[发明专利]噪声阻尼性热塑性组合物

说明书

技术领域

本发明涉及具有改进的噪声振动阻尼性的热塑性组合物。本发明的组合物特别适合用作阻尼交通运输工具中动力传动系统内部件所产生的噪音的部件。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

在需要具高刚度、高强度和低膨胀的材料时，热塑性复合材料已成为金属的有力轻质替代品。这些复合材料已特别有效地用作例如机动交通工具、商业飞机、航空、家用电器、计算机硬件、休闲和运动、机器、能源设备、建筑物或机械装置中的部件。

尽管热塑性复合材料的轻质和可量身订制性为必须满足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。通常由商业运输系统中的动力传动系统产生的振动频率在低频范围，一般约500Hz-3,100Hz。人耳可听到频率20Hz到20,000Hz之间的声音，其中最灵敏的响应频率约在2,500-3,000Hz。

材料的振动阻尼的定量化通常可由称为正切δ(也称为tanδ、损耗正切值或损耗因子)的数值表述，其定义为损耗模量(与材料的粘性行为相关，表明材料的能量耗散能力)比材料的储能模量(与材料的弹性行为相关，表明材料的储能能力)的比值。Tanδ可按照动态力学分析(DMA)试验测定，DMA试验测量材料的复数模量作为外振动能耗散的量度。典型的粘弹性材料随着频率而改变的储能模量和损耗因子表明，升温对储能模量的影响与由温度-频率叠加原理控制的降低频率的影响相似，该原理可用来将材料性质从温度域转换至频率域，反之亦然。呈现更有效的振动阻尼的热塑性材料表现出振动能向其它能量形式如热能的较高转化率，即它们具有较高的tanδ。

在文献中已描述了各种阻尼振动和降噪声的材料。例如，与粘弹性弹性体混合的热塑性树脂提供良好的阻尼性，但是，通常它们不具有足够的刚性、模量强度或耐高温性，从而阻碍它们应用于诸如交通运输工具中的动力传动系统的部件等。

US2007/004842公开了聚合物纳米复合材料，其包含55重量%-95重量%的聚酰胺、4重量%-40重量%的聚丙烯、1重量%-9重量%的纳米分散层硅酸盐，以及不高于10重量%的羧化聚烯烃。示例的纳米复合材料包含重量比约55-80/15-40/3-5的PA6/PP/有机改性的蒙脱石(MMT)和/或<2%的离聚物，该材料具有高刚性和耐热氧化性。

US2004/0225066公开了聚酰胺、聚烯烃和纳米填料的混合物，其在诸如食品包装或者用于循环包括HFA类和HFC类的空调流体的管道的应用中提供良好的隔离性。该混合物的一个实施方案包含60重量%-70重量%的聚酰胺(即PA6纳米复合材料)、20%-30%的PP和3%-10%的相容剂，其中所述相容剂优选为马来酸酐接枝的PP/PA共聚物。

Kusmono等人公开了基于聚酰胺6/聚丙烯混合物的纳米复合材料，其包含不同类型的亲有机性蒙脱石(MMT)和马来酸酐接枝的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS-g-MA)，其中所述PA6/PP/亲有机性MMT/SEBS-g-MA混合物的固定重量比为70/30/4/5。他们得出的结论是，在PA6/PP/OMMT纳米复合材料中添加SEBS-g-MA获得改进的拉伸和断裂性质。其中的细节参见Kusmono et al.、Polymer Engineering & Science2010、50(8)、1493-1504;Composites、Part A:Applied Science and Manufacturing2008、39A(12)、1802-1814;和European Polymer Journal 2008、44(4)、1023-1039。

以上文献，无论单独的或以组合形式，均未公开本发明。

总之，人们仍然需要具有良好的振动阻尼性和适合的力学性质和耐高温性的热塑性组合物。这样的材料可广泛地应用于与振动和噪声相关的领域，并且由所述材料制得的制品/部件的工作温度可以是约150°C或更高。

发明内容

本发明提供噪声阻尼性热塑性组合物，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75重量%-98.9重量%的含有纤维增强剂的聚酰胺；

(b)约0.5重量%-10重量%的冲击改性剂；

(c)约0.5重量%-5重量%的选自蒙脱石、海泡石、和它们的混合物的纳米粘土；

(d)约0.1重量%-10重量%的聚烯烃；和