一种空腔膨胀减震材料的制作方法

1.本发明涉及汽车减震材料技术领域，尤其涉及一种空腔膨胀减震材料。


背景技术：

2.随着现代社会的不断发展和进步，震动和噪音已成为各个领域的严重问题；特别是，对于汽车而言，撞击所产生的强烈震动将会严重危害司机和乘客的生命安全。为了减震降噪，目前应用最广泛、最有效的方法，是使用各种减震材料，尤其是橡胶减震材料，它能有效地隔离震动和激发源，还可以吸收震动体的震动，因此被广泛应用于各种机动车辆、飞机、船舰中。
3.然而，现有的空腔填充膨胀减震材料，不能直接将减震材料附着在钢板、铝材、镀锌板等基材之上，需要加上粘接层才能与钢板、铝材、镀锌板等基材良好附着，操作工艺复杂。


技术实现要素：

4.为了解决现有减震材料不能直接附着在钢板、铝材、镀锌板等基材之上，需要加上粘接层，操作工艺复杂的技术问题，本发明提出一种空腔膨胀减震材料。本发明的空腔膨胀减震材料可直接附着在钢板、铝材、镀锌板等基材之上，且具有优良的力学性能以及减震降噪性能。
5.本发明一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
6.进一步的，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0007][0008]
进一步的，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0009][0010]
进一步的，所述增粘树脂为c5加氢石油树脂、乙炔树脂、萜烯树脂中的一种或多种。
[0011]
本发明采用丁基橡胶为橡胶主体，橡胶环保无气味。丁基橡胶本身具有很优异的气密性，所以在发泡过程中能够最大限度的锁住气体，不让气体外溢，所以发泡体积能够达到10倍左右。
[0012]
本发明采用橡胶体系中加入增粘树脂，增粘树脂能够有效的和基材产生浸润和附着，保证了施工过程的初粘性，在无需粘接层的情况下能够粘接在基材上。2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑作为硫化剂，能够将橡胶进行交联，同时具有达到硫化温度后才能分解出活性硫的特性，所以不会产生焦烧现象，以及产品在储存过程中不会产生喷霜现象，同时2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑上含有2个羧基，能够和钢板、铝材和镀锌板等基材表面的羟基产生键合，保证了该减震材料烘烤后和基材具有优异的附着力。在增粘树脂的作用下，保证了没有粘接层的情况下，能够直接粘接在钢板、铝材和镀锌板等基材之上，施工更加简
单方便。在n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺和2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑的协同作用下，保证了完成高温烘烤后，膨胀的空腔膨胀减震材料能直接附着在钢板、铝材、镀锌板等基材之上，不会产生脱落。
[0013]
本发明充分发挥氧双苯磺酰肼发泡剂、偶氮二甲酰胺发泡剂和碳酰二胺、以氧化锌发泡助剂的协同作用，使得产品可适用的发泡温度更宽广，从160℃-210℃均满足发泡要求；同时利用丁基橡胶优异的气密性，且通过大量实验将发泡剂的发泡速度与硫化速度进行匹配，保证产品刚膨胀起来时，2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑正好完成硫化，保证了膨胀率大，且膨胀后不会塌陷的特性，可发泡范围为600％-1000％。高发泡率可有效降低使用成本。
附图说明
[0014]
图1为附着力测试实验示意图；
[0015]
图2为初始粘接力测试示意图；
[0016]
图3为剥离力曲线图。
具体实施方式
[0017]
实施例1
[0018]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0019][0020][0021]
实施例2
[0022]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0023][0024]
实施例3
[0025]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0026][0027]
实施例4
[0028]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0029]
[0030][0031]
实施例5
[0032]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0033][0034]
对比实施例1
[0035]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0036]
[0037][0038]
对比实施例2
[0039]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0040][0041]
对比实施例3
[0042]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0043][0044]
对比实施例4
[0045]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0046]
[0047][0048]
对比实施例5
[0049]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0050]
对比实施例6
[0051]
一种空腔膨胀减震材料，所述减震材料由以下质量份的各物质组成：
[0052]
对比实施例1-6均为实施例5的对比例。在实施例5的基础上，对比实施例1少了乙炔树脂；对比实施例2少了2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑；对比实施例3少了氧双苯磺酰肼和碳酰二胺；对比实施例4少了偶氮二甲酰胺和碳酰二胺；对比实施例5少了偶氮二甲酰胺和氧双苯磺酰肼；对比实施例6少了氧化锌。
[0053]
将实施例1-5与对比实施例1-6的空腔膨胀减震材料一起进行膨胀率、垂直加热流动性和密度三项检测，检测方法如下：
[0054]
膨胀率测试方法：
[0055]
用电子天平预先测出铝盘在空气中的质量(w1)及(20
±
1)℃蒸馏水中的质量(w2)。在上述测定质量后的铝盘中央放置待测试样约2g，注意试料内避免混进空气，称其质量(w3)和在(20
±
1)℃蒸馏水中的质量(w4)。然后在4.2.2规定烘烤条件下烘烤后取出固化试样，在试验环境温度下放置1h，再测定其在空气中的质量(w5)和(20
±
1)℃蒸馏水中的质量(w6)(w6因为膨胀后吸水的缘故要求在5s之内读数)。按下式计算体积变化率v，以％为表示单位记录体积变化率，注明收缩或膨胀。
[0056]
v＝((w
4-w2)-(w
3-w1) (w
5-w1)-(w
6-w2))/((w
3-w1)-(w
4-w2))
×
100％
[0057]
式中：w1－铝盘在空气中的质量，g；
[0058]
w2－铝盘在水中的表观质量，g；
[0059]
w3－铝盘和试料在空气中的质量，g；
[0060]
w4－铝盘和试料在水中的表观质量，g；
[0061]
w5－铝盘和试料在加热后的空气中的质量，g；
[0062]
w6－铝盘和试料在加热后的水中的表观质量，g。
[0063]
以3个试验结果的算术平均值作为测定结果。
[0064]
垂直加热流动性测试方法：
[0065]
取长度为100mm的试样，粘贴在油面钢板(150mm
×
100mm
×
0.8mm)上，保证试样与钢板完全贴合，做好原始标记；将粘贴好的试样放于(试片垂直于地面，胶长度方向平行于地面)烘烤箱中160℃烘烤20min后，取出冷却至室温；观察是否从钢板上脱落或位移，用钢板尺测量并记录与原始标记的距离。
[0066]
密度测试方法：
[0067]
在试验环境下，用电子天平预先测出铝盘在空气中的质量(w1)及(20
±
1)℃蒸馏水的质量(w2)。在上述测定的质量后的铝盘上粘贴试样约2g，注意试料内避免混进空气，称其在空气中的质量(w3)和在(20
±
1)℃蒸馏水的质量(w4)。按下式计算密度ρ：
[0068]
ρ＝(w
3-w1)/((w
3-w1)-(w
4-w2))
[0069]
式中：
[0070]
ρ—密度，g/cm3；
[0071]
w1—铝盘在空气中的质量，g；
[0072]
w2—铝盘在水中的表观质量，g；
[0073]
w3—铝盘和试料在空气中的质量，g；
[0074]
m4—铝盘和试料在水中的表观质量，g。
[0075]
以三个试验结果的算术平均值作为测定结果。
[0076]
通过实验检测，实施例1-5与对比实施例1-6的膨胀率、垂直加热流动性和密度三项检测结果如下：
[0077][0078]
膨胀率反应在空腔中的填充效果，膨胀率越大，同样用量情况下，可以填充的面积越大。
[0079]
垂直加热流动性反应产品在烘烤过程中的定向发泡能力，产品垂直放置时，向下的流动距离越大，产品的定性能力越差，越不能起到封堵效果。
[0080]
密度反应产品重量，密度越小，约有利于产品的轻量化。
[0081]
本发明的发泡剂为偶氮二甲酰胺，氧双苯磺酰肼两种材料在高温下分解放出氮气和水蒸气，氧化锌和碳酰二胺作为发泡助剂，降低发泡剂分解所需要的活化能，提升了反应速度，四个材料的配合，保证了产品的发气量。对比实施案例5只添加了发泡助剂，没有发泡剂，所以膨胀率为0。要想产品有优于的膨胀率，需要发泡剂的发泡速度与产品的硫化速度相匹配，但对比实施例2少了2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑硫化剂，导致在烘烤过程中，虽然发泡的过程中有大量气体放出，但没有硫化剂产生交联，导致部分气体跑出，所以不能形成较大的膨胀率。
[0082]
从以上结果可知：本发明的空腔膨胀减震材料有更优良的膨胀率，减震效果更好；同时在烘烤过程中产品的流淌性更低，产品的定向膨胀性更优良。
[0083]
附着力测试实验：
[0084]
将实施例1-5与对比实施例1-5的空腔膨胀减震材料与不同基材：钢板、铝材、镀锌板，进行附着力测试实验，检测方法如下：
[0085]
实验设备如下：
[0086]
a)油面钢板/镀锌板/铝板：250mm*100mm*0.8mm，数量各3件
[0087]
b)恒温烘炉：温度波动范围
±
1℃
[0088]
c)单面刀片
[0089]
d)雕刻刀
[0090]
测试步骤如下：
[0091]
在油面钢板/镀锌板/铝板中央均匀地涂布胶粘剂样品，胶体涂布形状尺寸为100mm*60mm*6mm
[0092]
把涂有胶粘剂的试片放入恒温炉内，按170℃烘烤20min
[0093]
取出试片，待其在标准状态下保持24h后用单面刀片在试板中央划开一条宽为10mm的胶带或用雕刻刀撬开涂层，其深度应到试板基面，如图1所示，以45
°
的方向向上慢慢剥离划开的胶带，观察胶体的破坏形式。胶体应能良好的附着在试板上，胶层应为内聚破坏。
[0094]
通过实验检测，实施例1-5与对比实施例1-6与基材的附着力测试结果如下：
[0095][0096]
本发明采用的2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑上含有2个羧基，能够和钢板、铝材、镀锌板等基材表面的羟基产生键合，同时羧基的强极性能够使产品与基材之间产生吸附，从而形成粘接，所以保证了该减震材料烘烤后和基材具有优异的附着力。但对比实施例2去掉了2，5-二硫代乙酸基-1，3，4-噻二唑，使基材与产品之间的附着力大大降低，低于了该减震材料的内聚力，在几种基材上都是界面破坏。
[0097]
初始粘接力测试：
[0098]
试验环境
[0099]
试验环境温度为23℃
±
2℃，相对湿度为50％
±
5％
[0100]
仪器及辅助用具
[0101]
a)拉力试验机，选择使用的拉力机应使试样的破坏载荷在满标负荷的10％-80％之间
[0102]
b)钢板试片
[0103]
c)辊轮
[0104]
d)低温冷冻箱
[0105]
基材试片制备
[0106]
用冷连轧薄钢板(dc04)、热成型镀锌板(dc56d z)、铝板(6061)制作(制作，尺寸为：200mm
×
25mm
×
0.8mm
[0107]
基材试片在使用前应对其表面涂防锈油，方法是将平整的无锈蚀钢板除去毛刺后，用无尘布蘸乙醇单方向清洗干净，并将基材试片垂直放入防锈油(防锈油型号根据制造公司使用情况确定)中5s～10s，取出后在23℃
±
2℃的温度下垂直倒立放置24h。
[0108]
试样制备
[0109]
a)常温试样：将300mm
×
25mm空腔膨胀减震材料铺贴在油面刚性试片上，铺贴时，从一端开始铺贴，铺贴过程中抚平铺贴面，保证粘贴面没有气泡，试片与空腔膨胀减震材料粘接面积为150mm
×
25mm，然后用5kg辊筒/砝码置于空腔膨胀减震材料上来回赶压两次，单次滚压时间不少于10s,然后室温放置30min，供测试使用。
[0110]
试验步骤
[0111]
a)将被粘试片的末胶接的一端弯曲180
°
，将刚性被粘试片夹紧在固定的夹头上，而将试片夹紧在另一个夹头上。注意使夹头间试样准确定位，以保证所施加的拉力均匀的分布在试样的宽度上(如图2)
[0112]
b)开动拉力试验机，使上下夹头以100mm/min的速率分离。
[0113]
c)试样剥离长度至少要有125mm，记录装置同时绘出剥离负荷曲线。并注意破坏的形式，即粘附破坏、内聚破坏或被粘物破坏。
[0114]
试验结果
[0115]
对于每个试样，从剥离力和剥离长度的关系曲线上测定平均剥离力，以n为单位。计算剥离力的剥离长度至少要100mm。但不包括最初的25mm，可以用划一条估计的等高线(见图3)，或用侧面积法来得到平均剥离力。如果需要更准确的结果，还可以使用其他恰当的方法。
[0116]
每种基材测试3组试板，计算平均值，取2位有效数字。
[0117]
[0118][0119]
从以上结果可知：本发明的空腔膨胀减震材料，在不添加粘接层的情况下，能够完全附着在不同基材上面，施工性更好，更利于客户的使用。增粘剂通过减小产品与基材的接触角，增粘树脂更容易被粘附浸润，从而在基材上有很优异的初粘性。
[0120]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。