用于隔热和隔声的模制的多层衬垫制造技术

一种用于隔热和隔声的加压蒸汽模制的多层衬垫，包括形成加强层的第一层以及至少一个第二层，所述加强层由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混纺织物制成，所述第二层选自开孔泡沫层、或热反射层、或由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混纺织物制成的第二加强层，其中，由于加压蒸汽模制，所有的层被层压在一起，并且所有可用的混纺织物被固化以形成多孔加强层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于隔热和隔声的模制的多层衬垫
本专利技术涉及一种用于隔热和隔声的模制的多层衬垫，尤其用于机动车辆的发动机舱，以及多层衬垫作为汽车装饰部件的使用。
技术介绍
应用于车辆的声学和热量衬垫在本领域中是众所周知的。为了提供声音衰减，这些衬垫通常依赖于吸声和传输损耗，吸声即吸收入射声波的能力，传输损耗即反射入射声波的能力。这些衬垫还依赖于热屏蔽性能，以防止或减少来自各种热源(发动机、变速箱和排气系统)的热量传输到车辆的乘客舱。这种衬垫尤其用于车辆的发动机舱区域，例如用作发动机罩，从而衰减更接近其声源的发动机的声音。在包括客车和商用车的机动车辆的发动机舱中，吸声器形式的隔音部件越来越多地被用来降低发动机的噪音。在一般情况下，这些吸声器被设计成模制品，以减少车辆的外部噪音和内部噪音。所述模制品可由织物(如棉)或聚氨酯泡沫制成，并通常具有高达约160℃的热稳定性。在某些区域，如排气岐管、热空气回流区或在发动机周围，模制品可能经受高的热负载。因此，这些模制品往往是部分地或完全地层压有铝箔来用作热反射器，以保护底层的非织物。通常，铝箔足够厚以作为载体层，使得部件的机械性能是自支撑的。吸声材料被保持为松散材料并尽可能厚来优化部件的声学特性。例如DE8700919公开了这样一种铝叠层，其具有胶接到内侧的用于隔离目的的泡沫。其它的例子是由夹持在两个金属箔层之间的松散的纤维材料垫制成，由此金属层具有结构载体特性。近年来，复合热量衬垫部分地取代了典型的热屏蔽装饰部件。这些复合衬垫一般都形成为多层组件。这些组件被构建有热暴露层以及复合层，热暴露层具有反射和不渗透的功能，复合层具有良好的隔热性、机械和结构特性，有时组件还具有附加的顶部层用于外表和抗渗透性能。这些类型的衬垫利用注射成型或压缩成型来制得。这些复合热量衬垫的缺点是它们是不渗透的和重的结构部件。虽然它们具有良好的热性能和结构性能，在大多数情况下仍然缺乏声学和热量衰减特性。虽然多年来已有许多粘合剂、粘合剂织物和粘接纤维被专门开发用来确保叠层件的各个层固定在一起，层叠衬垫和隔离器在分层和失效方面具有固有的风险。这种潜在的风险主要是由于衬垫和隔离器所经受的恶劣的工作环境。大多衬垫和隔离器位于热源附近和/或被设计用于屏蔽热源，如发动机、变速箱和排气系统的组件等热源。其结果是，衬垫和隔离器往往经受超过180℃的温度，在该温度下粘接剂或粘合剂随着时间的推移显示出强烈而快速的劣化。此外，直接邻近发动机安装的部件有可能由于从发动机传递的振动而振动并引起噪音。这些振动的部件可能形成不期望的附加的噪音。另一个方面涉及衬垫的疲劳性能，振动的频率可能对衬垫的整体寿命产生负面影响。现有技术的另一个缺点是获得最终复合物所需的高温。所要达到的加热温度取决于基体聚合物。通常，为形成复合物，基体和加强纤维利用如热空气、接触加热或红外线加热等干性加热方法来加热。为了补偿例如从加热装置到模制装置的温度损失，产品通常被加热到高于基体聚合物的实际熔点或高于粘合树脂的活性温度。聚合物的高于熔点的加热加速了退化。使用接触式加热器具有另外的缺点，产品必须被压缩以在产品的整个厚度上获得良好的热传递。热空气通常在粘合剂聚合物的熔融温度以上的温度下使用，因此聚合物受到热损伤，而红外线加热仅适用于薄的材料。较厚的材料中加热内部材料所需的能量会损伤聚合物的外表面。此方法通常只用于至多4-5mm的厚度。在多层衬垫中使用接触式加热器包括使用开孔板坯泡沫层，这会导致泡沫破裂，特别是板坯泡沫的表层，从而使其对于空气传播的声波是不渗透的，由此恶化该部件的整体吸声。另一个缺点是用作基质纤维和用作加强纤维的大多数热塑性聚合物的熔融温度彼此接近，例如，根据ISO11357-3使用差示扫描量热仪(DSC)测得的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的熔融温度为230-260℃，聚丙烯的熔融温度在140-170℃之间，聚酰胺-6(PA6.6)的熔融温度在170-225℃之间，以及聚酰胺-6.6的熔融温度在220-260℃之间。基质纤维和加强纤维均使用热塑性聚合物，例如PA6.6作为基体而PET作为加强纤维，需要将它们加热至基质纤维的熔融温度以上，这同样会导致加强纤维开始熔化或软化。这将导致结构破裂，形成非常紧凑的复合物。毛毡由于其隔热和隔声性能而被广泛使用，特别是在汽车行业。目前的趋势是朝向可回收材料，因此在过去几年中，热塑性粘合剂已经占据了显著的份额。由例如聚酯、聚酰胺等高性能聚合物制成的纤维由于其机械性能和耐热性能而非常受到关注。但必要的粘合剂构成了它们在模制3D部件中的应用限制。迄今所用的粘合剂的熔点总是低于加强纤维的熔点，使得模制的纤维织物表现出相对较弱的性能，并且限制了其在车辆回火区中的使用。这些类型的模制纤维织物都不适用于发动机舱或车厢中的高温暴露，特别是发动机接触区。这些粘合剂中的一些是改性聚合物(以共聚酯(CO-PET)作为例子)，其具有浇注特性，因为其改进的结构对水解现象特别敏感。本领域中已知的模制这种毛毡的工艺是“冷”模制工艺或“热”模制工艺，“冷”模制工艺中毛毡通过各种手段预加热，然后转移到冷的模具中，并在其中被压缩以获得部件形状，“热”模制工艺中毛毡被引入到封闭的模具中，在其中传热介质(如空气)被引入使粘合剂到达其熔点，然后释放。然后，部件在工具内部或外部使用或不使用冷却辅助来冷却(例如参见EP1656243A、EP1414440A和EP590112A)。只有在完全冷却到材料的设置温度之后，才可以从模具中取出部件并运输。所公开的纤维复合物通常结合附加层使用，如所讨论的反射层，或者使用泡沫。可以通过对泡沫直接背部发泡(backfoaming)(注射发泡或发泡成型)来将泡沫应用到这种纤维复合物中。然而，通常泡沫首先被生产为板坯泡沫并切成所需的厚度。对于邻近纤维层的泡沫的层叠结构一般使用热压成型。堆叠的层被放置于两个热板之间以熔化材料并获得多个层的层叠。压缩需要用来有助于将热量传递到层状材料的多孔加强件。尤其使用泡沫层的这种方法的一个缺点在于，泡沫破裂并在开孔结构上形成表层。这种表层劣化开孔泡沫的整体的吸声性能。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种特别用在机动车辆的发动机舱中的模制的多层衬垫，其具有可比的隔热和隔声性能，但重量更轻且在使用区域中长时间暴露于热负荷下时保持结构。该目的的实现是通过根据权利要求1所述的蒸汽模制的多层衬垫，以及通过根据权利要求17所述的这种衬垫的应用。根据本专利技术的加压蒸汽模制的多层衬垫包括：·第一层，其形成加强层，所述加强层由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混合织物制成，·以及至少一个第二层，其选自开孔聚氨酯泡沫层或热反射层，或者由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混合织物制成的第二加强层，·其中，由于加压蒸汽模制，所有的层被层压在一起并且所有可用的混合织物被凝固来形成多孔加强层。已经发现，采用直接蒸汽模制工艺将聚酰胺作为粘合材料，在蒸汽压力下聚酰胺的软化和熔点温度被转换到低于根据DSC测量的聚酰胺的正常熔化温度。通过利用这一知识，与现有材料相比，现在可以使部件在使用中具有更高的熔融温度，并且能够在更高的温度下是热稳定的。此外，已发现加强层中使用的聚酰胺材料的量还足够层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.23 EP 11159401.61.用于隔热和隔声的加压蒸汽模制的多层衬垫，其特征在于，包括形成加强层的第一层以及至少一个第二层，所述加强层由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混纺织物制成，所述至少一个第二层选自开孔泡沫层、或热反射层、或由粉末或纤维或薄片形式的聚酰胺基体材料和加强纤维的混纺织物制成的第二加强层，其中，由于加压蒸汽模制，使得所述混纺织物中的聚酰胺基体材料在蒸汽压力下以低于根据DSC的聚酰胺基体的熔融温度的温度熔融，从而所有的层被层压在一起，并且所有可用的混纺织物被固化以形成多孔加强层。2.根据权利要求1所述的多层衬垫，其特征在于，还包括形成加强层、泡沫层或热反射层的混纺织物的第三层。3.根据权利要求1或2所述的多层衬垫，其特征在于，所述加强纤维为矿物基纤维和/或人造纤维和/或天然纤维。4.根据权利要求3所述的多层衬垫，其特征在于，所述矿物基纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维，所述人造纤维为聚酯纤维，具有根据DSC测量的熔融温度，其高于蒸汽压力下聚酰胺的熔融温度，所述天然纤维为亚麻、椰子或洋麻纤维。5.根据权利要求1或2所述的多层衬垫，其特征在于，至少两个层形成由混纺织物制成的加强层，这些混纺织物中的至少一种包括矿物基纤维、人造纤维或天然纤维的混合物。6.根据权利要求5所述的多层衬垫，其特征在于，所述矿物基纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维，所述人造纤维为聚酯纤维，具有根据DSC测量的熔融温度，其高于在蒸汽压力下聚酰胺的熔融温度，所述天然纤维为亚麻、椰子或洋麻纤维。7.根据权利要求1或2所述的多层衬垫，其特征在于，至少两个层为加强层，这些加强层仅在边缘部分地层压在一起，使得相邻的加强层的至少80％的表面彼此不接触而是由空气层分隔。8.根据权利要求1或2所述的多层衬垫，其特征在于，形成所述加强层的混合物为20-40％重量的聚酰胺、20-50％重量的玻璃纤维和20-50％重量的聚酯纤维和/或天然纤维的混合物。9.根据权利要求1或2所述的多层衬垫，其特征在于，所述开孔泡沫层是无表层泡沫。10.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·布尔金，皮埃尔·达尼罗，菲利普·戈达诺，斯蒂芬·柯尼希鲍尔，文策尔·克劳泽，
申请(专利权)人：欧拓管理公司，
类型：
国别省市：