[发明专利]一种复合材料隔音垫、其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种复合材料隔音垫、其制备方法和应用，该隔音垫包括：隔音层和热复合在所述隔音层一面的复合吸音层；所述复合吸音层非边界区域为吸音棉层，所述复合吸音层边界区域为用于复合封边的聚合物发泡层。相比于传统隔音垫，本申请所述的隔音垫隔音层的关键区域为吸音棉覆盖，可以极大提升隔音垫的吸声能力，对于新能源汽车的高频声音有更好的吸收，从而减少车内噪声混响时间。同时，本申请所述的隔音垫以聚合物发泡层封边，确保了隔音垫热复合边界处如关键过孔处的厚度尺寸精确及稳定，从而保障了隔音垫与周边零件的配合，尤其是X向的干涉值，可提升整个汽车前围板内隔音垫的吸隔声能力，利于应用。

技术领域

本发明涉及汽车NVH声学包零件设计与制造技术领域，具体涉及一种复合材料隔音垫、其制备方法和应用。

背景技术

汽车前围板内，隔音垫安装在发动机舱与乘客舱之间的钣金内侧，是隔离发动机舱噪声的重要NVH(Noise、Vibration、Harshness)声学包零件。该零件一般是由隔音层和吸音层复合而成，与钣金形成双层墙隔声结构。隔音层一般选用高密度的EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)等片材或硬棉毡类材料，其也称为厚重层；而吸音层材料则选用低密度的PU(聚氨酯)发泡材料或疏松的吸音棉。大量的吸声测试数据表明，吸音棉的吸音性能明显高于低密度PU发泡材料。并且，吸音棉在处理电动机高频啸叫方面具有明显的优势。因此，吸音棉材料凭借其优异吸音性能，在汽车隔音垫设计和制造过程中得到了普遍的重视和广泛的运用。

汽车前围板内隔音垫是一个具有复杂三维外形曲面的零件，其中的隔音层可以通过热压工艺或真空吸附成型工艺方便地实现成型，但是吸音棉的成型却十分困难。为了保持吸音棉的吸音性能，吸音棉必须保持蓬松，因此吸音棉本身几乎没有刚度，它的成型必须依附于隔音层。目前隔音层与吸音棉复合形成隔音垫有两种制造办法，以下仅对这两种工艺的要点进行概述。

第一种是采用手工安装的办法将吸音棉固定至隔音层；这种工艺主要分3步：1.隔音层成型；2.吸音棉冲裁；3.将上两步获得隔音层和吸音棉半成品进行手工复合。复合时，需要对齐两层材料的外轮廓和中间的所有孔位，重叠放在一起，然后在外轮廓及孔位边缘，通过人工喷胶，或手持超声波焊枪，或手动钉枪的方式将两层材料固定到一起。以前围隔音垫的制造为例，这个零件的外轮廓周长约为5米，零件上还有几十个孔位，复合过程中需要手工布置近百个复合固定点。因此，手工复合安装这种办法的致命缺陷是生产效率极低。随着近年来新能源车等销量的大幅度提升，这种工艺已不再适应于快节奏的批量生产，已经逐步被淘汰。

第二种是当前取代上述第一种工艺的热复合工艺；它采用热封边模具，将吸音棉边界通过电热复合至隔音层。这种工艺也主要有3个步骤：1.隔音层成型；2.在成型好的隔音层上铺设平板吸音棉材料；3.利用冲切热复合模具，完成隔音层与吸音棉的外形边界和中间孔位的冲裁，同时在这些边界区域对这两层材料进行加热复合。这种工艺的关键是在第3步中，冲裁的刀口采用电阻加热，并在刀口附近设置热电偶进行温度监控，而且上模中还设置了一块压料板。在冲切封边复合过程中，压料板先于冲切热刀口随型面固定吸音棉不需要封边复合的区域，随后加热的冲切刀口合模到位，在压力和热的作用下，实现对隔音层和吸音棉外形边界和孔位边界区域的冲裁及热复合。

然而，这种热复合的方法也有缺陷：热复合边界容易被压薄，吸音棉吸音性能损失较大，导致无法与周边零件进行压缩干涉配合，密封效果明显减弱，严重损失隔音垫的吸隔音性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种复合材料隔音垫、其制备方法和应用，本申请提供的复合材料隔音垫具有优异的吸隔声能力，利于在汽车前围板内的应用。

本发明提供一种复合材料隔音垫，包括：隔音层和热复合在所述隔音层一面的复合吸音层；所述复合吸音层非边界区域为吸音棉层，所述复合吸音层边界区域为用于复合封边的聚合物发泡层。

优选地，所述复合材料隔音垫具有多个过孔；所述用于复合封边的聚合物发泡层包括：位于复合吸音层外型边界区域的第一发泡层和位于多个孔位边界区域的第二发泡层。