具有改进的隔热性能的可膨胀材料及其用途的制作方法

本发明涉及可热膨胀的组合物及其用于提供具有改善的隔热性能的声阻尼和增强元件的用途。声阻尼元件特别适用于阻尼制成品(例如运输交通工具和家用电器和一般工业制品)中的部件和结构的振动和噪声。

背景技术：

0、发明背景

1、阻尼材料广泛用于汽车、家用电器和一般工业以用于减少不想要的振动、结构传递噪声和空气传播噪声。例如，在机动交通工具中，希望防止由马达、泵、齿轮和其他动态力发生器产生的振动通过交通工具的主体传递到乘客舱中。当由动态力发生器产生的振动通过支撑结构(通常是框架或其他中空结构)传输到将机械振动转化为声波的噪声发射表面(例如金属或塑料面板)时，产生结构传递噪声。通过将振动阻尼材料直接施加于受到振动干扰的部件的结构和表面，例如交通工具面板、地板的表面以及家用电器和一般工业制品(例如机器、洗衣机和烘干机)的外壳，通常可以有效地降低结构传递噪声和振动。

2、用于振动表面阻尼的阻尼材料通常作为预成型的单层和多层元件或液体组合物提供，它们直接施加在基材的表面上。预成型的阻尼元件通常包括一层阻尼材料，其与基材的表面直接接触以阻尼振动干扰。阻尼材料层能够通过阻尼层材料的拉伸和压缩将振动表面的动能耗散成热能。阻尼元件还可以包括粘合剂层，例如压敏粘合剂层或热熔粘合剂层，以使得能够将阻尼元件结合到基材的表面。液体施加的阻尼系统通常是热干燥、凝胶化或反应性组合物，其以液态施加在基材表面上，例如通过喷涂。

3、常用的阻尼材料包括高度填充的组合物，其包含沥青、弹性体或热塑性聚合物和不同量的添加剂，例如增塑剂、加工助剂、流变改性剂和干燥剂。将填料添加到这些组合物以满足不同的设计目标。一些填料用于改善声阻尼性能，而其它填料用于降低材料的密度或替代更昂贵的材料以降低原材料成本。用于声阻尼材料的典型填料尤其包括矿物填料，例如碳酸钙。轻质矿物填料例如空心陶瓷球和空心玻璃球已被广泛用于降低声阻尼材料的密度并最终降低声阻尼元件的重量。

4、能效是现代洗碗机最重要的特性之一。洗碗机运行期间消耗的大部分能量用于加热和保持洗涤循环中使用的水的温度。因此，由不锈钢制成的主洗涤室必须采用可减少热传递的材料进行良好的隔绝。其次，必须有效阻尼因喷水撞击洗碗机的不锈钢桶壁而产生的振动和“雨声”冲击。

5、现有技术的解决方案是用多个沥青基阻尼垫覆盖不锈钢洗涤室，以减少振动并提供一定的隔热。然而，这些材料的隔热性能有限。此外，需要大量的沥青材料来有效地阻尼振动，这意味着必须以厚层使用沥青垫。洗碗机生产过程包括加热步骤，其用于熔化沥青垫以使其能够粘附在洗涤室上。加热大量沥青需要大量的能量。

6、因此需要一种新型阻尼元件，其可用于阻尼白色家电结构(例如洗碗机腔室)中的振动和噪声，以及提高白色家电的能效。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明的目的是提供一种改进的用于阻尼元件的组合物，其适用于阻尼结构中不想要的振动和噪声，并且适用于改善制成品，特别是白色家电例如洗碗机的能效。

2、本发明的主题是如权利要求1所定义的可热膨胀的组合物。

3、令人惊奇地发现，包含化学和物理发泡剂的组合的可热膨胀的组合物可用于提供具有改善的隔热性能的阻尼元件。还发现这种可热膨胀的组合物具有新型泡沫结构，其具有极低的导热性。

4、本发明的可热膨胀材料的优点之一是可以在不增加热膨胀材料的材料成本的情况下获得泡沫结构的改善。

5、本发明的可热膨胀材料的另一个优点是它可以与各种类型的材料组合而无需任何进一步的修改以提供具有改善的隔热性能的新型阻尼、阻挡(baffling)和加强元件。

6、本发明的其他主题在其他独立权利要求中给出。本发明的优选方面在从属权利要求中给出。

技术特征：

1.一种可热膨胀的组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的可热膨胀的组合物，其中所述至少一种物理发泡剂pba由可膨胀聚合物微球组成，所述可膨胀聚合物微球优选具有在5-85μm，优选10-65μm范围内的未膨胀数均粒度。

3.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀的组合物，其中至少一种化学发泡剂cba的量与至少一种物理发泡剂pba的量的重量比在5:1至1:5，优选3:1至1:3的范围内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀的组合物，其中所述至少一种物理发泡剂pba具有在75-185℃，优选85-175℃范围内的起始膨胀温度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀的组合物，其中所述至少一种聚合物p占所述可热膨胀的组合物的总重量的5-85wt％，优选15-75wt％。

6.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀的组合物，其中所述至少一种填料f占所述可热膨胀的组合物总重量的1.5-75wt％，优选5-70wt％。

7.根据前述权利要求中任一项所述的可热膨胀的组合物，其中所述至少一种填料f包含至少一种矿物填料mf和/或至少一种含纤维素的填料fw，优选由木颗粒组成。

8.一种阻尼元件(1)，其包含由膨胀材料组成的第一层(2)和由声阻尼材料组成的第二层(3)，

9.根据权利要求8所述的阻尼元件，其中处于其未膨胀状态的所述膨胀材料是可热活化的并且具有在85-225℃，优选90-200℃的范围内的活化温度。

10.根据权利要求8或9所述的阻尼元件，其中所述膨胀材料包含基于所述膨胀材料的总重量的5-85wt％，优选15-75wt％的至少一种聚合物。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的阻尼元件，其中所述膨胀材料包含基于所述膨胀材料的总重量的1.5-70wt％，优选5-70wt％的至少一种填料。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的阻尼元件，其中所述膨胀材料在其未膨胀状态下包含至少一种化学发泡剂和/或至少一种物理发泡剂，优选地由可膨胀聚合物微球组成。

13.根据权利要求8-12任一项所述的阻尼元件，其中所述膨胀材料由根据权利要求1-7中任一项所述的处于其膨胀或未膨胀状态的可热膨胀的组合物组成。

14.根据权利要求8-13任一项所述的阻尼元件，其中所述声阻尼材料包含：

15.根据权利要求8-14中任一项所述的阻尼元件用于阻尼运输交通工具或白色家电中的结构的振动和/或噪声或者用于阻挡和/或增强运输交通工具中的结构的用途。

16.用于制备包括具有噪声发射表面的结构的振动和/或噪声阻尼系统的方法，所述方法包括以下步骤：

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述膨胀材料处于其未膨胀状态并且所述方法包括通过加热使所述阻尼元件的第一层膨胀的进一步步骤。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在阻尼元件已经被施加到噪声发射表面之前或之后膨胀阻尼元件的第一层。

19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中所述结构是运输交通工具或白色家电的一部分，优选地是洗碗机的一部分。

20.一种振动和/或噪声阻尼系统，其包含具有噪声发射表面(6)的结构(5)和根据权利要求8-14中任一项所述的阻尼元件(1)，其中第一层(2)的第一主表面的至少一部分直接粘附到噪声发射表面(6)，并且其中具有噪声发射表面(6)的所述结构(5)优选地是运输交通工具或白色家电的一部分，优选地是洗碗机的一部分。

21.一种增强运输交通工具的结构的方法，所述方法包括以下步骤：

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述运输交通工具的结构是顶部元件。

技术总结
本发明涉及一种可热膨胀的组合物，其包含至少一种聚合物P、至少一种化学发泡剂CBA、至少一种由可膨胀微球组成的物理发泡剂PBA和至少一种填料F。本发明还涉及一种阻尼元件，其包含由膨胀材料组成的第一层(2)和由声阻尼材料组成的第二层(3)。所述阻尼元件适用于提供振动和/或噪声阻尼系统。

技术研发人员：D·帕里珀维克,C·哈特,J·斯潘格勒,J·G·贝克尔,A·科尔
受保护的技术使用者：SIKA技术股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14