CN103589104B - 一种汽车减振制品 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有优异的抗震减振衰减性能、柔软弹性、大变形抗性、耐候性、耐久性和温度依存性小的汽车减振用高分子材料以及由其制备的汽车减振制品，所述材料具有如下的配方：以重量份计，聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物25-30份，聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物35-40份，氯化丁基橡胶20-25份，均聚丙烯树脂10-15份，且聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、氯化丁基橡胶和均聚丙烯树脂合计100份，无机填料10-20份，过氧化二枯基0.2-0.6，氢化石油树脂15-20份，石蜡油10-15份。

Description

一种汽车减振制品

技术领域

本发明涉及汽车材料技术领域，特别是提供一种由具有优异减振降噪性能的汽车减振用高分子材料制备得到的汽车减振制品。

背景技术

随着我国国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，汽车已经成为人们日常生活、工作中必不可少的代步、休闲工具，因此对于汽车驾驶和乘坐的舒适性，也越来越成为购买者关注的焦点，是衡量汽车品质的重要指标。而车内的振动和噪声，无疑是影响汽车驾驶和乘坐舒适性的主要因素。

为了达到汽车减振降噪的要求，在汽车的生产制造中普遍使用减振性能优异、重量轻的高分子聚合物作为汽车的减振材料。例如传统中使用的橡胶减振材料，具有质量轻、抗冲击和易吸收高频振动等优点，加上橡胶和金属粘结技术的提高，金属和橡胶组合起来形成的橡胶衬套被广泛应用于汽车悬架的支撑装置等汽车部件中，然而为了改善提高橡胶减振材料的衰减效率，往往需要在其中添加大量的炭黑、氧化硅等无机填料，或者是松香、石油树脂粘合剂，但随着汽车对于减振要求的不断提高，持续提高橡胶中无机填料的含量，将使得材料的成型加工性能难以满足要求而造成产品制造的困难，再加上橡胶材料耐热、耐候性差，往往不能适应汽车使用时的严酷环境。热固性聚氨酯发泡材料也是一种广为使用的汽车减振材料，但发泡材料的体积往往较大，需要浪费本就紧张的汽车空间，并且其在经过反复的碰撞后物性下降很大，直接导致减震性能大幅降低，加之热固性材料难以通过注塑、模压等成型工艺成型，材料本身又不能有效的回收再利用，其也越来越难于应付汽车减振材料的要求。

热塑性弹性体是是一种具有良好柔韧性、在环境温度下能够显示出良好的类似橡胶弹性并具有满意的减振性能的新兴材料，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等，但现有的热塑性弹性体减振材料也存在永久形变不足或温度依存性大等不足。

因此，研发一种具有优异及稳定的使用性能的汽车减振用高分子材料的配方以及与之相适应的加工工艺，具有重要的意义和价值。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种新型的具有优异及稳定的使用性能的汽车减振用高分子材料的配方以及由其制备得到的汽车减振制品。

本发明的汽车减振制品采用以下制备方法制备得到：

工序一：首先将依据本发明高分子材料配方准备好的聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物和氯化丁基橡胶进行混合，然后加入无机填料配量的一半、氢化石油树脂、石蜡油配量的三分之一，然后在炼塑机中实施熔融混炼，混炼的温度为150℃，混炼的时间为3分钟；

工序二：随后加入过氧化二枯基进一步熔融混炼并交联，混炼的时间为5分钟；

工序三：将均聚丙烯树脂和剩余的无机填料加入到混炼产物中，提高炼塑机温度至180℃，熔融混炼10分钟后，取出所得的混炼产物；

工序四：将工序三的混炼产物加热至180℃，在6MPa的压力下热压成形，得到汽车减振制品。

其中高分子材料的配方为，以重量份计，聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物25-30份，聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物35-40份，氯化丁基橡胶20-25份，均聚丙烯树脂10-15份，且聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、氯化丁基橡胶和均聚丙烯树脂合计100份，无机填料10-20份，过氧化二枯基0.2-0.6，氢化石油树脂15-20份，石蜡油10-15份。

所述的聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物中聚苯乙烯的含量为20-30%，且其数均分子量的范围在150000-200000之间。

所述的聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中聚苯乙烯的含量为50-60%，且其数均分子量的范围在150000-200000之间。

所述的氯化丁基橡胶的氯含量在1.5-2%。

所述的无机填料为氧化硅和碳酸钙的混合物，且二者的重量比例为1：1。

所述的氢化石油树脂的软化点小于100℃。

本发明的优点即在于，合理地设计了汽车减振用高分子材料的配方，通过各个组分之间的相互作用以及相互影响，获得了具有优异及稳定的使用性能的汽车减振用高分子材料，所述的高分子材料具有优异的成形性能、减振性能和温度依存性。

具体实施方式

下面通过具体实施例来详细说明本发明的内容。

实施例1.

依据表1所给出的各组分配比进行配料并烘干至100℃备用；

工序一：首先将聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物和氯化丁基橡胶进行混合，然后加入无机填料配量的一半、氢化石油树脂、石蜡油配量的三分之一，然后在炼塑机中实施熔融混炼，混炼的温度为150℃，混炼的时间为3分钟；

工序二：随后加入过氧化二枯基进一步熔融混炼并交联，混炼的时间为5分钟；

工序三：将均聚丙烯树脂和剩余的无机填料加入到混炼产物中，提高炼塑机温度至180℃，熔融混炼10分钟后，取出所得的混炼产物；

工序四：将工序三的混炼产物加热至180℃，在6MPa的压力下热压成形，得到用于性能检测的高分子材料。

实施例2-4以及比较例1*-6*配方如表1所示外，制备方法均与实施例1相同。

表1

①表1A-H依次代表聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、氯化丁基橡胶、均聚丙烯树脂、无机填料、过氧化二枯基、氢化石油树脂、石蜡油；

②等效剪切模量和等效衰减常数的计算分别为：和其中K_eq为等效刚度、t_R为剪切厚度、A为剪切面积、ΔW为能量吸收能、W为弹性变形能；

③耐久回数的测试条件为在20℃条件下以300%的变形量反复变形直至不能回复原形；

④永久变形是在压缩100℃×22小时条件下测得的。

聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物是本发明材料体系具有良好衰减性能的基础，因此其含量至少应在25份以上，但过多的聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物会影响到其他组分效果，因此应控制其含量在30份以下。此外为保证良好衰减性能，聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物中聚苯乙烯的含量至少应为20%，同时为保证体系的强度，聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物的数均分子量应当超过150000，但考虑到加工成形性能，应当控制其在200000以下。

聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物对于提高体系的加工性能、断裂伸长率以及体系的耐久性具有重要影响，如果其含量过低将难以发挥上述的作用，但过多的配比并不能相应地提高上述性能，反而会影响其他组分效果的发挥，因此应控制其含量在40份以下。为获得提高断裂伸长率等性能，聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中的聚苯乙烯的含量应当在50-60%之间，过大过小都不利于其发挥最优的性能，同时基于与前面相同的原因，其数均分子量应当在150000-200000之间。

氯化丁基橡胶不但对于体系整体的良好衰减性能以及耐久使用性具有重要影响，而且能够显著提高体系的耐候性和耐老化性，并且能够使得体系获得很小的气体透过性，加之能够改善体系的可回收利用性，因此氯化丁基橡胶的存在极其必要，为发挥以上作用，其含量至少应为20份，但过量的添加则会影响其他组分效用的发挥，应当控制其小于25份。此外，为了适度的交联，从而保证体系的柔软性等，应当控制氯化丁基橡胶中的氯含量在1.5-2%，过高的含量将会导致交联过度而引发体系硬度过高、加工性恶化等问题，过低则有可能交联不够充分。

均聚丙烯树脂的添加能够起到改善永久变形的作用，但过量的添加不但不会继续改善永久变形，反而会导致其有所下降，同时也不利于其他组分效用的发挥，因此本发明体系中控制其含量为10-15份。

作为典型的无机填料，氧化硅能够显著提高体系的衰减性能，但如果其添加量过多，则不但会造成体系的加工性能下降，还会影响体系在大变形量下的弹性性能以及体系的耐久性能。而碳酸钙也是常用的无机填料，将其以与氧化硅相同比例添加，能更好地改善体系的衰减性能，同时碳酸钙的添加与氢化石油树脂二者的均匀分散，能够协同发挥提高体系衰减性能，特别是改善温度依存性以及断裂伸长率。但无机填料添加需要严格控制，否则将会极大影响体系的断裂伸长率、温度依存性和加工性等。

过氧化二枯基对于本体系中的交联作用最为合适，其适量的添加能够获得相应的交联，从而能够提高体系在大变形条件下的衰减、弹性性能，以及耐久性，其含量过少将难以发挥上述性能，而其含量过多不但不能发挥上述性能，还会过大增加体系的硬度，使得变形困难而造成加工性恶化。

氢化石油树脂均匀得分散于体系中能够有效的提高体系的衰减性能以及温度依存性，同时还在一定程度上提高了体系的断裂伸长率，并且其在一定程度上与碳酸钙协同起到上述作用。为发挥上述作用，应当选用软化点小于100℃的种类，并保证添加量大于15份，才能使得氢化石油树脂均匀分散。但过量的添加反而会降低上述性能，非但如此，还会使得体系过于粘着，从而恶化加工性。

石蜡油是常用的增塑剂，其在本发明体系中的添加能够很好的起到提高大变形条件下耐久性的效果，为充分发挥上述作用，至少应保证其含量在10份以上，但过量的添加有过剩溢出的风险，从而影响其与其他例如金属制品的结合，还会降低体系的强度造成成型性问题等。因此要控制其少于15份。

此外，为获得体系的最佳性能，在工序一、二中，为了保证能够充分熔融混炼，混炼温度不能过低，否则熔融不充分将会导致材料各项性能的严重不足，但混炼的温度也不宜过高，否则会导致聚合物的热解，进而降低衰减性能、耐久性能和永久变形等。并且工序二中交联的时间必须合适，过度交联或者交联不充分，都会影响体系的衰减性能、耐久性能和永久变形等。

Claims (1)

1.一种汽车减振制品，其特征在于由以下高分子材料和制备方法制备得到：

工序一：首先依据高分子材料的配方准备好的聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物和氯化丁基橡胶进行混合，然后加入无机填料配量的一半、氢化石油树脂、石蜡油配量的三分之一，然后在炼塑机中实施熔融混炼，混炼的温度为150℃，混炼的时间为3分钟；

工序二：随后加入过氧化二枯基进一步熔融混炼并交联，混炼的时间为5分钟；

工序三：将均聚丙烯树脂和剩余的无机填料加入到混炼产物中，提高炼塑机温度至180℃，熔融混炼10分钟后，取出所得的混炼产物；

工序四：将工序三的混炼产物加热至180℃，在6MPa的压力下热压成形，得到汽车减振制品；

其中高分子材料的配方为，以重量份计，聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物25-30份，聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物35-40份，氯化丁基橡胶20-25份，均聚丙烯树脂10-15份，且聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、氯化丁基橡胶和均聚丙烯树脂合计100份，无机填料10-20份，过氧化二枯基0.2-0.6，氢化石油树脂15-20份，石蜡油10-15份；

所述的聚苯乙烯-聚异丁烯嵌段共聚物中聚苯乙烯的含量为20-30％，且其数均分子量的范围在150000-200000之间；

所述的聚苯乙烯-聚异丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中聚苯乙烯的含量为50-60％，且其数均分子量的范围在150000-200000之间；

所述的氯化丁基橡胶的氯含量在1.5-2％；

所述的无机填料为氧化硅和碳酸钙的混合物，且二者的重量比例为1：1；

所述的氢化石油树脂的软化点小于100℃。