具有消音特性的型材的制作方法

文档序号:3950800阅读:217来源:国知局
专利名称:具有消音特性的型材的制作方法
技术领域
本发明涉及一种型材,该型材插入两个部件之间,可达到衰减通过至少其中一个部件传播的噪音,该型材由至少一种塑料基的消音材料i构成。
这样一种型材可特别地用于车辆,尤其是汽车的玻璃窗,以改善声音的舒适度。
已逐渐克服了汽车中的机械、热、视野起因等干扰源。但是,改善声音的舒适度依然有其现实性。
这些空气动力学源噪音,即空气与奔驰的车辆摩擦产生的噪音,其本身已经至少部分地在其源头得到处理,即为了节省能源,修改了它们的形状,从而改进穿过的空气,还减少本身也是噪音源的湍流。在将外部的空气动力学噪音源与乘客所在内部空间分开的这些汽车车壁之中,车窗玻璃显然是最难以处理的。不可能使用用在不透明壁处的膏状或纤维性吸收剂,并且由于实施或重量的原因,这些厚度不可能增加太少。欧洲专利EP-B1-0 387 148提出了一些玻璃板,这些玻璃板有隔离空气动力学源噪音的良好作用,其重量和/或厚度也没有太大增加。于是,该专利提出了一种层压玻璃板,其中间具有弯曲(flexion)阻尼v=Δf/fc大于0.15,通过冲击激励长9cm、宽3cm的层压棒,并且通过测量第一模式的共振频率fc,和在振幅 的峰宽度Δf,式中A是在频率fc时的最大振幅,可以测量所述的弯曲阻尼,所述的层压棒材由层压玻璃构成,其中树脂处在各厚4mm的两块玻璃板之间,其结果对于任何高于800赫兹,直到2000赫兹的频率每个倍频程增加9分贝和在更高频率时每个倍频程增加3分贝的基准指数为5分贝以上,其声阻尼指数是没有差别的。此外,声阻尼指数与基准指数之差的标准差σ依然小于4分贝。两块玻璃板的厚度可以相同,并且等于2.2mm。因此,该专利为车辆空气动力学噪音隔音问题提供了一种通用的解决办法。
另外,玻璃板对频率范围50-300赫兹,甚至800赫兹的固体源噪音,即通过固体中间体传播的噪音,是难以实现防护的。事实上,已证实使用的连接件仍不足以避免噪音通过玻璃振动传播。因而,已观察到在一定的发动机转速,会产生乘客能听到的嗡嗡噪音,从而造成乘客的不适的起源。事实上,发动机的转动会引起振动,这种振动可传到例如车身,从而因链效应而传到车窗。人们知道,物体受到冲击所获得的能量可产生振动现象,人们还知道,冲击后立刻重新变成的自由物体以其固有的方式进行振动。每种方式与振动频率相关。振幅取决于初始激励(excitation initiale),即取决于冲击的谱分量(composante)(所研究频率的冲击振幅)和震动冲击区域,按照在波腹还是在振动节点产生震动,其模态变形是或大或小的。
对于激励固有方式,应该(1)在冲击点造成的变形不是在该模式的振动节点;和,(2)冲击能谱在该模式共振频率时有一个分量。
由于非常短促的冲击具有实际均匀的能谱,所以其后一个条件实际上总是满足的。
第一个条件也是满足的,对于例如有端的自由棒来说,为了激励所有这些模式只需拍打其中一端就足够了。
这种固体激励是外围的,已证明在一定的发动机振动频率,即在一定的发动机转速时,车辆的玻璃窗和车厢各有其振动模式,这些模式偶合可通过车窗使嗡嗡声放大,而这种嗡嗡声来自于在这种情况下发动机发出的噪音辐射。当然,发动机转速引起这些现象对于各类车辆都是特定的,因此不能归纳为一个单一值。
因此,为了改善车厢内对固体源噪音的声音舒适度,专利EP 0 844075提出了一种层压玻璃板,它包括至少一层中间体薄膜,该薄膜对固体源可听见声音具有非常令人满意的消音质量,因为在温度10-60℃范围内,它具有的损失系数tanδ大于0.6,剪切模量G′小于2×107N/m2。
另一个解决方案可能在于在玻璃窗周围安装具有消音性能的型材。为此,专利DE 198 06 122提出了一种型材,首先将这种型材固定在车辆的窗玻璃与车身上,同时还起到消音的作用。这种型材是空心的,可填充具有减弱振动作用的膏状材料,型材材体由粘结材料制成,它在交联后变得富有弹性。
但是,这后一个解决方案的缺陷是没有保证型材足够的硬度,从而不能保证所要达到的声音性能。
事实上,首先,所述的共挤出带型材准备用于紧压安装在玻璃窗与车身之间,但这种应用方法因紧压与型材构成材料相关而不能保证要求形状的最后尺寸。然而,借助所述的型材将玻璃窗固定在车身之后,保持所述型材的尺寸对于型材应该起到的消音性能是非常重要的,正如我们从本发明说明书中所看到的。
其次,型材材体内的膏状材料仍是柔软的,在共挤出条紧压向车身部件后,也不能保证其封闭,因为由胶粘材料构成的型材材体在交联前也是膏状的,所以在放其带时于是会引起内部膏状材料扩散到型材材体之外的危险。
因此,本发明的目的是提供一种没有这些现有技术缺陷的型材,作为消音解决方案,特别地作为汽车玻璃窗的消音解决方案。
根据本发明,该型材的特征在于它的每单位长度等效真实硬度(raideur réelle linéique équivalent)K′eq至少等于25MPa,等效损失(perte équivalent)系数tanδeq至少等于0.25。
该硬度是型材受到施加的力而发生变形的值。该硬度可用构成型材的材料刚度与用型材的几何形状确定,而刚度是材料特性值,它是杨氏模量和/或剪切模量的函数。在下面的说明书部分,计算公式只是与杨氏模量有关,不再考虑剪切模量,与杨氏模量相关的拉伸-压缩应力与变形是充分具有代表性的。
已知每单位长度等效硬度是一个复数,它可用K*eq=K′eq+jK″eq表述,其实部K′eq在本说明书中称作每单位长度等效真实硬度,而虚部K″eq相应于散耗(dissipation)能力,即对应于在整个型材中型材变形能量转换为热能。
损失系数模量定义为tanδeq=K′′eqK′eq]]>为了确定由一种或多种材料制成的型材的每单位长度等效真实硬度K′eq和等效损失系数tanδeq,使用一种粘分析仪(viscoanalyseur),即本技术领域技术人员声学和聚合物专家知道的设备测定这些值。该粘分析仪测定了型材样品的等效真实硬度K′eq和等效散耗能力K″eq,型材样品的截面与该型材截面相同,其长度为L,然后进行如下计算-为了得到型材的每单位长度等效真实硬度K′eq,测定的等效真实硬度与长度L的比K′eq=K′eq/L;和
-为了得到型材的等效损失系数tanδeq,测定的等效散耗能力与测定的等效真实硬度的比 有利地,该型材的每单位等效真实硬度K′eq是30-270MPa,等效损失系数tanδeq等于至少0.4。
根据第一个具体实施方式
,该型材由单一的消音材料或几种消音材料构成,这种或这些消音材料具有与这两个部件粘合的性能。
根据第二个具体实施方式
,该型材由至少一种消音材料和一种粘合的非消音材料构成,该胶接材料用于把这两个部件彼此连接起来。
根据这第二个具体实施方式
的一个特征,该胶接材料通过两个相对的面分别与两个部件粘合,消音材料与两个部件中的至少一个部件连接。
根据另一个特征,该胶接材料通过其中一个面粘合在消音材料上,该消音材料与其中一个部件连接在一起,并且通过其相对面粘合在另一个待连接部件上。
根据另一个特征,该型材由几种消音材料构成,这些材料按层一层在另一层上堆叠在一起,堆叠底部的其中每一种材料都与待连接的两个部件中的一个部件连接在一起,或者与胶接材料连接在一起。
另一方面,该型材由几种消音材料构成,这些材料一个挨一个地并置配置,接合或没有接合,每种有两个相对表面的材料分别连接两个待连接部件。
根据另一个方案,该型材由几种消音材料构成,这些材料以堆叠和并置方式配置,部分地构成这种组合的至少一种或两种材料连接两个待连接部件。
对于所有这些方案,该型材还包括胶接材料时,后者可能与这种或这些消音材料以堆叠和/或并置方式配置。非消音的胶接材料是例如杨氏模量21MPa和损失系数tanδ0.2的聚氨酯胶合剂。
根据一个特征,用空间隔开彼此或与胶接材料在一起的这种或这些消音材料。
有利地,这种或这些消音材料选自下述塑料塑化或未塑化的聚氯乙烯;热塑性弹性体;用弹性体改性或未改性的单组分或双组分聚氨酯,弹性体例如是聚烯烃、EPDM(乙烯-丙烯-烯)或橡胶,特别是丁基橡胶或腈橡胶或其他苯乙烯-丁二烯橡胶;聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物;和环氧树脂。
根据该组合物的第一个方案,该消音材料是单组分的聚氨酯,其中NCO百分数是0.5-2%,并且含有-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地80-200g),它的iOH指数是5-10,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃,软化点是50-80℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地120-220g),它的iOH指数是50-100,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度2.1-2.7的异氰酸酯,它的NCO百分数是11-33%(优选地180-220g);-至少一种催化剂(优选地0.5-3g);-任选地,分子筛类填料(优选地20-60g);和-任选地,至少一种白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类的填料(优选地5-60g)。
使用这样一种组合物,由其单一材料构成的型材,为宽15mm、厚度3mm的参照截面在20℃时具有每单位长度等效真实硬度400MPa,等效损失系数0.3。
根据该组合物的另一个方案,该消音材料是聚氨酯预聚物,它的NCO百分数是0.5-2%,该材料含有-至少一种官能度2的聚醚多醇,iOH指数是25-35,玻璃态转变温度Tg低于-50℃,分子量是3500-4500;-至少一种官能度2.3-4的聚醚多醇,其iOH指数是25-800,玻璃态转变温度Tg低于-50℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是20-40,玻璃态转变温度Tg是-40℃至-20℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是30-90,玻璃态转变温度是Tg0-30℃,软化点是50-70℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度2.1-2.7的异氰酸酯,其NCO百分数是11-33%;-至少一种催化剂;-任选地,一种分子筛类的填料;和任选地,白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料。
使用这样一种组合物,该型材为宽15mm、厚度3mm的参照截面,在20℃具有每单位长度等效真实硬度120MPa,等效损失系数0.75。
根据本发明的另一个特征,采用挤出法和/或封装法,和/或压铸法,和/或注塑法将该型材应用到至少一个部件上。
最后,该型材沿其整个或部分长度可以有均匀或不均匀的截面。
因此,该型材可插入两个部件之间,这两个部件可以是金属-金属、玻璃-玻璃、金属-塑料、玻璃-塑料或塑料-塑料类的。
作为实例,该型材可插在玻璃基材和金属部件之间,以便用于该基片与金属部件的固定。特别地,在其用于汽车玻璃窗时,把它放在玻璃窗与车身之间时,这种型材可使该玻璃窗具有改进的消音性能能,特别是与固体源噪音相比,即对于约50-300赫兹的低频噪音尤其如此。本发明人也已观察到,对于300-1000赫兹嗓音,所谓的污染噪音,层压玻璃窗尤其能达到这些性能。
最后,本发明人已证明,这种型材也可达到空气动力学噪音的消音,即对于1000赫兹以上频率的空气动力学噪音消音,然而这时该玻璃板更特别地是整块的,即是由单块玻璃构成的。
因此,本发明的型材可用于玻璃窗,特别是汽车的玻璃窗。该玻板窗可由整块玻璃、层压玻璃或所谓的“声学”层压玻璃,即加入具有声学特性的塑料薄膜的玻璃构成。
最后,本发明确定了一种型材消音特性的评定方法,该型材用于插在两个由至少一种消音材料i构成的部件之间,其特征在于该方法是评定型材的每单位长度等效真实硬度K′eq和等效损失系数tanδeq,每单位长度等效真实硬度等于至少25MPa,并且等效损失系数等于至少0.25时,该型材具有消音特性。
如上所述,使用粘分析仪评定型材的每单位长度等效真实硬度K′eq和等效损失系数tanδeq。
由下面的说明书与附图,可体现出本发明的其他优点和特点,其附图

图1a-1c表示了本发明型材第一个实施方式的三种方案,用型材将两个部件连接起来的部分截面图;图2a-2d说明了根据第二个实施方式的多种方案,用型材型材将两个部件连接起来的部分截面图,该型材由堆叠的材料构成;图3a-3d说明了根据第二个实施方式的多种方案,用型材型材将两个部件连接起来的部分截面图,该型材由并置的材料构成;图4a-4d说明了根据第二个实施方式的多种方案,用型材型材将两个部件连接起来的部分截面图,该型材由一个或多个堆叠的材料和一个或多个并置的材料组合构成;图5用图解法表示了根据第一个实施方式,使用型材将两个部件结合起来的步骤;图6表示与其中一个待结合部件连接的一种型材形状方案的型材视图;图7用图解法表示根据第二个实施方式用型材将两个部件结合起来的步骤;图8a-8f以截面图的方式说明了或示出了与其中一个待结合部件连接的另一个型材形式方案的型材;图9用图解法表示了根据图8a另一种方案,用型材将两个部件结合起来的步骤;图10a和10b说明了与其中一个待结合部件连接的两种消音材料共挤出的两种方案;图11a和11b用图解法表示分别根据图4d类两个方案,用型材将两个部件结合起来的步骤;图12表示了根据每单位长度等效真实硬度K′eq的值与等效损失系数tanδeq的值,用装有型材的玻璃基材获得的第一挠曲模式的模态消音;和图13表示了三种型材测定噪音随汽车发动机工作状态变化的曲线。
这些图都是图示性的,不表示本发明不同部件之间不同量的相对比例,具体地厚度和宽度的相对比例,这也为了便于阅读。
图1a是玻璃板1与载体部件2连接的部分截面图,该载体部件例如是汽车车身。由至少一块玻璃基材构成的玻璃板可用具有消音特性的型材3固定在车身上。
因此,型材3将分两个部件1和2连接起来并插入其间,该部件在这里作为实例分别是车身和玻璃板,型材3除起到本发明振动消音的作用之外,还起到两个部件固定机构的作用,同时还保证起到密封的功能,使乘坐车辆的乘客不会受到外部环境(如灰尘、湿气、水)的刺激。但是,在另一种应用中,该型材只是插在两个部件之间才实现其消音的功能,而没有起到将这两个部件连接起来的作用。例如,该型材可以固定在第一个部件上,例如建筑物内房间门框,并且还可以与第二个部件连接,例如门,当这个门关闭时,该型材能经受足以吸收门框激励能的门和门框表面应力时,则能够减少在所述门关闭空间内的声辐射。
我们将在下文中看到对型材3结构所作的描述。这种型材可以非特别声学的功能性方式进行装饰,如用密封唇口或用边饰进行装饰。
用每单位长度等效真实硬度和损失系数参数限定型材的消音特性。
该型材可由单一材料或多种材料构成,在后一种情况下,应该考虑到每种材料的每单位长度硬度。因此应谈到每单位长度等效硬度,它可用K*eq表示,因此,该术语相应于整个型材的等效硬度,而术语“每单位长度”用于表示它涉及1米的型材。
已知每单位长度等效硬度K*eq是一个复数,可写作K*eq=K′eq+jK″eq,实部K′eq在本说明书中称之每单位长度等效真实硬度,虚部K″eq对应于散耗,即对应于整个型材由其型材形变能转换为热能。
可以根据下式描述K*eq,因为该型材可能由几种材料构成[Keq*]α=Σ[Ki*]α---(1)]]>式中K*i是构成型材的每种材料i的每单位长度复合硬度;对于以串联方式,即按照本说明书余下部分称之堆叠的排列方式配置的多种材料i堆叠,α=-1。
对于以并联方式,即按照本说明书余下部分称之并置排列方式配置的多种材料i来说,α=1。
在堆叠和并置组合的情况下,可计算堆叠和并置的每单位长度等效硬度,这时再将该型材恢复到只为堆叠或只为并置,如分别是α=-1或α=1。
这样例如给出串联两种材料1K*eq=1k*1+1K*2]]>即1(K'eq+jK''eq)=1(K'1+jK''1)+1(K'2+jK''2)]]>因此K′eq=[K′12K′2+K′′12K′2+K′1K′22+K′1K′′22][(K′1+K′2)2+(K′′1+K′′2)2]]]>和K′′eq=[K′12K′′2+K′′12K′′2+K′′1K′22+K′′1K′′22][(K′1+K′2)2+(K′′1+K′′2)2]]]>对于平行的两种材料,那么K’eq=K’1eq+K’2eqet K”eq=K”1eq+K”2eq。
下面参看图1a-1c、2a-2d、3a-3d和4a-4d,说明多种材料i呈堆叠和/或并置排列实施例。
另外,每单位长度硬度取决于构成型材的一种或多种材料的刚度,而且还取决于构成型材的每种材料截面的尺寸大小。
此外,由于涉及长度1米型材,还涉及长Li和厚度ei的矩形截面,并且基于型材沿其宽度受到均匀压缩拉伸应力(剪切力不予考虑)的原理,在等式(1)中一定材料的每单位长度硬度K*i描述如下K*i=E*i×Liei---(2)]]>式中E*i是构成型材的材料i的复合杨氏模量。
分成实部和虚部时,等式(2)还可描述如下Ki*=Ki'+jKi''=Ei'×Liei+jEi''×Liei]]>式中Ei′是复合杨氏模量的实部,并在本说明书中称之杨氏模量;和Ei″是复合杨氏模量的虚部。
提醒注意,根据本发明,表征型材声学特性的其中一个参数是每单位长度等效真实硬度K′eq,即复数K*eq的实部。通过测定每种材料的杨氏模量E′i,即用粘分析仪测定其杨氏模量E′i进行估算后,如前面所解释的那样可以通过计算估算出K′eq。为了使计算结果有效,可以用粘分析仪进行测定估算出K′eq。
然而,型材的形状是矩形时,可采用这些计算结果。对于其他的任何形状,事实上应使用粘分析仪测定这个量。
这些材料不是简单的矩形时,为构成这种型材而选择待使用材料时,通过确定将每种材料真实截面逼近于型材受到拉伸-压缩力的矩形截面,应能进行近似计算。如果这些计算结果有利于这种材料的选择,因为它们满足下面将公开的要求保护的标准,则使用粘分析仪测定检查这些计算结果。
根据本发明,为了使型材3实现其消音功能,它的每单位长度等效真实硬度K′eq应该至少等于25MPa。优选地,每单位长度等效真实硬度K′eq是30-250MPa。
另外,如前面所描述的,等效损失系数(或等效损失角正切)tanδeq涉及型材的消音特性,该系数可用下述关系式确定tanδeq=K′′eqK′eq---(3)]]>式中,K′eq是整个型材的每单位长度等效真实硬度(K*eq的实部),K″eq是散耗能力(K*eq的虚部)。
以与估计每单位长度等效真实硬度相似的方式,使用用于计算K′eq和K″eq的方程式(3)、方程式(1)和(2),通过计算应估计出损失系数,使用粘分析仪分别测定构成型材的各种材料复合杨氏模量的实部和虚部,通过计算应估算出K′eq和K″eq。使用粘分析仪测量整个型材应能证实这些计算结果,涉及选择任何非矩形截面材料时尤其如此。
在所有这些情况下,为了保证该型材满足下面公开要求保护的有关这个损失系数的标准,将用粘分析仪测定每单位长度等效真实硬度,并计算损失系数。
根据本发明,型材3的等效损失系数tanδeq至少等于0.25时,型材3具有消音的特性。
等效损失系数和每单位长度等效真实硬度不仅取决于型材中一种或多种材料的化学性质,而且还取决于型材截面的几何形状。另外,该型材在等效损失系数和每单位长度等效真实硬度方面满足本发明要求保护的标准时,有可能通过修改它们而优化这些参数,以便进一步提高声学性能。
可通过改变型材截面尺寸修改这些参数。例如,如果这种型材由单一材料构成,并且具有矩形截面,那么通过减少该型材的厚度e与增加其宽度L,可以增加其每单位长度等效真实硬度。
可以采用不同方式从结构上构造型材3。
根据图1a-1c说明的第一个具体实施方式
,这种型材3由至少一种消音材料4构成,取决于型材准备使用的类型,该消音材料4保证消音功能,将两个部件连接起来的功能,以及任选地密封功能。在考虑的汽车玻璃窗实例中,这种型材也优选地保证密封功能。这种由一种或多种消音材料构成的型材结构在本说明书下文中将被称作整块型材,这些消音材料还实现了两个部件连接的功能。
根据第一个具体实施方式
,第一个方案(图1a)在于用单一材料制成型材,该材料符合关于等效损失系数和每单位长度等效真实硬度所说明的标准,还具有与部件1和2粘结的特性,如果必要,还具有密封性。
第一个
具体实施例方式
的第二方案在于用两种消音材料4a和4b制成型材3,这两种消音材料满足本发明的标准。这些材料的消音功能彼此可能或强或弱,但这两种材料结合起来时,得到的每单位长度等效真实硬度与等效损失系数能满足消音标准。它们以堆叠方式一个叠一个排列(图1b),或者以并置方式一个挨一个排列(图1c),任选地被空间隔开(未画出)。这两种材料与它们连接的两种部件中的至少一种部件都具有粘结性。
还可能考虑两种以上的消音材料,它们以并置和/或堆叠方式组合在一起(未画出)。
本说明书的后面部分将提到可用于整块型材的材料实例。
根据图2a-2d、3a-3d和4a-4d说明的第二个具体实施方式
,这种型材3由至少一种消音材料4和一种非消音的胶接材料5构成。该材料4保证了消音功能,它还与两个待接合部件1和2中的至少一个部件连接,而胶接材料5保证连接部件1和2的功能,同时它还与两个部件1和2中的至少一个部件连接。材料4和5具有化学上的相容性,以便如果必要,根据该实施方案保证其相互粘附性。根据该型材的用途,材料4和5可以具有密封性。
在这第二个具体实施方式
中,非消音的胶接材料5仅起到连接两个部件1和2的作用,并且还具有密封性。该材料本身不具有任何的消音性能。但是,必需使它具有适当的厚度和宽度,因为它具有的杨氏模量Ei’和损失系数tanδ,可影响整个型材3的每单位长度等效真实硬度和等效损失系数,因此影响整个型材3的消音性能。
根据这第二个具体实施方式
,材料在两个部件之间的排列是可以改变的。
这种排列可以是堆叠型的(图2a-2d),即这些材料以堆叠方式一个叠一个排列,堆叠底部的每种材料都与两个待接合部件1和2中的一个部件连接。
这种排列可以是并置型的(图3a-3d),即这些材料彼此粘着或不粘着,每种材料有两个相对的表面,它们分别与两个待接合部件1和2连接。
第二个
具体实施例方式
的第三种方案是一种将堆叠与并置组合的排列(图4a-4d),部分构成这种组合的至少一种材料或两种材料与两个待接合部件1和2连接。
因此,图2a-2d说明了以堆叠方式排列的各种不同的方案。
图2a-2b中的堆叠由具有消音性能的材料4组成,和由将型材与其中一个部件粘结的非消音材料5组成。在图2a中,材料4与材料1连接,玻璃基材,和胶接材料5通过其中一个面50粘附在消音材料4上,并通过其相对面5 1粘附在部件2(车身)上;而在图2b中,材料4和5分别与车身和玻璃基材连接。这些材料堆叠具有相同的宽度L1,并且每个堆叠具有厚度e1、e2,该厚度可根据材料性质进行修改,因此根据每种材料的损失系数进行修改,以便使该型材的每单位长度等效真实硬度和/或等效损失系数最优化。
图2c和2d相应三种材料的堆叠,其中两种材料40和41构成消音材料4,第三种材料构成胶接材料5。图2c中,这些材料堆叠的宽度是相同的,而图2d的宽度则不同,研究了每个堆叠的厚度,以便使型材3的每单位长度等效真实硬度和/或等效损失系数最优化。
图3a-3d说明了以并置方式排列的不同方案。
在图3a中,两种材料的并置排列在于使消音材料4与胶接材料5粘着在一起,这两种材料具有相同的厚度,并且通过该胶接材料的两个相对面50和51与两个部件1和2(它们是玻璃基材和车身)连接。确定宽度L1和L2,以使每单位长度等效真实硬度和/或等效损失系数的计算结果最优化。
图3b表示其中材料4和5颠倒排列的图3a,非消音的胶接材料放在乘坐车辆的乘客一侧。
图3c重复图3a,只是这些材料不是连接而是被空间6隔开。
图3d代表了三种连接材料的并置方式,非消音胶接材料5夹在两种消音材料42和43之间,42和43构成消音材料4。这些材料42和43可以相同或不同。
根据以并置方式配置不同材料的一定厚度,研究每种消音材料4(因此还有42和43)和胶接材料5的宽度,以保证所有这些材料的每单位长度等效真实硬度和等效损失系数,并因此保证型材3的每单位长度等效真实硬度和等效损失系数足以达到所要求的消音功能。
图4a-4d是一种堆叠排列和并置排列的组合,至少其胶接材料通过两个相对的面与待接合部件1和2连接。
图4a是一种胶接材料5与消音材料4并置方式,后者由不同材料44和45堆叠构成,这些材料的消音彼此或强或弱。
图4b重复图4a,只是胶接材料5与消音材料4(44、45)之间为空气空间6。
图4c说明了几种连接材料的并置方式,其胶接材料5夹在消音材料4之间,而消音材料4由两个至少两种不同材料46、47堆叠构成,这些堆叠彼此可以不同。
图4d说明了三种连接材料的并置方式,一种胶接材料5和两种相同或不同的消音材料4。胶接材料5夹在两种消音材料4之间,它的其中一面51沿着型材宽度L延伸,并与其中一个部件2连接,以致这些材料4以厚度e1叠置在厚度为e2的材料5上。胶接材料5的相对一面50与另一个部件1连接,其面50宽度是L2,而材料4以宽度L1和L3紧挨着所述部件1配置。
在第二个具体实施方式
中,其中非消音的胶接材料5不同于消音材料4,胶接材料5还用于提供密封性,胶接材料5例如是聚氨酯胶合剂,如Dow Automotive公司销售的GURIT BETASEAL 170。在给出的实例中,该材料可保证固定车厢玻璃窗与对气体、灰尘、水蒸汽、液体水和溶剂的密封。
本发明人已确定了几种塑料,它们可以提供第一个具体实施方式
或第二具体实施方式
消音材料4所要求的消音性,而根据参比方案40-47不采用第二具体实施方式

作为实例可以提及-增塑聚氯乙烯或非增塑聚氯乙烯;-热塑性弹性体;-可以用或不用弹性体改性的单组分或双组分聚氨酯,弹性体例如是聚烯烃、EPDM(乙烯-丙烯-二烯)或橡胶,特别是丁基橡胶或腈橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶;-聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物;和-环氧树脂。
前面提及的组合物还可以含有有机或无机填料,如滑石、二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氧化铝、分子筛、炭黑、石墨或热解二氧化硅,金属填料,例如氧化锌、二氧化钛、氧化铝或磁铁矿。填料含量可以是最后组合物重量的0-50重量%。
关于热塑性弹性体(TPE),它们由聚合物混合物或由嵌段共聚物组成,它们显示出热塑性相和弹性体相,任选地在共聚物的情况下它们彼此化学键合在一起。
关于聚氨酯,可以考虑热塑性氨酯(TPU),它们例如以非反应性聚合物形式存在,是由几种多元醇得到的,其中至少一种形式是具有热塑性的嵌段,而至少另一种形式是具有弹性的嵌段。
还可能选择具有多种反应性组成聚氨酯基的单组分或双组分类材料。作为实例,特别可以列举具有聚酯、聚醚、聚己酸内酯、聚烯烃或聚硅氧烷主链的聚氨酯预聚物基单组分组成。具有硅氧烷封端的预聚物优点是,它无需发泡便可在湿的条件下固化。这些聚氨酯组成可以用弹性体进行改性,具体地用腈、SBR或丁基橡胶,或用热塑性弹性体或者用具有一定柔韧性的不可交联聚合物(例如聚烯烃或增塑PVC)进行改性。
在可湿致交联和/或热交联的单组分聚氨酯预聚物组成中,可通过多元醇与聚合或非聚合二异氰酸酯的反应得到这些组成。
这些组成中的多元醇可以是聚乙烯、环氧丙烷或聚四氢呋喃类的聚醚多醇,聚碳酸酯多醇或聚丁二烯多醇或聚酯多醇,它们都是无定形的或结晶的,芳族或脂族的,并以脂肪酸二聚物、芳族或脂族二酸、蓖麻油、1,3-或1,4丁二醇、二异丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、己二醇或卡必醇类增链剂为基的。可根据ASTM E 222-94标准定义的羟基指数(iOH)确定这些多元醇的分子量,而羟基指数(iOH)定义为与1g多元醇的羟基含量等效的氢氧化钾毫克数。使用的NOH范围是5-1500。这些多元醇的官能度是2-6。
这些异氰酸酯可以是芳族或脂族的,其中有二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、己烷二异氰酸酯(HDI)。用NCO百分数也可确定异氰酸酯的性质,根据ASTMD 5155-96标准,NCO百分数定义为产物中异氰酸酯(NCO)官能团的重量份。产物的官能度是2-2.7。
多元醇与异氰酸酯反应所需的催化剂可以是含有锡的催化剂,例如二月桂酸二丁基锡(DBTDL)、辛酸锡。还可使用含有铋的催化剂或吗啉基催化剂,例如二吗啉代基二乙醚(DMDEE)。
为了防止所选预聚物起泡,还可以添加消泡添加剂,它是基于双-噁唑烷基的化合物。最后,往所选预聚物中添加不同的增塑剂也可能很有利。
一般而言,以下述方式在部件1和2之间施用型材3(图5)采用我们在本说明书下面部分详述的施用技术,把型材3放在部件1上。根据与部件2接合的型材自由表面化学性质,或者可以采用通常方式粘合这个表面,因为该表面在室温时具有胶合性能,或者采用红外、紫外、高频、微波或感应类能源7激活这个自由表面,而该表面达到适当温度时,往已与第一部件1(例如基材)接合的型材施加压力,该压力对着第二部件2(例如车身),以便将它们连接起来。校准一种或多种激活材料的能量和厚度,以便在其元件1和2之间达到所要求的最终宽度和厚度。
可以采用不同的方式将型材3应用到第一部件上。采用的技术取决于一种或多种材料的性质,并取决于材料的堆叠和/或并置配置。
可以采用至少四种校准型材安放技术,这四种技术可分开采用或组合采用挤出、重叠注塑(surmoulage)(封装)和压铸法(transfertàpartir d’un moulage)。关于传递方法,更详细信息可参见法国专利申请FR 01/15039。
挤出技术可保证型材的几何形状不变。有利地,赋予型材的形状可能有利于它与接合的部件固定在一起,从而保证其要求的几何形状。使用的这些消音材料在80℃的粘度应该是100-500Pa.s,这些材料在50℃以下时被固定。因此,这些材料具有能足以保持挤出后的几何形状的原始强度和触变性。优选地,它们是单组分类材料,并将保证与待接合第一部件(在列举实施例中为玻璃基材)良好胶粘。
根据第二项技术,这种型材被重叠注塑在其中一个部件上,从而有利地使其具有任何要求的形状,因此使声性能达到最优化,同时保证型材在玻璃窗上任一点的尺寸,因为对于这些声音性能要求,在与型材接合的部件整个周长上,型材的宽度和厚度均匀性就不是很必要的(图6)。所用材料的粘度不应该超过一定的限度,而双组分产物凝固应该是快速的。
根据第三项技术,还可以模塑这种型材,并将这种型材转移到其中一个部件上,以保持其模塑优点,减少实施模塑产品的成本。如图2d所示,因为这种技术能够得到有多种形状的材料堆叠,所以这种技术能将挤出与重叠注塑的优点结合在一起。对于挤出而言,湿致交联材料要求材料最小的原始强度和最小粘性。如果采用单组分类系统热交联,则凝固时间很快。对于这些双组分系统,它们是迅速凝固的。
最后,注塑技术也是人们期望的。涉及把适合接合这种材料的部件放在模子中,该模子有一个与人们希望生产型材形状相符的空腔,然后,把由熔融态消音材料构成的模塑料注入模子中。
下面可将使用的技术实例分为两类根据型材的第一个实施方式,两个部件接合起来,即作为整个型材,与根据第二个实施方式,即这种型材由至少两种分别相应于消音材料和非消音胶粘材料的材料4和5构成。
对于整个型材3,通过选择的四种技术中的一种技术,可以把型材应用到玻璃基材1上。
对于只用单一消音材料4挤出到部件1上,该消音材料还保证其与部件连接的功能,本发明人已研制出材料A,它符合本发明标准,其表面被激活,从而能与部件2连接。涉及一种湿致交联的单组分聚氨酯,它只有一个玻璃态转变温度Tg,并且含有-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地80-200g),其iOH指数是5-10,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃,软化点50-80℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地120-220g),其iOH指数是50-100,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度2.1-2.7的异氰酸酯,NCO百分数11-33%(优选地180-220g);-至少一种催化剂(优选地0.5-3g);-任选地,分子筛类填料(优选地20-60g);和-任选地,至少一种白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料(优选地5-60g)。
该聚氨酯预聚物A的NCO百分数是0.5-2%。
构成其矩形截面等于参照截面L×e=15mm×3mm型材而使用的这样一种材料A时,在120赫兹与室温20℃条件下测量的杨氏模量E′值是80MPa。那么由单一材料的损失系数构成的等效损失系数等于0.3,每单位长度等效真实硬度等于400MPa。
根据第二个实施方式,为了贴合由至少两种材料4和5构成的型材3,有可能将这两种材料共挤出在玻璃基材1上。在这第一个步骤之后,加热型材自由面并把它应用到车身上(图7),或者根据材料的性质直接把自由表面应用到车身上,这样达到其连接。
可选择地,可能的是将消音材料4重叠注塑或模塑后转移到玻璃基材上,使其具有要求的形状(图8a-8f)。然后采用挤出方法把胶接材料5放在消音材料4的自由面上(图9)。因此,可以例如采用凸缘48(图8a、8b、8c)为消音材料提供特定的外形,这些凸缘可用于导向这种胶接材料,所述胶接材料配置时还可用于限定这种材料的厚度和/或宽度,或者例如采用凸出部分49(图8d、8e、8f)为消音材料提供特定的外形,而这些凸出部分能够校正胶接材料的厚度。为了这种连接,如果必要的话,可加热配置在消音材料4上的胶接材料5表面,然后把该型材放到车身上(图9)。
在型材3由胶接材料5和两种堆叠类消音材料40和41构成的情况下,可以将这两种消音材料共挤出在玻璃基材1上,如图10a和10b两个方案所说明的。然后,如图9说明的,胶接材料5放在与基材相反的消音材料自由表面上,再进行连接。
图11a和11b显示了借助图4d所说明那类型材的两个相应方案,实施部件1与部件2连接的步骤。首先,材料4进行模塑,再转移到部件1上。它具有特别的几何形状,特别地它被分成两部分400和401,形成了一个接纳通道402,该通道为连接时胶接材料5的槽。胶接材料5最终有两个相反的面,而其面分别与两个部件1和2连接。
由至少一种消音材料4和至少一种胶接材料5构成的型材实例,由作为消音材料4的材料B和粘结胶合剂5组成,该胶合剂例如是非消音的聚氨酯胶合剂。每种材料的矩形截面都是宽15mm,厚度3mm,这样表示宽15mm和厚度6mm的型材总截面等于参照截面。
本发明研制的复合材料B是湿致交联的单组分聚氨酯类材料,具有一个玻璃态转变温度,它含有-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地350-450g),其OH数是20-40,玻璃态转变温度Tg-40℃至-20℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其OH数是30-90(优选地35-250g),玻璃态转变温度Tg0-30℃,软化点50-70℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度2.1-2.7的异氰酸酯,其NCO百分数是11-33%(优选地150-230g);-至少一种催化剂(优选地0.5-3g);-任选地,分子筛类填料(优选地20-80g);和-任选地,至少一种白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料(优选地5-60g)。
该聚氨酯预聚物B的NCO百分数是0.5-2%。
该消音材料B在室温20℃下的杨氏模量和损失系数值如下E′=35MPa,tanδ=1.4。
由聚氨酯胶合剂制成的非消音胶接材料5的杨氏模量和损失系数值在120赫兹与室温20℃条件下是E′=21MPa,tanδ=0.2。
每单位长度等效真实硬度和等效损失系数值分别等于70MPa和0.95。
本发明人还研制了其他的消音材料C,该材料具有粘结性,特别地在低的温度(-60℃至-10℃)下还具有粘合强度。这种材料与材料A和B不同,有两个玻璃态转变温度。涉及一种聚氨酯预聚物,它含有-至少一种官能度2的聚醚多醇,其iOH指数是25-35,玻璃态转变温度Tg低于-50℃,分子量是3500-4500;-至少一种官能度2.3-4的聚醚多醇,其iOH指数是25-800,玻璃态转变温度Tg低于-50℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是20-40,玻璃态转变温度Tg-40℃至-20℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是30-90,玻璃态转变温度Tg0-30℃,软化点为50-70℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度2.1-2.7的异氰酸酯,NCO百分数是11-33%;-至少一种催化剂;-任选地,一种分子筛类填料;和-任选地,白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料。
该聚氨酯预聚物的NCO百分数是0.5-2%。
特别地,我们可以根据上述组合物C作为混合物描述,%NCO是1.8-2.2%,并且它含有-180-220g官能度2的聚醚多醇,iOH指数是25-35,玻璃态转变温度Tg低于-50℃,分子量3500-4500;-75-115g MDI类异氰酸酯,%NCO等于11.9%;-5-30g炭黑;-0.5-3g催化剂;-10-30g热解二氧化硅;-135-180g液体和无定形的聚酯多醇A,其iOH指数是27-34,分子量3500,官能度2,玻璃态转变温度Tg-30℃;-35-85g液体和无定形的聚酯多醇B,其iOH指数是为27-34,分子量3500,官能度2,玻璃态转变温度Tg分别为+20℃;-55-110gMDI类异氰酸酯,%NCO等于11.9%;和-20-80g分子筛。
对于构成其矩形截面等于参照截面L×e=15mm×3mm型材所使用的这样一种材料C,在120赫兹与室温20℃条件下测量的杨氏模量E′值是22MPa。由单一材料损失系数构成的等效损失系数等于tanδ=0.75,每单位长度等效真实硬度等于120MPa。
这种有两个玻璃态转变温度的材料C在低的温度下也很好使用,因为它不仅应具有消音的性能,而且还应具有粘附力。事实上,在-40℃,损失系数等于0.38,杨氏模量值是900MPa,本发明人认为是粘结强度性质的缘故,即材料与其连接的部件之间没有粘合断裂的危险时,以致对于频率50-500赫兹,材料的刚度E’小于2000MPa。
因此,本发明人已成功地选择了消音材料组合物,这些组合物符合本发明规定的每单位长度等效真实硬度和等效损失系数标准。为了检查型材中使用的一种或多种具有消音性能的材料,以及这种或这些型材的截面形状符合本发明提出的标准,本发明人制定了一种评定方法。
当处理材料的矩形截面时,适合的是-测量准备用于这种型材的一种或多种材料的杨氏模量Ei’和散耗能力Ei”;-使用前面列出的等式(1)、(2)和(3)评定每单位长度等效真实硬度K’eq和等效损失系数tanδeq;-最后,将这些型材K’eq和tanδeq值分别与参照值25MPa和0.25比较,得到超过以上值的声性能。
将能够优化这些参数值,因此,通过改变这些材料的厚度和宽度,可实现更好的噪音衰减。
在一定的测定条件下,使用以商标名METRAVIB销售的粘分析仪测定每种材料的杨氏模量Ei’和散耗模量Ei”,这些条件说明如下-正弦应力;-由矩形平行六面体构成的材料试样,其尺寸是在由粘分析仪生产者规定的范围内,例如*厚度e=3mm*宽度L=5mm*高度=10mm-动态振幅静止位置附近±5×10-6m,
-频率范围5-400赫兹-温度范围-60℃至+60℃。
粘分析仪能够在精确的温度和频率条件下使材料样品受到变形应力,并因此能够得到和处理表征这种材料的流变学量。
利用力、位移和相移随着在不同温度下频率而变化的原始测量数据,能够特别地用于确定该材料的杨氏模量Ei’和散耗模量Ei”。
为了使上述用于寻找材料和尺寸的评定方法有效,并在任何情况下都能保证型材具有本发明所要求保护的这些特征,使用粘分析仪直接测定型材样品的等效真实硬度和等效损失模量,该型材样品的截面与该型材的截面和长L相同。然后必须进行以下计算-测定的等效真实硬度与长L的比,以得到型材每单位长度等效真实硬度K’eq,K′eq=K′eq/L;和-测定的等效散耗能力与测定的等效真实硬度的比,以得到型材的等效损失系数tanδeq∶keq”/keq’。
最后,本发明人根据图12的图,按照每单位长度等效真实硬度K’eq和等效损失系数tanδeq选择说明用型材3达到的声性能。横轴给出等效损失系数值,而纵轴给出每单位长度等效真实硬度值。根据这些值,该图表明玻璃基材(800mm×500mm,厚度4mm)测量的第一挠曲模式模态消音,借助在四周排列的型材将该玻璃基材胶合在大理石上和基材面上,该等效损失系数tanδeq可以是0.15-1,每单位长度等效真实硬度不超过400MPa。应注意到,由tanδeq=1得到的这些增加值可以推导出相同等效硬度值的tanδeq>1。
模态消音可根据比例0-30%表示这种模态消音,消音越大,以分贝表示的声音增加就越高。
第一挠曲模式的模态消音定义如下。模态消音是由机械阻抗Z测量结果推导出来的(机械阻抗Z是频率响应函数模量,由于在一点沿着与所述基材垂直的方向喷射点状力,在这同一点给出了垂直于玻璃基材的振动速度),该机械阻抗Z是在所述基材中心使用冲击锤和加速计测量的。
第一挠曲模式的频率相应于低于120赫兹的频率,在这个频率机械阻抗是最大的。它记为f1。在频率f1的机械阻抗值记为Zmax。
半高带宽度相应于f1附近频率范围的宽度,这些频率是Z>Zmax/2]]>。它记为Δf。
第一挠曲模式的模态消音相应于Δf/f1比。
根据这些值,该图表明对于同样的损失系数和不同的等效硬度,这些模态消音,并因此这些消音性能(分贝增加)是可变的,或反之亦然。
于是,例如每单位长度等效真实硬度100MPa和损失系数0.5-1时,有可能得到接近30%的模态消音,而如果每单位长度等效真实硬度同样100MPa,损失系数只是0.3,则消音不超过5%。
还可以看到,例如损失系数0.8时,最佳的每单位长度等效真实硬度是约100MPa,还可以看到,增加每单位长度等效真实硬度仅仅会降低可能达到的模态消音。
这个图能够表明,如前面所解释的材料A应用于整个型材时产生5-10%模态消音,而它具有每单位长度等效真实硬度400MPa,等效损失系数0.3。
材料B与非消音聚氨酯胶合剂接合应用于前面在第二个实施方式中作为实例引用的型材可以产生大于20%模态消音,而它具有每单位长度等效真实硬度70MPa,等效损失系数0.95。
此外,图13还显示了三种型材的测定汽车内噪音随发动机转速变化的三条对比曲线。
曲线C1对应于标准层压玻璃板,该玻璃板装配了由非消音聚氨酯胶合剂构成的标准型材,具有9mm×6mm参照截面。
曲线C2对应于标准玻璃板,该玻璃板装配了由组成A消音材料4构成的本发明整个型材,具有15mm×3mm参照截面。
曲线C3对应于标准玻璃板,该玻璃板装配了由组成B消音材料4和用非消音聚氨酯胶合剂制成的胶接材料5构成的本发明型材,具有15mm×6mm参照截面。
术语“标准层压玻璃板”应理解是由两块厚度2.1mm玻璃片和一块厚度0.76mm的聚乙烯醇缩丁醛中间膜构成的玻璃板。
下表列出三种型材的每单位长度等效真实硬度和等效损失系数值。

图13的曲线证明了,使用本发明的型材能达到改善噪音的降低。该图中,以分贝表示的噪音是汽车发动机转速(以转/分表示)的函数。这里测量的噪音频率范围是50-160赫兹,即相应于固体源噪音的频率范围,对于这里作为实例引用的一定类型汽车,还相应于1500-5000转/分钟汽车发动机转速的频率范围。
应指出,这些测量结果与玻璃板面积无关。
这些结果显示出,在频率110赫兹,它相应于3400转/分钟,也相应于高速公路上的正常速度,曲线C1的玻璃板测量噪音明显高于曲线C2的玻璃板测量噪音,比曲线C3的玻璃板测量噪音则更加明显;从图12中曲线图也能看出,分别根据两个方案的一个方案,使用本发明的型材,于是可以达到噪音消音分别4分贝和13分贝。
使用曲线C2的型材可能是优选的,因为它在3400转/分有良好的消音性能,转速超过4000转/分时还具有良好的性能,可以看到在这个转速时测定的噪音是82分贝,而对于使用标准型材的对应曲线C1,测定的噪音是87分贝。因为本发明型材的每单位长度等效真实硬度远大于标准型材,所以得到这个结果。
作为在两个部件1和2之间插入的实例,例如将它们彼此固定的玻璃基材和汽车车身,因此作为玻璃-金属接合的实例,描述了具有消音性能的本发明型材。可设想本发明消音型材的其他应用,例如金属-金属、玻璃-玻璃、金属-塑料、玻璃-塑料和塑料-塑料接合的应用。术语“塑料”应理解是如环氧树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂之类的塑料,或塑料基复合材料,如聚丙烯(PP),以及增强纤维,如玻璃纤维或木纤维。
关于金属-金属接合,例如涉及胶粘在汽车车身上的金属件。因此,为了使辐射到乘客所乘车厢内噪音得到衰减,一般用螺拴固定的汽车门窗户开启机械部件,可以用本发明的消音型材通过胶合进行固定。
有关玻璃-塑料的接合,例如涉及固定汽车后窗。
有关塑料-塑料或塑料-金属接合,例如涉及构成汽车后挡板的不同部件接合,或者用玻璃纤维增强的聚氨酯泡沫塑料基的车顶胶接在汽车金属车身上。
权利要求
1.一种型材(3),该型材插入两个部件(1,2)之间,可达到衰减通过至少其中一个部件传播的噪音,该型材(3)由至少一种塑料基的消音材料i构成,其特征在于型材(3)的每单位长度等效真实硬度K′eq至少等于25MPa,等效损失系数tanδeq至少等于0.25。
2.根据权利要求1所述的型材,其特征在于它的每单位长度等效真实硬度K′eq是30-270MPa,等效损失系数tanδeq至少等于0.4。
3.根据上述权利要求中任一权利要求所述的型材,其特征在于型材(3)是由仅一种消音材料(4)或多种消音材料(4a、4b;40、41;42、43;44、45;46、47)构成的。
4.根据权利要求3所述的型材,其特征在于这种或这些消音材料具有与两个部件(1,2)胶合的性能。
5.根据权利要求1或2所述的型材,其特征在于型材(3)是由至少一种消音材料(4)和一种非消音的胶接材料(5)构成的,该胶接材料用于将两个部件(1,2)彼此连接起来。
6.根据权利要求5所述的型材,其特征在于胶接材料(5)通过两个相对面(50、51)分别粘着在两个部件(1,2)上,该消音材料与两个部件中的至少一个连接。
7.根据权利要求5所述的型材,其特征在于胶接材料(5)通过其中一个面(50)粘着消音材料(4),该材料与其中一个部件(1)连接,并且胶接材料通过其相对面(51)粘着在其它待接合部件(2)上。
8.根据权利要求3-7中任一权利要求所述的型材,其特征在于型材(3)是由多种消音材料(4a、4b;40、41;44、45;46、47)构成的,这些材料按层一层在另一层上堆叠配置,堆叠底部的其中每种材料都与两个待接合部件(1、2)中的一个部件连接,或者与胶接材料(5)连接。
9.根据权利要求3-7中任一权利要求所述的型材,其特征在于型材(3)是由多种消音材料(4c、4d;42、43)构成的,这些材料一个挨一个地并置配置,接合或没有接合,每种有两个相对表面的材料分别连接两个待接合部件(1、2)。
10.根据权利要求8和9所述的型材,其特征在于型材(3)是由多种消音材料构成的,这些材料以堆叠和并置方式配置,至少一种或两种材料部分地构成这种组合,这种组合连接两个待接合部件(1、2)。
11.根据权利要求5-10中任一权利要求所述的型材,其特征在于胶接材料(5)与一种或多种消音材料以堆叠和/或并置方式配置。
12.根据权利要求5-11中任一权利要求所述的型材,其特征在于一种或多种消音材料彼此间或与胶接材料(5)之间都是用空气空间(6)分开的。
13.根据权利要求5-12中任一权利要求所述的型材,其特征在于非消音的胶接材料(5)是杨氏模量E’为21MPa和损失系数tanδ为0.2的聚氨酯胶合剂。
14.根据上述权利要求中任一权利要求所述的型材,其特征在于这种或这些消音材料选自下述的塑料塑化或未塑化的聚氯乙烯;热塑性弹性体;用弹性体改性或未改性的单组分或双组分聚氨酯,弹性体例如是聚烯烃、EPDM(乙烯-丙烯-二烯)或橡胶,特别是丁基橡胶或丁腈橡胶或苯乙烯-丁二烯橡胶;聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物;和环氧树脂。
15.根据权利要求15所述的型材,其特征在于这种塑料含有有机或无机填料,如滑石、二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氧化铝、分子筛、炭黑、石墨、热解二氧化硅或金属填料。
16.根据权利要求15所述的型材,其特征在于该消音材料是单组分的聚氨酯,其中NCO百分数是0.5-2%,并且含有-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地80-200g),它的iOH指数是5-10,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃,软化点是50-80℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地120-220g),它的iOH指数是50-100,玻璃态转变温度Tg低于或等于-50℃;-至少-种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度为2.1-2.7的异氰酸酯,它的NCO百分数是11-33%(优选地180-220g);-至少一种催化剂(优选地0.5-3g);-任选地,分子筛类填料(优选地20-60g);和-任选地,至少一种白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类的填料(优选地5-60g)。
17.由根据权利要求17所述的单一消音材料构成的型材,其特征在于它在20℃与参照截面15mm宽和3mm厚条件下的每单位长度等效真实硬度是400MPa,等效损失系数是0.3。
18.根据权利要求15所述的型材,其特征在于这种消音材料是单组分聚氨酯,其NCO百分数是0.5-2%,并且含有-至少一种官能度2的聚酯多醇(优选地350-450g),其OH数是20-40,玻璃态转变温度Tg-40℃至-20℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其OH数是30-90(优选地35-250g),玻璃态转变温度Tg0-30℃,软化点50-70℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度为2.1-2.7的异氰酸酯,其NCO百分数是11-33%(优选地150-230g);-至少一种催化剂(优选地0.5-3g);-任选地,分子筛类填料(优选地20-80g);和-任选地,至少一种白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料(优选地5-60g)。
19.由根据权利要求19所述的消音材料堆叠和聚氨酯胶合剂类非消音胶接材料构成的型材,其特征在于这两种材料中的每一种在20℃与参照截面15mm宽和3mm厚条件下的每单位长度等效真实硬度是70MPa,等效损失系数是0.95。
20.根据权利要求15所述的型材,其特征在于这种消音材料是聚氨酯预聚物,其NCO百分数是0.5-2%,该材料含有-至少一种官能度2的聚醚多醇,iOH指数是25-35,玻璃态转变温度Tg低于-50℃,分子量是3500-4500;-至少一种官能度2.3-4的聚醚多醇,其iOH指数是25-800,玻璃态转变温度Tg低于-50℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是20-40,玻璃态转变温度Tg是-40℃至-20℃;-至少一种官能度2的聚酯多醇,其iOH指数是30-90,玻璃态转变温度是Tg0-30℃,软化点是50-70℃;-至少一种二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)类的官能度为2.1-2.7的异氰酸酯,其NCO百分数是11-33%;-至少一种催化剂;-任选地,一种分子筛类的填料;和-任选地,白垩、高岭土、滑石、氧化铝、炭黑或石墨类填料。
21.根据权利要求20所述的型材,其特征在于%NCO是1.8-2.2%,并且它含有-180-220g官能度2的聚醚多醇,iOH指数是25-35,玻璃态转变温度Tg低于-50℃,分子量3500-4500;-75-115g MDI类异氰酸酯,%NCO等于11.9%;-5-30g炭黑;-0.5-3g催化剂;-10-30g热解二氧化硅;-135-180g液体和无定形的聚酯多醇A,其iOH指数是27-34,分子量3500,官能度2,玻璃态转变温度Tg-30℃;-35-85g液体和无定形的聚酯多醇B,其iOH指数是为27-34,分子量3500,官能度2,玻璃态转变温度Tg分别为+20℃;-55-110gMDI类异氰酸酯,%NCO等于11.9%;和-20-80g分子筛。
22.由根据权利要求20或21所述的单一消音材料构成的型材,其特征在于它在20℃与参照截面15mm宽和3mm厚条件下的每单位长度等效真实硬度是120MPa,等效损失系数是0.75。
23.根据上述权利要求中任一权利要求所述的型材,其特征在于采用挤出法和/或封装法,和/或压铸法,和/或注塑法将该型材应用到至少一个部件上。
24.根据上述权利要求中任一权利要求所述的型材,其特征在于该型材沿其整个或部分长度有均匀或非均匀的截面。
25.根据权利要求1-21中任一权利要求所述的型材,其特征在于它与金属-金属、玻璃-玻璃、金属-塑料、玻璃-塑料或塑料-塑料类的两个部件(1,2)接合。
26.根据权利要求22所述的型材,其特征在于它插在玻璃基材与金属部件之间,以便用于将基材固定到金属部件上。
27.根据权利要求23所述的型材,其特征在于它用于将玻璃板固定到汽车车身上。
28.根据权利要求24所述的型材,其特征在于该玻璃板由层压玻璃板构成,而层压玻璃板由至少两块玻璃板与一块消音薄膜构成。
29.一种型材消音特性的评定方法,该型材用于插在两个由至少一种消音材料i构成的部件之间,其特征在于该方法是评定型材的每单位长度等效真实硬度K′eq和等效损失系数tanδeq,每单位长度等效真实硬度等于至少25MPa,并且等效损失系数等于至少0.25时,该型材具有消音特性。
30.根据权利要求26所述的方法,其特征在于评定型材每单位长度等效真实硬度K′eq和等效损失系数tanδeq包括该型材每种构成材料i杨氏模量Ei′和散耗能力Ei″的测量步骤和使用下式的计算步骤[Keq*]α=[Ki*]α---(1)]]>K*i=E*i×Liei---(2)]]>tanδeq=Keq''Keq'---(3)]]>式中Li和ei代表该材料的宽度和厚度。
31.根据权利要求27所述的方法,其特征在于使用粘分析仪测量该型材每种构成材料i的杨氏模量Ei′和散耗能力Ei″。
32.根据权利要求26所述的方法,其特征在于使用粘分析仪直接测量型材样品的等效真实硬度K′eq和等效散耗能力k″eq,该样品截面与型材截面相同,其长度为L,然后进行下述计算-为了得到型材的每单位长度等效真实硬度K′eq,测定的等效真实硬度与长度L的比K′eq=K′eq/L;和-为了得到型材的等效损失系数tanδeq,测定的等效散耗能力与测定的等效真实硬度的比k″eq/k′eq。
全文摘要
一种型材(3),该型材插入两个部件(1,2)之间,可达到衰减通过至少其中一个部件传播的噪音,该型材(3)由至少一种塑料基的消音材料构成,其特征在于型材(3)的每单位长度等效真实硬度(K′
文档编号B60JGK1671572SQ03818403
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月30日 优先权日2002年7月31日
发明者M·雷菲尔德, B·莫特莱特, D·勒鲁瓦, F·德鲁永 申请人:法国圣戈班玻璃厂
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