组合物制造技术

本发明专利技术提供一种能量转化组合物。它具有极高地吸收和耗散动能、热能、光能或电能的作用。这种组合物可以做成很薄、很小的产品，然而产品的阻尼能力很强。这种能量转化组合物，其特征是在基体材料中，含有偶极矩活化剂，后者能够增加基体材料的偶极矩。这种能量转化组合物，可以作为振动阻尼材料、吸声材料、冲击吸收材料、防振材料、吸收电磁波材料、压电材料和吸热材料以及极性液体物质来加以利用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及各种能量转化组合物，它能够有效地吸收和阻尼(damp)动能、热能、光能、和/或电能等多种能量。
技术介绍
混入增塑剂的软质聚氯乙烯树脂，就是一种普通的振动阻尼材料。这种软质聚氯乙烯树脂，可阻尼在其表面和/或在树脂内部振动能，通过把振动能转化为摩擦热的方式。然而，阻尼是非常有限的。日本公开特许公报No.5-332047揭示了一种能在一定程度上吸收或阻尼振动能的液体材料。这种液体材料或粘稠液体是以乙二醇作为主要成分。振动能或地震能，在粘稠液体内部产生电场，改变了这种流体的粘度，试图有效地阻尼动能。为了有效地阻尼例如由大地震造成的巨大的地震能，就需大量的液体材料。这种液体材料，由于逐渐被氧化，其阻尼性能经过一定时间之后，会有所降低。需要定期更新。因此，迫切需要一种能够长期有效地阻尼地震能或振动能而无需更新的材料。众所周知，有一种含有玻璃棉的吸声(或噪声)材料。当声音撞击到玻璃棉表面并从中穿过时，被转化成摩擦热，从而使声能得到耗散。然而，这种玻璃棉吸声材料，需要做的比较厚，才能具有较好的吸声效果。这种吸声材料不能有效地吸收1,000Hz以下的声音，低于500Hz的声音，这种材料则不起作用。有一种冲击吸收或阻尼材料。日本公开特许公报No.6-3000071揭示了一种冲击吸收材料，它包括分散在泡沫聚合物中的短纤维，泡沫材料整体组织逐渐压缩变形，可以阻尼作用于其表面的冲击能。分散于泡沫材料中的短纤维，则起着物理粘合作用，使这种吸声材料具有较高的抗张强度，以防开裂。然而这种冲击吸收材料，需要具有一定的厚度和体积，才能发挥出明显的冲击阻尼效果。因此，如果没有足够的空间来放置的话，这种冲击吸收材料，使用起来则很不方便。日本公开特许公报揭示了一种电磁屏蔽材料，这种材料能够在一定程度上吸收电磁能。该材料含有能够吸收或阻尼紫外线的化合物，这些化合物通过自身分子的激发，再把射线的能量转化成热能，从而吸收波长在250-400nM的紫外线。这种材料只有在10-20mm厚的情况下，才具有充足的吸收紫外线的能力。板材的厚度影响了它的透光性。人们迫切需要一种薄而且电磁屏蔽效果好的材料。丁基橡胶或NBR一般用作振动阻尼材料。这种橡胶价廉、易加工并且也结实。在高聚物中，这种橡胶材料表现出的振动阻尼性能是很好的。然而，橡胶单独使用，它的阻尼能力也是有限的。因此，按常规把金属片或芯或油阻尼器混合到橡胶型振动阻尼材料中，这种材料制造工艺复杂，而且成本也高。因此，迫切需要一种振动阻尼材料，该材料自身就具有极高的振动吸收或阻尼能力。作为执行元件或点式打印机构件使用的陶瓷材料具有电能转化的功能。这种普通的陶瓷材料有压电效应，但极其微弱。需要一种改良的电能转化材料。日本公开特许公报No.5-5215揭示了一种吸热的纤维材料。这种材料是一种聚合物，它含有直链脂肪酸和直链脂肪醇两种结构，例如聚己二酸乙二醇酯，聚己二酸戊二醇酯，或聚戊二酸丁二醇酯。这种聚合物熔化时，吸收热量并提供热阻尼，但是要提供足够强的吸热能力，就需要大量的聚合物。以乙二醇为主要成份的粘稠液料是一种高潜热介质，用作传导冷却剂、发动机冷却剂和模(型)冷却剂。下列方程给出了这种液体的冷却性能。(ΔH-RT)/V=(SP)2ΔH潜热，SP:SP值(溶度参数)SP值是分子极性的指示，随着偶极矩的增加而加大。水具有最大的SP值。然而，由于水往往会腐蚀金属，所以没有实用价值。乙二醇具有极佳的防蚀性能，可是潜热性又不强。如上所述，普通的能量转化(阻尼)材料或组合物，阻尼效能偏低，或者是需要相当大的体积，而且又比较厚的情况下，才能具有满意的阻尼效果。本专利技术人，经过长期对能量转化组合物的研究发现，组合物偶极矩的量或大小，直接和它的能量吸收/转化/阻尼能力有关。本专利技术人还发现，组合物的介电损耗因子，与它的能量吸收/转化/阻尼能力有关。因此，本专利技术的目的在于提供一种能量转化组合物，它具有极强的改进的吸收/转化或阻尼能量如动能、热能、光能和/或电能的能力。本专利技术的另外一个目的是提供一种能量转化/阻尼组合物，该组合物用量极少或极薄，就具有非常强的能量转化能力。本专利技术的公开根据本专利技术，一种能量转化组合物可以制成，但不限于，无约束的或约束(受限)的振动阻尼板、涂料、纸、沥青材料(用于汽车地板)，或者是一种振动阻尼材料，用于沥青铺路(无噪声路)，或者是吸声(或噪声)材料，用于具有吸声功能的板材、纤维、泡沫材料、薄膜或模制品，或者是冲击吸收材料，用于运动鞋根、防护装置、安全帽、石膏绷带、衬垫、支架、手柄和自行车或摩托车的车座、前叉、网球拍的柄或羽毛球拍，棒球三角网衣或高尔夫球杆、紧固带、锤柄、滑板、火炮座、肩垫或防弹夹克，或用作地震阻尼的橡胶或模制品的防震橡胶材料，或用作X-射线或紫外线屏蔽板的电磁波屏蔽材料，或者是用作马达或点式打印机元件的执行元件材料(压电材料)，或者是用作吸热纤维或吸热片的吸热材料，或者是用作地震阻尼装置的粘稠液体，或者是用作发动机座液体的极性液体，振动吸收油、输电装置冷却液、发动机冷却液、地板加热介质或用作太阳能加热装置的极性液体。根据本专利技术的能量转化组合物，其特征是基体材料中含有偶极矩促进剂或活化剂，它能增加或提高基体材料的偶极矩。这种基体材料可以是，但不限于，聚合物材料，例如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯橡胶以及其混合物，其中聚氯乙烯由于其加工性和成本低是优选的。当这种能量转化组合物，制成吸(噪)声或吸收冲击材料、电磁屏蔽材料，吸热材料或极性材料时，它的基体材料还可以是聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚亚乙烯基、聚丙烯腈、聚乙烯醇或纤维素。尤其是制成吸声材料时，还可在基体材料中加入发泡剂，使其成为具有孔隙的材料，改善其声音阻尼效果。如果这种组合物制成振动阻尼橡胶材料，其基体材料可以是丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、天然橡胶(NR)、或异戊二烯橡胶。如果这种组合物是用作极性液体时，基体材料可以是乙二醇或水。云母片、玻璃片、碳纤维、碳酸钙、重晶石、沉淀硫酸钡、防蚀剂、染料、抗氧剂、防静电剂、稳定剂或润湿剂等以上成分，如果需要，也可有选择地加入到基体材料中去。当振动、声音、冲击、电、压力、光或热能作用到这些基体材料上时，如附图说明图1所示，基体材料11中的偶极子移位，成为图2所示的状态。基体材料11中的偶极子12的这种移位，可能是基体材料11中相的转动和变换引起的。基体材料11中偶极子12，在能量施加之前，如图1所示处于稳态。当能量施加到基体材料上，基体材料11中的偶极子1 2移位(displace)成为非稳态。然后，它们立即复原到如图1所示的稳态。偶极子在移位和复原的过程中，消耗了能量，使得噪声、冲击、振动、电磁波或热等能量受到阻尼。吸收/阻尼能量的机理，涉及基体材料11中偶极矩的大小。如果基体材料11中的偶极矩愈大，那么基体材料11吸收能量的效果就愈好。基体材料中的偶极矩的大小，取决于所使用的基体材料的品种。即使基体材料相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量转化组合物包括基体材料和偶极矩活化剂，偶极矩活化剂能增加该基体材料偶极矩的大小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大平康幸，堀光雄，
申请(专利权)人：西西阿株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]