[发明专利]噪声阻尼性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的振动阻尼和噪声抑制性的热塑性组合物。本发明的组合物特别适合用作用于阻尼交通运输工具中动力传动系统内部件所产生的噪音。本发明还涉及由所述组合物模塑而得的噪声阻尼性制品。

背景技术

在需要具高比刚度、高强度和可控膨胀性的材料时，经纤维强化的复合材料已成为金属的有力轻质替代品。这些复合材料已有效地应用于商业运输系统。尽管复合材料的可量身订制性对于必须满足轻质与严刻的热系统和机械系统要求的部件之设计优化提供了有效途径，但是这些部件仍然呈现不尽理想的振动和噪声水平。例如，发动机噪声会传至交通工具的客舱/车厢内使乘客感觉不适。

正常人一般能够听到频率20Hz到20,000Hz之间的声音。但是，耳朵对声音的响应灵敏度则视声音的频谱而定。人耳最灵敏的响应频率约在2,500-3,000Hz，而对低频的响应则相对较低。人耳可听见的声压范围为0dB-120dB。汽车车厢内乘客所听到的噪声基本源于：(a)包括发动机在内的动力传动系统、传输系统和附件；(b)道路扰动；以及(c)空气动力扰动。交通工具内噪声的主观评级如下：当噪声水平不超过67dB时，被认为“是安静的”，73dB被认为“是可察觉的”，79B被认为“是受侵扰的”。由于dB是声压水平的对数级，因此噪声水平降低1dB是指声压水平降低1/10。为了降低车厢内的噪声水平，其内部必须充分与道路和风噪声隔离，并且还要降低其动力传动系的噪声水平。

典型地由动力传动系统产生的振动频率是在低频范围内，通常约为500Hz-3,000Hz。人们已采用多种技术来降低动力传动系统的噪声水平，其中包括在发动机部件上使用聚合物涂层、使用吸音屏蔽物和具有粘弹性层(viscoelastic layers)的层压板。其他降噪的方案包括使用降噪的发动机座设计，包括利用磁流变液致动器的主动式发动机支座。

使用含粘弹性层的层压板对振动和噪声略具阻尼效果，其阻尼值降低通常少于5％。该方法的另一缺点是在其底层结构的原重上又增加不少重量，有时多达20-30％。

热塑性树脂因与粘弹性弹性体混合而具有良好的消声性，通常其刚性、模量、强度或耐高温性却降低至不适用于许多其他应用，如油底壳等。

Poppe等人的美国专利US 6,849,684公开了软热塑性共聚醚-酯(copolyether ester)弹性体和硬聚酯树脂的混合物，其藉纤维填充剂即碳纤维来增强。

总之，虽然现有的降低噪声技术对消减噪声传至客舱/车厢略具成效，但是仍然需要一种具有优异的振动阻尼和噪声抑制性能、且为低生产成本的热塑性组合物。

发明内容

本发明提供噪声阻尼性组合物，其包含混合物、或其基本上由混合物组成，或者其由混合物制得，所述混合物包含：

(a)约50重量％-85重量％的聚酰胺；

(b)约5重量％-45重量％的纤维增强剂；

(c)约1重量％-25重量％的氧化锌；和

(d)约0重量％-15重量％的其它添加剂；

其中所述重量％是基于所述噪声阻尼性组合物的总重，并且

条件是所述组合物基本上不含有阻燃剂。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述聚酰胺是选自下述物质中的一种或多种：尼龙66、尼龙6、尼龙66/6、尼龙46、尼龙1010、尼龙10、尼龙12、尼龙1212、尼龙610、尼龙612、尼龙66/6T、尼龙6T/DT和尼龙MXD-6。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述聚酰胺是选自下述物质中的一种或多种：尼龙66、尼龙6和尼龙66/6；并且基于所述噪声阻尼性组合物的总重，所述聚酰胺的含量为约50重量％-75重量％。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述纤维增强剂是玻璃纤维、碳纤维或对位芳族聚酰胺纤维。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述纤维增强剂是玻璃纤维，并且基于所述噪声阻尼性组合物的总重，所述纤维增强剂的含量为约20重量％-40重量％。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述聚酰胺和所述纤维增强剂的重量比为约50∶50至95∶5。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述氧化锌是纳米-氧化锌或者氧化锌晶须。

在一个实施方案中，在本发明的噪声阻尼性组合物中，所述氧化锌是纳米-氧化锌，其粒度为约5-100nm，优选地为约10-60nm。