[发明专利]多层约束层阻尼

说明书

本文提供了包括交替的阻尼层和约束层的多层阻尼层合件。选择阻尼层的材料和构造，使得阻尼层具有从第一阻尼层开始降低的玻璃化转变温度分布，从而允许层合件在较大的工作温度和/或频率范围内有效地耗散振动。还提供了使用多层阻尼层合件的系统和方法。

技术领域

本发明总体上涉及用于耗散振动的多层阻尼层合件。

背景技术

在许多市场中，例如汽车市场、家用电器市场和电子市场中，需要减小不希望的振动和相关噪声的产生。例如，汽车工业正趋向于越来越多地采用轻型车辆。因此，越来越多地使用重量更轻的铝和聚合物材料。然而，这些设计和材料的使用导致与车辆振动和振动相关噪声有关的其他问题。

通常，通过两种方法处理噪声和振动问题：结构几何形状的加固，使其更能抵抗振动，和结构阻尼以减小振动幅度。与这些解决方案一起，声学技术可用于吸收、反射和隔离来自声源的声波，例如在声波到达车厢中的乘客之前。

结构阻尼方法可涉及阻尼带或阻尼层合件的应用，所述阻尼带或层合件包括加固(stiffening)载体材料或约束载体材料和阻尼材料。阻尼带耗散振动的有效性可以取决于要耗散的振动的频率以及阻尼带材料的温度。特别是，传统阻尼带仅在相对较窄的温度范围内提供振动阻尼，该温度范围可能不包括待阻尼结构的所有标准工作温度。结果，仍然需要能够在更宽的温度范围内有力地高效阻尼或减小振动的阻尼层合件。

发明概述

在一个实施方案中，本公开涉及在约200Hz时的复合损耗因子大于约0.05的多层阻尼层合件。在许多实施方案中，多层阻尼层合件在至少约30℃的温度范围内的复合损耗因子大于约0.05。多层阻尼层合件包括第一阻尼层、外部约束层和第二阻尼层，其中第二阻尼层的至少一部分设置在第一阻尼层与外部约束层之间。多层阻尼层合件还包括内部约束层，该内部约束层的至少一部分设置在第一阻尼层与第二阻尼层之间。在许多实施方案中，第一阻尼层包括第一胶黏剂，并且第二阻尼层包括第二胶黏剂。在一些实施方案中，第一阻尼层包括第一黏弹性阻尼材料，并且第二阻尼层包括第二黏弹性阻尼材料。在许多实施方案中，第一阻尼层包括胶黏剂，第二阻尼层也包括胶黏剂。在许多实施方案中，第一阻尼层包括压敏胶黏剂。在许多实施方案中，第二阻尼层也包括压敏胶黏剂。在许多实施方案中，内部约束层和外部约束层各自独立地包括金属。在一些实施方案中，内部约束层和外部约束层各自独立地是金属箔。层合件的阻尼层可以具有从第一阻尼层开始降低的玻璃化转变温度分布(glass transition temperature profile)。在许多实施方案中，第一阻尼层的玻璃化转变温度，即第一玻璃化转变温度，比第二阻尼层的玻璃化转变温度，即第二玻璃化转变温度高至少5℃。在一些实施方案中，第一玻璃化转变温度与第二玻璃化转变温度之间的差为约5℃至约35℃。在一些实施方案中，第一玻璃化转变温度和第二玻璃化转变温度各自独立地为约-60℃至约100℃。在一些实施方案中，层合件的阻尼层可以具有从第一阻尼层开始增加的高弹模量(plateau modulus)分布。在许多实施方案中，层合件的阻尼层可各自具有黏弹性损耗因子，其中，如果第一玻璃化转变温度与第二玻璃化转变温度之间的差小于约20℃，则第一黏弹性损耗因子与第二黏弹性损耗因子之间的差为约0.2至约1.5，并且其中，如果第一玻璃化转变温度与第二玻璃化转变温度之间的差大于约20℃，则第一黏弹性损耗因子与第二黏弹性损耗因子之间的差为约0.2至约3.0。在一些实施方案中，层合件的阻尼层可各自具有黏弹性损耗因子，其中如果第一玻璃化转变温度与第二玻璃化转变温度之间的差小于约20℃，则第一黏弹性损耗因子的最大值与第二黏弹性损耗因子的最大值之间的差为约0.2至约1.5，并且其中如果第一玻璃化转变温度与第二玻璃化转变温度之间的差大于约20℃，则第一黏弹性损耗因子的最大值与第二黏弹性损耗因子的最大值之间的差为约0.2至约3.0。在许多实施方案中，第一阻尼层和第二阻尼层的厚度各自独立地为约0.1密耳(mil)至约200密耳。在一些实施方案中，内部约束层和外部约束层的厚度各自独立地为约0.2密耳至约120密耳。在一些实施方案中，多层阻尼层合件还包括在与第二阻尼层相对的面连接于第一阻尼层的衬垫层(liner layer)。