[发明专利]使用再生塑料制成的具有改善的隔音性能的低成本高温聚合物

说明书

本公开提供一种具有改善的隔音性能的高温聚合物。该材料包括再生PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及矿物质填料和纤维的组合物，再生PET作为该材料的基体聚合物，矿物质填料和纤维的组合物改善热变形温度并在聚合物中形成阻挡噪声的屏障。该材料使用玄武岩纤维和云母的组合物提高耐热性、改善弹性模量并显著抑制声音。材料的高温性能和改善的声音衰减性能使许多车身底部部件和发动机底部部件能够免去防热罩和额外的NVH衬垫，并且显著降低了材料成本和汽车重量。

技术领域

本公开涉及一种用于机动车辆等物的新型组合物，该组合物对产生的热量提供屏蔽并提供显著的声音抑制。

背景技术

随着机动车辆燃料经济性标准的提高，人们对改善燃料经济性的关注也随之提高。由于机动车辆总重量的降低，改善空气动力学是改善机动车辆燃料经济性的关键。与此同时，操作机动车辆的舒适性对于消费者的吸引力也很高，并且机动车辆的整体安静对于消费者来说变得越来越重要。因此，降低机动车辆舱室内的噪音也十分重要。

为了试图解决这些问题，制造商们增加了更多的底盖或护罩，以利用大型面板封闭车底部分，该大型面板用于实现双重目的：使车底表面平滑以通过基本上能使空气在机动车辆下方高效流动来改善机动车辆的空气动力学，以及封闭车底以降低渗透进车辆内部的声音。

大多数企业使用由成本非常低的聚合物(像聚丙烯和高密度聚乙烯(HDPE))制成的盖或护罩。为了改善材料的刚度、耐热性和空间性能(dimensional capabilities)，添加了例如玻璃和滑石这样的填料。这些混合物相对便宜，并且是用于这些应用中的传统材料。然而，它们缺乏足够的消音性能和热变形(heat deflection)性能。

HDPE的熔点约为130℃，并且聚丙烯的熔点约为160℃。通常需要将这些部件放置于发动机下方和排气系统附近，在那里一般由发动机和排气歧管产生热量，需要耐受高达225℃的温度。为了改正这个严重的缺点，制造商在这些覆盖部件的背面增加了防热罩与噪声、振动和粗糙性(NVH)衬垫的结合物(例如，高温针刺聚酯)。然而，增加防热罩和衬垫使车辆的整体重量显著增加。一种能够独自承受至少225℃高温并抑制噪音的材料组合物将免去对于添加防热罩和衬垫的任何需求，从而提供实质性的益处。

发明内容

本文描述了一种具有良好的热变形性能和噪声抑制性能的新型组合物，其在被用作底盖或护罩时不需要增加防热罩和衬垫。该组合物包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的基体聚合物，以及由云母和玄武岩纤维混合的填料。基体聚合物可以是再生PET(recycledPET)和原生PET(virgin PET)的共混物，其中原生PET与再生PET的比例约在1:1至2:1之间。基体聚合物可以至少约占组合物重量的50％。在一些实施例中，基体聚合物可以约占组合物重量的55％-70％。

在一些实施例中，填料可以约占组合物重量的30％-35％。在一些情况下，填料中云母与玄武岩的比例约在25:10和20:15之间。在一些实施例中，云母具有约为85:1的纵横比(aspect ratio)。

组合物无需现有防热罩和衬垫的体积和重量便可以对热量和声音提供屏蔽。组合物可以被模塑成一个部件或多个部件，作为屏障插入车辆的车厢与车底之间。

在一些情况下，组合物可以包含约占组合物重量35％-40％的原生PET、约占组合物重量25％-30％的再生PET、约占组合物重量20％-25％的云母以及约占组合物重量5％-10％的玄武岩纤维。在其它实施例中，组合物可以包含约占组合物重量30％的原生PET、约占组合物重量30％的再生PET、约占组合物重量20％的云母以及约占组合物重量15％的玄武岩纤维。

本文还提供了添如其它试剂的实施例，例如着色剂、稳定剂、流动增强剂和/或偶联剂。

本文进一步提供了一种制备本文所述的组合物的方法，以将组合物模塑成所需形状，并将模塑制件插入车辆的舱室与车底之间。