本發(fā)明涉及一種聲阻尼組合物,特別是包含聚烯烴組分的聲阻尼組合物。本發(fā)明也涉及所述聲阻尼組合物在聲阻尼,特別是車身中聲阻尼的用途,
背景技術(shù):
::聲阻尼材料廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、家電和建筑以減小噪音、振動(dòng)和刺耳。在汽車領(lǐng)域,車內(nèi)部的地板、車頂和車門需要阻尼材料以減小可通過車身基材傳播的結(jié)構(gòu)源噪聲。具有優(yōu)良阻尼性能、低密度和在應(yīng)用溫度下低揮發(fā)性有機(jī)化合物(voc)釋放在汽車工業(yè)中深受青睞。依據(jù)在車身中的應(yīng)用方法,存在兩種類型的阻尼材料。一種阻尼材料為由瀝青材料、丁烯橡膠或壓敏粘合劑(psa)制成的熔體墊預(yù)切件。另一類阻尼材料為可噴霧的涂料,其也被稱為液體施加的隔音材料。us2009/0127490a1公開了隔音材料熔體墊組合物,其包含特定量的瀝青、乙酸鹽、纖維、石灰和油精。us7230041b2公開了可用作隔音材料的含瀝青的組合物,所述組合物包含含瀝青的組分和特定嵌段共聚物。us005260367a公開了適用于地板和儀表板的汽車隔音板,其包含含有填料(由云母、氧化鐵顆粒以及輔助填料組成)和特定粘合劑的混合物。宣稱可以得到在寬的溫度范圍內(nèi)具有重量輕和高減震效果的阻尼片。但是沒有密度數(shù)據(jù)表明該阻尼片的重量輕特征。除了這些預(yù)切瀝青或橡膠基片,ep1741759b1公開了水性涂料類振動(dòng)阻尼材料。wo2008/002842a1公開了使用特定的阻尼和/或美學(xué)涂層的方法。對(duì)于預(yù)切熔體片材,需要大量的努力以將熔體片切斷成具有不同尺寸和形狀的片,且隨后手動(dòng)將那些片貼到基材上,而通過使用機(jī)器人,可噴霧涂料可節(jié)省勞動(dòng)力。但是,噴霧機(jī)的巨大投入通常為很大的限制。因此,至今熔片仍然需占據(jù)主要的市場(chǎng)份額。目前,汽車制造商對(duì)在汽車聲學(xué)中更輕的重量、更少的氣味以及環(huán)境友好型材料的使用的需求越來越多,這構(gòu)成了對(duì)瀝青和丁烯橡膠熔體片的挑戰(zhàn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的一個(gè)目的為提供改進(jìn)的聲阻尼材料,其例如具有良好的阻尼性能、更低的密度、更小的氣味和/或更少的voc釋放量。本發(fā)明的這一目的通過聲阻尼組合物實(shí)現(xiàn),所述聲阻尼組合物包含,優(yōu)選主要包含,基于丙烯的聚烯烴、增粘劑、填料和穩(wěn)定劑,更優(yōu)選由基于丙烯的聚烯烴、增粘劑、填料和穩(wěn)定劑組成,其中所述基于丙烯的聚烯烴的密度依據(jù)astmd1505測(cè)量為0.8-1.2g/m3,優(yōu)選0.8-1.0g/m3,且在基于丙烯的聚烯烴中丙烯含量大于50重量%,優(yōu)選大于60重量%且更優(yōu)選大于70重量%。本文使用的術(shù)語“主要包含”應(yīng)理解為在權(quán)利要求中列出的組分,包括任選存在的組分,組成組合物的主要部分,例如,以組合物的重量計(jì)大于80%,優(yōu)選大于90%,更優(yōu)選大于95%,或最優(yōu)選大于97%,且此外,可包含一種或更多種常規(guī)添加劑或組分。依據(jù)實(shí)際需求,少量瀝青、一種或多種eva、一種或多種丁烯橡膠和/或一種或多種苯乙烯嵌段共聚物也可加入本發(fā)明的聲阻尼組合物。本文使用的術(shù)語“聚烯烴”指由一種或多種烯烴(也指具有通式cnh2n的烯)作為單體制備的任意類別的聚合物,且所述聚合物包含均聚物和共聚物。術(shù)語“聚烯烴”也稱為聚烯(polyalkene)。例如,聚丙烯為由簡(jiǎn)單烯烴,即丙烯制備的聚烯烴。本文使用的術(shù)語“基于丙烯的聚烯烴”指聚合物由簡(jiǎn)單丙烯單體制得或從丙烯單體和其他烯烴單體制得,其中丙烯單體的含量大于50重量%,優(yōu)選大于60重量%,更優(yōu)選大于70重量%。優(yōu)選地,本發(fā)明的聲阻尼組合物基本上不含瀝青、eva、丁烯橡膠和苯乙烯嵌段共聚物。本文使用的術(shù)語“基本上不含”指含量小于3重量%,優(yōu)選小于2重量%,更優(yōu)選小于1重量%且最優(yōu)選0重量%的組合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,聲阻尼組合物包含基于組合物總重量的約10-80重量%,優(yōu)選10-60重量%,更優(yōu)選15-35重量%的基于丙烯的聚烯烴。具體實(shí)施方式本發(fā)明將詳細(xì)描述如下。本文的材料、方法和實(shí)施例是用于闡述本發(fā)明,除特別說明外,不是對(duì)本發(fā)明的限制。盡管在本發(fā)明的實(shí)踐或測(cè)試時(shí)可使用與本文描述的那些相似或等價(jià)的方法和材料,本文描述適合的方法和材料。本文提到的所有出版物和其他參考文獻(xiàn)明確地通過引用將其整體加入本文。除非另有定義,本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有由本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的相同的含義。在沖突的情況下,本發(fā)明的說明書,包含術(shù)語,是決定性的。除非另有說明,所有的百分?jǐn)?shù)、份數(shù)、比例等均以重量計(jì)。本文列舉的數(shù)值范圍,除非另有說明,范圍旨在包括其端點(diǎn)以及該范圍內(nèi)所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。使用不定冠詞(“a”或“an”)描述本發(fā)明的元件和組分。這樣做是僅僅是為了方便并賦予本發(fā)明的一般意義。這種描述應(yīng)被理解為包含“一種”且“至少一種”,并且除非明顯地指出其含義,單數(shù)也包含復(fù)數(shù)。除了在操作的實(shí)施例,或另有說明,表示成分的量、反應(yīng)條件、或界定本文所用的成分的參數(shù)的所有數(shù)字在所有情況下可理解為由術(shù)語“約”修飾。本文使用的術(shù)語“室溫(rt)”指約25℃。本文使用的術(shù)語“共聚物”或類似的術(shù)語可理解為來源于兩種或更多種單體的聚合物,也就是說術(shù)語“共聚物”包含二元共聚物、三元共聚物、四元共聚物等。本發(fā)明組合物中的每種成分會(huì)在下文中具體描述。基于丙烯的聚烯烴本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種基于丙烯的聚烯烴。依據(jù)astmd1505測(cè)量的所述基于丙烯的聚烯烴的密度為0.8-1.2g/m3,優(yōu)選0.8-1.0g/m3,且在基于丙烯的聚烯烴中丙烯含量大于50重量%,優(yōu)選大于60重量%,更優(yōu)選大于70重量%。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,基于丙烯的聚烯烴包含,優(yōu)選主要包含,基于丙烯的彈性體、以及任選存在的基于丙烯的無定型聚-α-烯烴(apao)和/或基于丙烯的塑性體,或更優(yōu)選由基于丙烯的彈性體、以及任選存在的基于丙烯的無定型聚-α-烯烴(apao)和/或基于丙烯的塑性體組成。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中基于丙烯的聚烯烴的總量為基于組合物的總重量的10-80重量%,優(yōu)選10-60重量%,或更優(yōu)選15-35重量%?;诒┑膹椥泽w本發(fā)明適合的基于丙烯的彈性體優(yōu)選具有依據(jù)astmd1238在230℃/2.16kg測(cè)量的熔體流動(dòng)速率(mfr)低于100g/10min,更優(yōu)選低于50g/10min,依據(jù)astmd1238測(cè)量的密度低于0.88g/m3,以及依據(jù)差示掃描量熱法測(cè)量的熔融焓小于10j/g,更優(yōu)選小于5j/g。本發(fā)明的熔融焓可通過本領(lǐng)域常規(guī)使用的差示掃描量熱計(jì)測(cè)量,例如tainstruments-watersllc的q2000。本發(fā)明的熔融焓例如可在-50℃-200℃的溫度范圍內(nèi)以及10℃/min的加熱速率和-10℃/min的冷卻速率下測(cè)量,且采用第二次加熱曲線的熔融焓。所述基于丙烯的彈性體在本發(fā)明中也被稱為“彈性體”。優(yōu)選地,基于丙烯的彈性體為茂金屬催化的聚合物。本文使用的“茂金屬催化的聚合物”或類似術(shù)語可理解為在茂金屬催化劑存在下制備的任何聚合物。在基于丙烯的彈性體中丙烯的含量優(yōu)選大于50重量%,優(yōu)選大于70重量%,或更優(yōu)選大于80重量%。示例性聚合物和制備方法在例如us2014/0038486a1公開,通過引用并入本文。優(yōu)選地,本發(fā)明的聲阻尼組合物使用的基于丙烯的彈性體包括但不限于丙烯共聚物,其中一種或多種共聚單體選自乙烯、丁烯、己烯和辛烯及它們的任意組合。更優(yōu)選地,基于丙烯的彈性體包括但不限于丙烯-乙烯共聚物或丙烯-乙烯-丁烯三元共聚物。基于丙烯的彈性體的市售產(chǎn)品示例包括但不限于exxonmobil化學(xué)品公司的vistamaxxtm系列產(chǎn)品以及dow化學(xué)品公司的versifytm系列產(chǎn)品。本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種上述的基于丙烯的彈性體。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中基于丙烯的彈性體的含量可為基于組合物的總重量的5-80重量%,優(yōu)選5-50重量%,更優(yōu)選10-30重量%。apao適合本發(fā)明的無定型聚-α-烯烴(apaos)包含若干不同類別的無規(guī)、低分子量、低熔體粘度且基本無定型的基于丙烯的聚合物,其通常通過使用ziegler-natta催化劑的工藝聚合,通常得到相對(duì)寬的分子量分布(mw/mn),通常大于4。這些聚合物為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,且可優(yōu)選為丙烯的均聚物或者丙烯與一種或多種α-烯烴共聚單體的共聚物,所述α-烯烴共聚單體優(yōu)選選自c2-c8的α-烯烴,更優(yōu)選選自乙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯或它們的任意組合。本發(fā)明使用的apao的重均分子量優(yōu)選在不少于1000g/mol的范圍內(nèi),更優(yōu)選在具有1,000、2,000、3,000、4,000或5,000g/mol的任意下限與100,000、90,000、80,000或50,000g/mol的任意上限的范圍內(nèi),最優(yōu)選1,000-100,000g/mol。具有比100,000g/mol更高的重均分子量的apao種類也可依據(jù)實(shí)際需求使用。apao有利地具有介于80℃和170℃之間的環(huán)球法軟化點(diǎn),以及-5℃至-40℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,且依據(jù)astmd1238在230℃/2.16kg測(cè)量的mfr值大于1000g/10min?;诒┑腶pao市售產(chǎn)品的示例包括但不限于evonik公司的系列產(chǎn)品、huntsman公司的系列產(chǎn)品、eastman公司的eastoflextm系列產(chǎn)品。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中,不是必須存在apao。但若需要,本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種上述的apao。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中,apao的含量可為基于組合物的總重量的0-60重量%,優(yōu)選5-40重量%,更優(yōu)選5-30重量%,最優(yōu)選10-20重量%?;诒┑乃苄泽w適用于本發(fā)明的聲阻尼組合物的基于丙烯的塑性體優(yōu)選具有依據(jù)astmd1505測(cè)量的密度大于0.88g/m3,更優(yōu)選>0.88g/m3至1.0g/m3,以及由差示掃描量熱計(jì)測(cè)量的熔融焓大于10j/g,更優(yōu)選大于15j/g。塑性體的熔融焓的測(cè)試方法與彈性體的熔融焓的上述測(cè)試方法一致。在本發(fā)明中所述基于丙烯的塑性體也被稱為“塑性體”。本文使用的塑性體的示例包含聚丙烯均聚物或共聚物,其中共聚物中丙烯單體構(gòu)成大于50重量%,優(yōu)選大于70重量%,更優(yōu)選大于80重量%,且一種或多種共聚單體選自乙烯、丁烯、己烯、辛烯或它們的任意組合。任選地,在塑性體的分子主鏈中可以包含一種或多種官能團(tuán),例如丙烯酸、乙酸酯、磺酸酯、馬來酸酐、富馬酸及其他官能團(tuán),優(yōu)選包含馬來酸酐?;诒┑乃苄泽w的市售產(chǎn)物的示例包括可用于膜應(yīng)用和注射成型的所有丙烯均聚物或無規(guī)共聚物種類,且供應(yīng)商包括但不限于lyondellbasell、borealis、mitsui、exxonmobil、dowchemical、formosa、lgchemical、sabic、lottechemical、sk及其他供應(yīng)商。官能化的基于丙烯的均聚物/共聚物種類包括但不限于exxonmobil化學(xué)品公司的exxelortm系列產(chǎn)品、arkema公司的系列以及polyram公司的在本發(fā)明的聲阻尼組合物中,不是必須存在塑性體。但若需要,本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種上述的基于丙烯的塑性體。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中,塑性體的含量可為基于組合物的總重量的0-40重量%,優(yōu)選1-30重量%,更優(yōu)選1-20重量%,最優(yōu)選5-10重量%。增粘劑本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種增粘劑。這些增粘劑的示例包含:脂肪族石油烴樹脂、脂環(huán)族石油烴樹脂、改性烴類及它們的氫化衍生物。所述改性烴類來源于主要由烯烴或二烯烴組成的單體的聚合,所述烯烴或二烯烴任選地接枝有一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)諸如馬來酸酐。所述烯烴或二烯烴優(yōu)選選自戊間二烯、異戊二烯、二環(huán)戊二烯或2-甲基-2-丁烯。也可使用這些增粘劑類型的組合。這些增粘劑優(yōu)選具有70℃-150℃的環(huán)球法軟化點(diǎn)(依據(jù)astme28)。增粘劑的市售產(chǎn)物的示例包括但不限于idemitsu公司的imarvp100、imarvs100、imarvs110、imarvp125、imarvp140,kolon公司的su100、su100s、su110、su120、su130、su400、su420、su500、su525、r1100s、a1100s,eastman公司的eastotacc-100w、c115w、h100w、h115w、h130w、h142w、c-100r、h130r、h142r、regliter1100、regliter1125以及齊魯乙烯魯華化學(xué)有限公司的luhoreza-1100s、a1100、a2100。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中,增粘劑的含量可為基于組合物的總重量的10-50重量%,優(yōu)選20-45重量%,更優(yōu)選20-40重量%,最優(yōu)選25-40重量%。填料在本發(fā)明的聲阻尼組合物中可以包含一種或多種本領(lǐng)域已知的填料。示例包括但不限于石墨、云母、碳酸鈣、硫酸鋇、各種纖維填料和磁性填料或它們的任意組合。對(duì)于提到的纖維填料,其可包括廢紙纖維、玻璃纖維、化學(xué)纖維、木質(zhì)纖維、天然纖維等。磁性填料可用于增加對(duì)金屬基底的附著力,并且所有的氧化鐵顆粒,如feooh顆粒、feo顆粒、fe2o3顆粒、fe3o4顆粒及它們的燒結(jié)顆粒,以及含金屬的尖晶石鐵氧體顆粒,所述金屬如鋅、錳、鈷、鎳、銅、鎂和鋰,可單獨(dú)使用或以它們的任意混合物使用。在本發(fā)明的組合物中填料的含量可為基于組合物的總重量的5-70重量%,優(yōu)選10-70重量%,更優(yōu)選15-70重量%,最優(yōu)選15-45重量%。穩(wěn)定劑本發(fā)明的聲阻尼組合物可依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)一步包含常規(guī)添加劑如穩(wěn)定劑。在本發(fā)明中,術(shù)語“穩(wěn)定劑”具有與術(shù)語“抗氧化劑”相同的含義,且“穩(wěn)定劑”與“抗氧化劑”可交換使用。本文使用的穩(wěn)定劑包括受阻酚和多官能酚如含硫和含磷的酚。受阻酚為本領(lǐng)域所熟知且可以表征為在鄰近其酚羥基處還包含空間上大體積基團(tuán)的酚類化合物。特別地,叔丁基通常通過取代在苯環(huán)中的至少一個(gè)相對(duì)于其酚羥基的鄰位引入。這些在羥基附近空間上大體積取代的基團(tuán)的存在阻礙其伸縮頻率及其相應(yīng)的反應(yīng)性。因此,該空間位阻給酚類化合物提供了穩(wěn)定特性。代表性的受阻酚包含1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)苯、季戊四醇四-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)丙酸酯、正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羥基芐基)丙酸酯、4,4'-亞甲基雙(2,6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、2,6-叔丁基苯酚、6-(4-羥基苯氧基)-2,4-雙(正辛基硫代)-1,3,5-三嗪、二-正十八烷基3,5-二叔丁基-4-羥基芐基膦酸酯、2-(正辛硫基)乙基3,5-二叔丁基-4-羥基苯甲酸酯和山梨糖醇六([3-(3,5-二叔丁基-4--羥基苯基)丙酸酯。本發(fā)明的聲阻尼組合物可包含一種或多種本領(lǐng)域已知的穩(wěn)定劑。市售穩(wěn)定劑的示例包括但不限于basf公司的1010、1076以及168。在本發(fā)明的聲阻尼組合物中穩(wěn)定劑的含量可為基于組合物的總重量的0.01-10重量%,優(yōu)選0.1-5重量%,更優(yōu)選0.5-1重量%。實(shí)施例本發(fā)明將參照以下實(shí)施例進(jìn)一步具體描述和說明,但下述實(shí)施例并不意于限制本發(fā)明的范圍。在實(shí)施例中的所有數(shù)值除了clf值和密度值都以重量份表示。實(shí)施例所使用的材料·vistamaxx6202為exxonmobil化學(xué)品公司的基于丙烯的彈性體,具有0.861g/m3的密度(astmd1505)以及在230℃/2.16kg下18g/10min的mfr值(astmd1238),且其中乙烯的含量為15重量%。·vestoplast703為evonik公司的apao,具有34,000g/mol的分子量(mw),在190℃的布魯克費(fèi)爾德粘度為2000-3400cps且在23℃具有密度為0.87g/cm3?!xxelortmpo1020為購自exxonmobil化學(xué)品公司的馬來酸酐官能化的聚丙烯?!p579s為sabic的丙烯均聚物,密度(依據(jù)astmd792)為0.905g/m3以及在230℃/2.16kg下的mfr值(依據(jù)astmd1238)為47g/10min?!ikorezr-1100s為kolon化學(xué)品公司的石油烴樹脂。·eastotacc100r為eastman公司的環(huán)球法軟化點(diǎn)為100℃的石油烴樹脂(依據(jù)astme28)且熔融加德納顏色為4?!marvp100,p125以及p140為購自idemitsu的氫化石油烴樹脂且其環(huán)球法軟化點(diǎn)分別為100℃、125℃以及140℃(依據(jù)astme28)?!rganox1010為購自basf的抗氧化劑。測(cè)試方法阻尼損耗因子阻尼損耗因子依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法astme765-05測(cè)量且表示為clf(復(fù)合損耗因子)。依據(jù)saej1637-07法通過在第二階和第三階頻率阻尼比率之間的插值,獲得在200hz的阻尼損耗因子?;捉饘侔舻拈L度為240mm,基底金屬棒的厚度為1mm且基底金屬棒的寬度為10mm?;醉敳康臉悠烽L度為216mm。所有的樣品厚度為2.5mm且所有樣品的寬度為10mm。密度mettlertoledoxs204用于聲阻尼材料在室溫下的密度測(cè)試。在密度測(cè)試中依據(jù)astmd79208(基于置換法的塑料密度和比重的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法)。實(shí)施例1-4使用表1示出的組分制備聲阻尼材料1-4。聲阻尼材料1-4的制備方法相同且通過聲阻尼材料1的制備方法闡述。首先,將在表1中列出的實(shí)施例1的所有組分稱重且在z-葉片混合器中混合,隨后倒出且放在熱壓機(jī)上,在其上于140℃及1000kgf的壓力下1min將組合物壓成厚度為2.5mm的片?;谏鲜龇椒y(cè)試各種性能且結(jié)果也在表1中示出。表1:在表1中,瀝青1和瀝青2為市場(chǎng)上常規(guī)的瀝青產(chǎn)品。從表1中可看出本發(fā)明的聲阻尼材料1-4顯示出良好的阻尼性能。本發(fā)明的材料在室溫下具有大于0.1的損耗因子且室溫下的密度約為1.2,這說明相比于常規(guī)的瀝青片,節(jié)省了至少25重量%。實(shí)施例5-7表2示出的實(shí)施例5-7目的為研究填料含量對(duì)阻尼性能和密度的影響。聲阻尼材料5-7的制備方法與聲阻尼材料1相同。從表2可看出隨著石墨含量的增加,clf值相應(yīng)增加。表2:實(shí)施例8a和8b表3示出的實(shí)施例8a和8b目的為研究填料類型對(duì)阻尼性能和密度的影響。聲阻尼材料8a和8b的制備方法與聲阻尼材料1相同。結(jié)果顯示石墨和云母二者導(dǎo)致了良好的聲阻尼性能。table3:實(shí)施例9-13使用表4顯示的組分制備聲阻尼材料9-13。聲阻尼材料9-13的制備方法與聲阻尼材料1相同?;谏鲜龇椒y(cè)試各種性能且結(jié)果在表4中示出。實(shí)施例9-實(shí)施例13的密度相同,在室溫下為1.2g/ml。table4:在聲阻尼材料9-13中,包含不同的增粘劑。從表4中可看出本發(fā)明的所有聲阻尼材料9-13表現(xiàn)出良好的阻尼性能。本發(fā)明在實(shí)施方案中進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。然而,在不脫離本發(fā)明精神的情況下對(duì)實(shí)施方案的變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。所有的修改和變化均應(yīng)落入本申請(qǐng)所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12