生轻微的改进，还不足以用于许多应用。此外，根本不可能在形状复杂或几乎不能达到的机器或车辆的金属板元件，例如汽车门空腔的内表面上使用预成型沥青元件。另外，还有一个缺点就是在很多情况下，仅一个车辆或设备就需要若干个冲压元件，从而需要昂贵的储存费用。

因此，已经有很多使用其它聚合物体系来消除沥青片缺陷的尝试。例如，已经开发了一种包含填料的聚乙酸乙烯酯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的聚合物水分散体，它能够以必要的厚度被喷涂到金属板元件上。然而，这些体系不适于高速生产的工业应用，因为其中的水不能从喷涂的涂料中快速地除去，尤其是在该涂层非常厚时。

聚合物涂层的隔音性能在聚合物体系的玻璃化转变温度范围内是最好的，因为在该温度范围内，由于聚合物的粘弹性，振动过程中的机械能会通过分子流现象转化为热能。例如被广泛用作汽车构件底涂层的，基于PVC塑溶胶的常规可喷雾涂料，在-20-+60℃的应用温度范围内的隔音效果几乎不可察觉，因为取决于增塑剂的比例，它们的玻璃化转变温度的最大值为大约-20℃--50℃。从而，人们开始尝试改进这些常规PVC塑溶胶，以使得它们在-20℃-+60℃的应用温度范围内具有更好的隔音性能。德国公开专利申请3514753公开了一种涂料，其在常规的PVC塑溶胶中进一步包含多种不饱和化合物如二-或三丙烯酸酯、过氧化物交联剂和无机填料。然而，在硬化状态下，这些塑溶胶非常硬和脆，因此不适合用于汽车结构，因为它们不具备足够的柔韧性，特别是在低温下。除此之外，这些配制料的损耗因数tanδ极低，因此隔音效果并不是很显著。

在德国公开专利申请3444863中描述了一种组合物，它包含PVC或氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、任选的甲基丙烯酸甲酯均聚物或共聚物、增塑剂混合物和惰性填料。该增塑剂混合物包含与甲基丙烯酸甲酯聚合物相容的增塑剂和用于氯乙烯聚合物、与可能存在的甲基丙烯酸甲酯聚合物不相容的增塑剂。和常规的PVC塑溶胶相比，如此获得的塑溶胶具有改进的隔音性能。然而，在高于约30℃的温度下，其隔音效果再次下降。如果尝试通过改变单个组分的相对用量来改变极限损耗因数tanδ的范围到较高的温度，则涂层的低温挠曲性会严重下降。然而，降低的低温挠曲性恰恰对车辆结构是非常不利的。另外，这些配制料在较低温度下，损耗因数的下降非常严重。因此，这些塑溶胶组合物只在非常窄小的温度范围内具有足够高的损耗因数。

此外，已经开发了许多用于降低结构性噪声的主动措施。这些措施通常使用传感器、信号处理、传动器和能源来抵消或更有效地分散由对应的压力或张力产生的振动。

虽然主动控制措施已经显示了降低结构性噪声的有效性，但是它们需要复杂的技术设备，特别是对于信号处理和传感器。这不仅仅增加了费用，而且导致故障风险的增加。

因此，需要一种用于在体系，特别是车辆中有效降低结构性噪声的经济手段。

因此，本发明的一个目的就是来克服现有技术的缺陷。

发明概述

本发明提供一种可膨胀材料，一旦膨胀，在-10-+40℃的温度和0-500Hz的频率下，具有0.1MPa-1000MPa的杨氏储能模量E′，至少0.3(优选至少1)的损耗因数和优选为0.1MPa-500MPa的剪切储能模量G’。这种可膨胀材料可用于生产在2005年10月6日申请的未公开欧洲专利申请No.05292082.4中所述的消散振动波阻隔片(这里全文引入作为参考)。这种阻隔片包括具有内表面和外表面的载体，该载体具有多边形截面，特别是矩形，任选马蹄形并且在其外表面上包含由上述可膨胀材料形成的涂层。本发明某些实施方案的详细说明