專利名稱：聲障板構(gòu)件和用于在空腔中應(yīng)用聲障板的方法
聲障板構(gòu)件和用于在空腔中應(yīng)用聲障板的方法本發(fā)明涉及具有可熱膨脹材料的層的聲障板，并且涉及用于在空腔中提供聲障 (acoustic baffling)的方法。經(jīng)常期望密封結(jié)構(gòu)空腔，特別是汽車和其它車輛中的空腔，以減少噪聲或振動通過空腔的傳送，或防止流體進入空腔。這么做的一種途徑是將可膨脹材料引入到空腔中，然后使得所述可膨脹材料膨脹以形成密封空腔的泡沫體。泡沫體通常將是聲音或其它振動的良好吸收體，特別是如果其是稍微軟的材料。通常首先將可膨脹材料涂敷到載體上，然后將其插入到空腔中。載體提供一些最初的結(jié)構(gòu)支撐，并且可以提供將可膨脹位置固定到所想要的空腔部分中的手段。此類型的聲障板材料(baffle materials)的實例例如描述在WO 93/37506，WO 00/03894, WO 01/30906, WO 02/26549, WO 08/043385，美國專利 5，385，951，EP 452 527A1, EP 1 362 683B1 和 EP 457 928A1 中。在典型插入物中使用的載體材料的反射性質(zhì)可以導(dǎo)致空腔中的噪聲被反射出載體，而非被泡沫材料吸收。許多聲障板由硬聚合物或金屬載體構(gòu)成，其中載體邊緣覆蓋有可膨脹材料。通過固化，僅空腔壁的外部含有吸收性材料-空腔的中心橫截面被可以反射聲音的載體堵塞。更有效的聲障板將包括在載體的整個表面上而非僅在邊緣處的軟聚合物。另一種類型的聲障板包括在頂表面上覆蓋有模切或注塑聚合物的載體。底載體表面是未被覆蓋的，并且歸因于噪聲被未覆蓋的載體表面的反射而將表現(xiàn)出差的聲音吸收。 如果將可發(fā)泡材料附著到底表面，則它將在膨脹步驟過程中流掛掉(sag off)并且提供不均勻的泡沫體表面。更期望的提議(offering)將包括在載體的頂部和底部兩者上的吸聲泡沫體。在汽車應(yīng)用中，典型將聲障板插入到必須涂敷或刷漆的部件的空腔中。通常將這些汽車涂料烘焙，并且有效率的是在涂料經(jīng)受烘焙固化的同時，使聲障板中的可膨脹材料膨脹。這樣做帶來的問題是甚至在膨脹步驟發(fā)生之前，聲障板就通常將空腔隔開。這阻止了涂料滲透到空腔中并且涂布空腔的內(nèi)表面。因此需要一種允許使涂料滲透到空腔中并且仍密封空腔的方法。供此用的聲障板的備選類型包括多孔蛤殼(clam shell)，所述多孔蛤殼在由蛤殼形成的空腔中保持可膨脹材料(EP 1 362 683B1)。通過膨脹，空腔變得被泡沫材料填充，所述泡沫材料還包封所述蛤殼載體。這些部件質(zhì)量高。另外，組裝工藝和制造成本的量高-蛤殼載體必須注塑，可膨脹材料必須注塑或模切，然后這些組成部分必須手工組裝。聲障板具有的另一個問題是可膨脹材料趨于不均勻地膨脹。結(jié)果，膨脹材料在一些區(qū)域相對于其它區(qū)域可能較厚。這導(dǎo)致聲學(xué)性質(zhì)的有效性的損失，因為聲障板的聲學(xué)性質(zhì)趨于由膨脹材料的最薄區(qū)域確定。在一些情況中，膨脹變得稍微定向，這再次導(dǎo)致不一致性和有效性的損失。期望的是提供可膨脹材料在這些聲障板中的更均勻膨脹。本發(fā)明在一個方面中是一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含熱惰性載體和涂敷到所述載體上的可熱膨脹材料，其中所述載體包括壁部分，所述壁部分具有第一和第二相反側(cè)面以及從第一相反側(cè)面至第二相反側(cè)面貫穿所述壁部分的開口，其中所述開口具有0. 5至20mm的最大尺寸，并且其中所述開口總計占所述壁部分的表面積的10至 85%，并且其中所述可熱膨脹材料被涂敷到所述載體的兩個所述相反側(cè)面上，使得所述載體中的所述開口沒有被所述可熱膨脹材料填充，并且另外，其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到處于120至250°C范圍內(nèi)的溫度時通過發(fā)泡而膨脹，以在所述載體的兩個側(cè)面上形成膨脹泡沫體，所述膨脹泡沫體覆蓋所述載體中的所述開口的面積的至少99 %。在某些實施方案中，本發(fā)明還是一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將第一方面的所述未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料膨脹至其初始體積的至少400%并且在所述載體的每一個相反側(cè)面上產(chǎn)生固化的泡沫體，所述固化的泡沫體基本上覆蓋所述載體的所述相反側(cè)面的整個表面積并且填充所述載體中的所述開口的面積的至少99%。開口在將可熱膨脹材料膨脹之前允許流體通過構(gòu)件，同時在所述材料已經(jīng)膨脹之后提供連續(xù)的聲學(xué)屏障和良好的空腔密封。因此，在上述方法的特別優(yōu)選的實施方案中，在步驟a)以后，通過下列方法對所述空腔的內(nèi)部涂敷涂料或腐蝕處理劑(treatment)，并且所述涂料在步驟b)的過程中經(jīng)受熱固化使所述涂料的至少一部分通過所述聲障板構(gòu)件中的所述開口，或使涂料或腐蝕處理劑的至少一部分排放通過所述聲障板構(gòu)件中的所述開口，或使所述涂料的至少一部分通過所述聲障板構(gòu)件中的所述開口并且使涂料或腐蝕處理劑的至少一部分排放通過所述聲障板構(gòu)件中的所述開口。開口還允許在熱膨脹步驟過程中氣體通過構(gòu)件的流動。這可以改進傳熱，其進而可以加速可熱膨脹材料的膨脹并且促進膨脹的更大均勻性。本發(fā)明的此方面的另一個益處在于載體可以質(zhì)量非常低并且具有簡單設(shè)計。減小載體質(zhì)量的有益之處在于在熱膨脹固化(set)過程中，對加熱載體花費較少能量。結(jié)果， 可熱膨脹材料可以在較短時間內(nèi)并且更均勻地膨脹。簡單的載體設(shè)計可以降低成本。在許多情況下，載體可以采取具有開口以及任選的邊沿和/或某些表面特征如凸起區(qū)域的簡單平面形式，如在以下更全面地描述的。在第二方面中，本發(fā)明是一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含以壁的形式的可熱膨脹材料，所述壁具有第一和第二相反側(cè)面以及從第一相反側(cè)面至第二相反側(cè)面貫穿所述壁的開口，其中所述開口具有0. 5至20mm的最大尺寸，并且其中所述開口總計占所述壁部分的表面積的10至75%，并且其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到處于120至 250°C范圍內(nèi)的溫度時通過發(fā)泡而膨脹，以形成其中所述開口由所述可熱膨脹材料的膨脹而封閉的膨脹泡沫體。在某些實施方案中，本發(fā)明還是一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將第二方面的所述未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料膨脹至其初始體積的至少400%并且產(chǎn)生固化的泡沫體，使得所述壁中的開口由所述可熱膨脹材料的膨脹而封閉。在第三方面中，本發(fā)明是一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含熱惰性載體和涂敷到所述載體上的，可熱膨脹材料，所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到在120至250°C 范圍內(nèi)的溫度時固化并膨脹至其初始體積的至少400%以形成膨脹泡沫體，其中所述載體包括壁部分，所述壁部分具有相反表面，所述相反表面中的至少一個包括凸起區(qū)域，所述凸起區(qū)域?qū)⑺霰砻娣殖筛髯跃哂?. 25至400mm2的表面積的基本上不連續(xù)區(qū)段，并且其中所述可熱膨脹材料的至少一部分被涂敷到由所述凸起區(qū)域限定的所述基本上不連續(xù)區(qū)段內(nèi)的所述載體的至少一個表面上，以在所述載體的所述表面上形成所述可熱膨脹材料的不
連續(xù)層。本發(fā)明還是一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將本發(fā)明第三方面的所述未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料的不連續(xù)層膨脹至其初始體積的至少400%并且在所述載體的至少一個側(cè)面上產(chǎn)生固化泡沫體，所述固化泡沫體基本上覆蓋所述載體的所述側(cè)面的整個表面積。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的第三方面的不連續(xù)可熱膨脹材料以高度均勻的方式膨脹。更加均勻的膨脹通常減小沒有被泡沫體覆蓋的壁表面積的量。這提供了更一致的聲學(xué)性能，更好的空腔密封，并且另外可以減少用于獲得良好聲學(xué)和密封性能所必需的可熱膨脹材料的量。

圖1是本發(fā)明的未固化吸聲構(gòu)件的正視圖。圖IA是本發(fā)明的未固化吸聲構(gòu)件的橫向構(gòu)件的細節(jié)圖。圖IB是本發(fā)明的未固化吸聲構(gòu)件的橫向構(gòu)件的一個備選實施方案的細節(jié)圖。圖2是本發(fā)明的未固化吸聲構(gòu)件的第二實施方案的正視圖。圖2A是用于圖2中所示的未固化吸聲構(gòu)件的載體的側(cè)視圖。圖2B是圖2中所示的未固化吸聲構(gòu)件的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明的未固化吸聲構(gòu)件的第三實施方案的正視圖。圖3A是如圖3中所示的未固化吸聲構(gòu)件的側(cè)視圖。轉(zhuǎn)到圖1、IA和1B，吸聲聲障板1包括載體8。在圖1中，載體8處于格子(lattice) 形式，所述載體包括外圍5，垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4。垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4限定載體8 的壁部分。垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4在它們各自的交叉點彼此接觸，并且與外圍5 —起限定穿過載體8的開口 3。將可熱膨脹材料6涂敷到由垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4形成的壁的至少一側(cè)。圖IA和IB示例用于對載體8涂敷可熱膨脹材料6的備選途徑。在圖IA中示例的實施方案中，可熱膨脹材料6包封示意性橫向構(gòu)件4，有效地將可熱膨脹材料6形成到由垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4限定的壁的每一個相反側(cè)面上。在這樣的實施方案中，可熱膨脹材料6可以類似地包封垂直構(gòu)件2。在備選的實施方案中，垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4可以僅部分地涂布有可熱膨脹材料6。這樣的實施方案的一個實例顯示在圖IB中，其中橫向構(gòu)件 4的兩個相反側(cè)面(其對應(yīng)于載體8的壁部分的第一和第二相反側(cè)面)分別地涂布有可熱膨脹材料6。在此實施方案中可以類似地涂布垂直構(gòu)件6。在一個備選的實施方案中，載體8本身由可熱膨脹材料制成。在此情況下，垂直構(gòu)件2和橫向構(gòu)件4 (并且任選地，外圍5)由可熱膨脹材料制成，并且另外的層6不是必需的。圖2、2A和2B示例本發(fā)明的另一個方面。在圖2中，吸聲構(gòu)件21據(jù)顯示位于由結(jié)構(gòu)構(gòu)件四限定的空腔內(nèi)。吸聲構(gòu)件21包括載體觀和可熱膨脹材料沈。載體觀包括壁 22。壁22包括第一和第二相反側(cè)面，所述第一和第二相反側(cè)面中的僅1個在圖2中可見。壁22的每一個側(cè)面包括多個凸起區(qū)域M，所述多個凸起區(qū)域M作為一系列交叉脊顯示在圖2、2々和對中。凸起區(qū)域M將壁22的每一個表面分成基本上不連續(xù)區(qū)段25?；旧喜贿B續(xù)區(qū)段25各自具有0. 25至400mm2的表面積。就本發(fā)明而言，區(qū)段例如圖2中的區(qū)段25是“基本上不連續(xù)的”，條件是(1)它們通過凸起區(qū)域而完全從鄰近區(qū)段分離，如在圖3中所示，或( 條件是它們通過沿所述區(qū)段的外圍延伸至少50%、更優(yōu)選至少75%的凸起區(qū)域而從鄰近區(qū)段分離。在鄰近區(qū)段之間的小的連接是可接受的，盡管鄰近區(qū)段之間的完全分離通常是優(yōu)選的。因而，例如，脊對在一些實施方案中可以是不連續(xù)的，從而形成例如交替凸起和平坦的區(qū)域的線，使得鄰近區(qū)段在脊線中存在平坦區(qū)域的點處連接。圖2A顯示沿線2A-2A獲取的以橫截面形式的載體觀。圖2B顯示以橫截面形式的吸聲構(gòu)件21，并且示例可熱膨脹材料沈怎樣涂敷到載體觀上?？蔁崤蛎洸牧仙虮煌糠蟮奖?2的在區(qū)段25內(nèi)的相反側(cè)面。脊M保持未被涂布，或者如果被涂布，則涂布至非常小的厚度，不超過脊M的高度的50%，優(yōu)選不超過脊M的高度的25%。在圖2B中所述的具體實施方案中，可熱膨脹材料26比脊M的高度稍厚。優(yōu)選留下脊M未被涂布。組合本發(fā)明的兩個方面的實施方案顯示在圖3和3A中。吸聲構(gòu)件31據(jù)顯示位于由結(jié)構(gòu)構(gòu)件39限定的空腔內(nèi)。載體38包括壁32和外圍34。壁32具有第一和第二相反側(cè)面，所述第一和第二相反側(cè)面中的僅一個在圖1中可見。如所顯示的，壁32含有開口 33，所述開口 33在所示的實施方案中主要以規(guī)則幾何圖案排列。在圖3和3A中所示的實施方案中，可熱膨脹材料40被涂敷到壁32的每一側(cè)，基本上覆蓋除保持未被填充的開口 33以及外圍34以外的壁32的整個表面。還在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的是將可熱膨脹材料涂敷到載體 38的外圍34。圖3和3A中所示的載體也含有凸起區(qū)域。在圖3和3A中，凸起區(qū)域采取交叉脊 36和凸起開口邊緣35的形式。脊36和凸起開口邊緣35—起限定區(qū)段37。在所顯示的實施方案中，脊36和凸起開口邊緣35的高度近似等于可熱膨脹材料40的厚度。如前所述， 可熱膨脹材料40可以具有小于或稍微大于脊36和凸起開口邊緣35的高度的厚度。在本發(fā)明的第一和第二方面中，開口如圖1中的開口 3以及圖3中的開口 33各自具有0.8至 320mm2的面積。優(yōu)選地，開口各自具有3至SOmm2的面積。開口的形狀對于本發(fā)明而言通常是不關(guān)鍵的并且因此可以任意選擇。因此，開口可以是圓形的、橢圓形的、多邊形的，例如三邊形的、矩形的、六邊形的、“新月”形的、“星”形的或一些其它構(gòu)造。在一個具體情況下的開口不需要全部具有相同的尺寸或相同的形狀。開口總計可以覆蓋聲障板的壁的表面積的約10至約85%，優(yōu)選20至60%。在圖1中，開口 3總計覆蓋載體8的壁部分的表面的約60-75%。在圖3中，開口 33總計覆蓋壁32的總表面積的約20_25%。開口的具體排列也不是特別關(guān)鍵的。如在圖1和3中所示，開口 3和33以排列的行(columns)和列(rows)的圖案排列。可以使用幾乎任何備選圖案，包括開口的隨機排列， 與在可熱膨脹材料膨脹之前的聲障板的機械整體性一致。在一些情況下可以有利的是將開口的至少一些設(shè)置在載體的壁部分上的限定位置中，以更好地提供流體排放或用于其它原因。在本發(fā)明的第三方面中，凸起區(qū)域如圖2中的凸起區(qū)域24，圖3中的脊36和圖3 中的凸起開口邊緣35可以短于、等于或長于可熱膨脹材料的厚度。更優(yōu)選地，這樣的凸起區(qū)域在高度方面基本上等于(+/-0. 5mm)可熱膨脹材料沈的厚度。按絕對值計，凸起區(qū)域的厚度優(yōu)選為約0. 5至20mm，更優(yōu)選為1至12mm，并且再更優(yōu)選為1至6mm?；旧喜贿B續(xù)區(qū)段如在圖2中由參考數(shù)字25并且在圖3中由參考數(shù)字37指示的那些基本上不連續(xù)區(qū)段各自具有0. 25至400mm2，優(yōu)選1至IOOmm2的表面積。在本發(fā)明的第一和第二方面中，可熱膨脹材料(例如，分別由圖1A、2B和3A中的參考數(shù)字6J6和40指示)的厚度與開口的尺寸和數(shù)量以及可熱膨脹材料的膨脹特性一起選擇，使得通過膨脹，可熱膨脹材料膨脹以填充開口(例如分別在圖1和3中的開口 3和33) 的總面積(aggregate area)的至少99%，優(yōu)選100%。在開口的尺寸和數(shù)量以及材料的膨脹特性給定的情況下，可熱膨脹材料必須足夠厚，使得當(dāng)材料膨脹時，其可以填充開口的總表面積的至少99%。在膨脹過程中，可熱膨脹材料可以膨脹至其初始體積的至少400% (即，達到是未膨脹層的體積的4倍的體積)至其初始體積的3500%那樣多。優(yōu)選的可熱膨脹材料可以膨脹至其初始體積的1000至3000%，或至其初始體積的2000至3000%。在本發(fā)明的所有方面中，膨脹之前的可熱膨脹材料的厚度通常在0.5至12mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在1至6mm的范圍內(nèi)。本發(fā)明的任何方面的吸聲聲障板可以包括另外的功能特征。在它們中，有附著工具，例如圖3中的夾子41，其可以起到將聲障板暫時保持在結(jié)構(gòu)中的位置中直至如熱膨脹材料膨脹這樣時間的作用。在許多情況下，熱膨脹材料將起到一旦它膨脹就將聲障板附著到適當(dāng)?shù)奈恢玫淖饔?。在本發(fā)明的各個方面中使用的載體(例如，載體8、觀和38)可以由任何材料制成，所述任何材料具有足夠的機械強度以保持其形狀并且支撐可熱膨脹材料的一層或多層的重量。用于制備載體的材料還是熱惰性的，這是指它在可熱膨脹材料膨脹所處的條件下不熔融、變形或分解。例如，載體可以由金屬、陶瓷或有機聚合物制成。必要時，有機聚合物可以用纖維或其它增強材料增強以對其提供必需的機械性質(zhì)。可以用于制備載體8的有機聚合物包括高熔點熱塑塑料，例如聚酰胺、聚酰亞胺、某些聚酯。“高熔點”是指熱塑塑料所具有比在可熱膨脹材料膨脹過程中遇到的最高溫度高的熔融或軟化溫度。可熱膨脹材料由聚合物的或樹脂的組合物制成，所述組合物在室溫( 25°C )是固體或高粘性材料，并且因此可以形成為自支撐(如果不使用載體)的層，或當(dāng)使用載體時，粘附到載體或可以通過某中間粘合劑層粘附到載體。還可以將可熱膨脹材料機械固定到載體上，但是這通常是不太優(yōu)選的。聚合物的或樹脂的組合物含有有機聚合物或聚合物形成前體，和當(dāng)經(jīng)受預(yù)定高溫時產(chǎn)生氣體的可熱活化膨脹劑。通過加熱至120至250°C的溫度，聚合物的或樹脂的組合物軟化或熔融，并且膨脹劑產(chǎn)生氣體。氣體在軟化或熔融的聚合物中形成泡孔，其使可熱膨脹材料體積增加并且形成膨脹的微孔材料。膨脹通常伴隨有固化或交聯(lián)反應(yīng)，以在膨脹材料中產(chǎn)生穩(wěn)定的微孔結(jié)構(gòu)。用于制備可熱膨脹材料的聚合物的或樹脂的組合物可以含有另外的組分，例如活化劑，催化劑，固化劑，交聯(lián)劑，填料，增塑劑，潤濕劑，粘合改性劑或增粘劑，IR吸收劑，泡孔擴張劑(cell openers)等。用于制備可熱膨脹材料的聚合物和樹脂的組合物是已知的。一種類型的可熱膨脹的樹脂組合物包括一種或多種環(huán)氧樹脂和一種或多種環(huán)氧樹脂固化劑，此外還可以存在膨脹劑和其它組分。另一種類型的可熱膨脹的樹脂組合物反應(yīng)并固化以形成聚氨酯或聚脲泡沫體；這樣的組合物典型含有異氰酸酯封端的預(yù)聚物和一種或多種異氰酸酯反應(yīng)性材料，此外還可以存在膨脹劑和其它組分。第三種類型的聚合物組合物基于熱塑性橡膠， 例如苯乙烯-丁二烯共聚物。該類型的聚合物組合物描述例如在WO 2008/043385中。再另一種類型的有用聚合物組合物基于聚烯烴，例如聚乙烯或聚乙烯共聚物。這些類型的可熱膨脹材料描述在美國專利 5，385，951，EP 452 527A1, EP 457 928A1, WO 01/30906, WO 2007/117663, WO 2007/117664 和 WO 2007/249743 中。吸聲構(gòu)件方便地通過將載體預(yù)成型并且將可熱膨脹材料涂敷到預(yù)成型的載體上而制備。在載體構(gòu)造材料給定的情況下，載體可以使用合適的任何方法形成。金屬載體方便地通過沖壓方法形成，而聚合物載體更方便地通過模塑或擠出方法形成，隨后需要時進行進一步的制造?？蔁崤蛎洸牧献罘奖愕赝ㄟ^重疊注塑工藝或擠出工藝涂敷，再次地，隨后需要時進行進一步的制造。重疊注塑工藝是特別合適的，因為模具表面可以設(shè)計為提供可熱膨脹材料所需的所有必需表面特征。本發(fā)明的各個方面的吸聲構(gòu)件可用于在結(jié)構(gòu)空腔中形成聲學(xué)和其它類型的障礙 (baffling)。特別感興趣的結(jié)構(gòu)空腔是車輛組成部分，其中需要聲障以降低車輛的乘客區(qū)域中的噪聲。這樣的車輛結(jié)構(gòu)空腔的實例包括汽車和卡車的所謂的A-，B-和C-支柱和車頂縱梁，以及類似結(jié)構(gòu)。聲障板通過下列方式形成將聲障板構(gòu)件插入到空腔內(nèi)的位置中，然后將吸聲構(gòu)件加熱到足以使可熱膨脹材料膨脹的溫度。吸聲構(gòu)件相對于空腔的縱向尺寸典型橫向取向。在許多情況下，如果不是在大多數(shù)情況下的話，空腔在可熱膨脹材料已經(jīng)膨脹以后被聲障板密封。聲障板構(gòu)件優(yōu)選具有與其中要使用所述聲障板構(gòu)件的空腔的橫截面形狀大致相同的橫截面形狀。聲障板構(gòu)件可以在可熱膨脹構(gòu)件膨脹之前貼合地安置在空腔內(nèi)。在那些實施方案中，簡單的摩擦可以足以將聲障板構(gòu)件保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，直至膨脹步驟完成。在其它情況下，聲障板構(gòu)件在橫截面方面可以小于空腔。在這樣的情況下，通常期望將聲障板構(gòu)件固定到空腔以將其保持在適當(dāng)?shù)奈恢茫敝僚蛎洸襟E完成?？梢允褂脵C械工具如夾子、 釘和其它緊固件。粘合劑也可以用于該目的?？蔁崤蛎洸牧贤ㄟ^將吸聲構(gòu)件加熱到120至250°C的溫度而膨脹。優(yōu)選的膨脹溫度為140至210°C。然而，在每一種具體情況下使用的溫度將當(dāng)然取決于構(gòu)成可熱膨脹材料的聚合物的或樹脂的組合物的組成和膨脹特性。典型地，將這些組合物配制以在預(yù)定溫度范圍之內(nèi)膨脹。使加熱步驟繼續(xù)，直至可熱膨脹材料膨脹以形成泡沫體，所述泡沫體所具有的體積是可熱膨脹材料的初始體積的至少400%。膨脹優(yōu)選為初始體積的1000至3500%，更優(yōu)選2000至3000%。如果可熱膨脹材料在膨脹步驟過程中必須交聯(lián)和/或固化，則加熱步驟的溫度和時間還足以使那些過程發(fā)生。典型地，加熱步驟將需要5至60分鐘，這取決于因素如所使用的具體溫度，可熱膨脹材料的組成，所需的膨脹度，可熱膨脹材料的厚度，和載體的導(dǎo)熱性。膨脹泡沫體在大多數(shù)情況下將基本上覆蓋聲障板的每一側(cè)的整個表面積。在載體具有如本文中所述的開口的本發(fā)明實施方案中，膨脹泡沫體將覆蓋這樣的開口的總表面積的至少99%，優(yōu)選100%。最優(yōu)選地，膨脹泡沫體將形成將空腔的整個橫截面密封的聲障板。在許多汽車組裝環(huán)境中非常方便和成本有效的是與需要烘焙固化的涂料如電泳涂料(electrocoating)或其它末道漆的熱固化同時地進行熱膨脹步驟。該涂料經(jīng)常對組裝體提供抵抗銹蝕和其它環(huán)境損害的保護。由于此原因，重要的是用涂布材料覆蓋結(jié)構(gòu)的所有表面，包括空腔的內(nèi)部。當(dāng)聲障板構(gòu)件具有如本發(fā)明的第一方面中的開口時，這得以促進。在這樣的情況下，在空腔的組裝過程中或在組裝空腔以后，可以將聲障板構(gòu)件在期望的位置插入到空腔中。然后可以對得到的結(jié)構(gòu)涂敷涂料。聲障板構(gòu)件中的開口允許涂料流動通過空腔并且接觸空腔的內(nèi)表面。當(dāng)要將空腔的兩個末端都密封或當(dāng)空腔的僅一個末端敞開時，這是特別重要的。類似地，聲障板構(gòu)件中的開口允許過量的涂料在其經(jīng)歷烘焙固化之前從部件容易地排放。然后使涂布的材料經(jīng)歷加熱步驟，在此過程中涂料被烘焙固化并且可熱膨脹材料膨脹。如果在聲障板構(gòu)件中存在開口，則它們被膨脹的可熱膨脹材料覆蓋并且以此方式密封空腔。該密封在大多數(shù)情況下提供聲障，并且還可以密封空腔以防止液體如雨水進入到空腔并且引起腐蝕。當(dāng)聲學(xué)屏障構(gòu)件含有可熱膨脹材料的基本上不連續(xù)區(qū)段時，經(jīng)?？吹降膬?yōu)點是 與可熱膨脹材料是完整的一塊的情況相比，可熱膨脹材料更均勻地膨脹。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將可熱膨脹材料作為大的連續(xù)層涂敷到載體上時，經(jīng)常經(jīng)歷一定量的非均勻膨脹。當(dāng)將重疊注塑方法用于制備聲學(xué)屏障構(gòu)件時，這通常是所述的情況。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將可熱膨脹材料破碎成各自具有0. 25至400mm2的表面積的不連續(xù)區(qū)段導(dǎo)致層的更均勻膨脹。盡管本發(fā)明不限于任何理論，但是據(jù)信所述非均勻膨脹是由在涂敷可熱膨脹材料時發(fā)生的一定量的非均勻取向?qū)е碌?。將材料破碎成不連續(xù)區(qū)段將材料中的該取向限制成離散區(qū)域，使得在區(qū)段內(nèi)，取向的差別通常較小。當(dāng)在膨脹步驟過程中加熱不連續(xù)區(qū)段時，它們能夠更好地消除膨脹劑活化之前的保留的取向，這導(dǎo)致更均勻的膨脹。膨脹的材料在大多數(shù)情況下起到聲學(xué)屏障的功能，所述功能是吸收、反射或堵塞通過空腔傳導(dǎo)的噪聲和振動。膨脹的材料在其主要含有閉孔時通常很好地起到了作為聲學(xué)屏障材料的作用。因此，優(yōu)選所述膨脹的材料含有50至100%，優(yōu)選75至100%的閉孔。
權(quán)利要求
1.一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含熱惰性載體和涂敷到所述載體上的可熱膨脹材料，其中所述載體包括壁部分，所述壁部分具有第一和第二相反側(cè)面以及從所述第一相反側(cè)面至所述第二相反側(cè)面貫穿所述壁部分的開口，其中所述開口具有0. 5至20mm的最大尺寸，并且其中所述開口總計占所述壁部分的表面積的10至75%，并且其中所述可熱膨脹材料被涂敷到所述載體的兩個側(cè)面上，使得所述載體中的所述開口沒有被所述可熱膨脹材料填充，并且另外，其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到處于120 至250°C范圍內(nèi)的溫度時通過發(fā)泡而膨脹，以形成膨脹泡沫體，所述膨脹泡沫體覆蓋所述載體中的所述開口的面積的至少99%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的未固化吸聲構(gòu)件，其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到140至 220°C的溫度時膨脹至其初始體積的2000至3000%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的未固化吸聲構(gòu)件，其中所述開口總計占所述壁部分的所述表面積的20至60%。
4.一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在所述空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料膨脹至其初始體積的至少400%并且在所述載體的每一個相反側(cè)面上產(chǎn)生膨脹泡沫體，所述膨脹泡沫體基本上覆蓋所述載體的所述相反側(cè)面的整個表面積并且填充所述載體中的所述開口的面積的至少99%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中在步驟a)之后并且在步驟b)之前，將涂料或腐蝕處理劑涂敷到所述空腔的內(nèi)部，并且所述涂料或腐蝕處理劑在步驟b)過程中固化。
6.一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含以壁的形式的可熱膨脹材料，所述壁具有第一和第二相反側(cè)面以及從所述第一相反側(cè)面至所述第二相反側(cè)面貫穿所述壁的開口，其中所述開口具有0. 5至20mm的最大尺寸，并且其中所述開口總計占壁部分的表面積的10至75%，并且其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到處于120至250°C范圍內(nèi)的溫度時通過發(fā)泡而膨脹，以形成其中所述開口由所述可熱膨脹材料的膨脹而封閉的膨脹泡沫體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的未固化吸聲構(gòu)件，其中所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到140至 220°C的溫度時膨脹至其初始體積的2000至3000%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的未固化吸聲構(gòu)件，其中所述開口總計占所述壁的所述表面積的20至60%。
9.一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在所述空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料膨脹至其初始體積的至少400%并且產(chǎn)生固化的泡沫體，使得所述壁中的開口由所述可熱膨脹材料的膨脹而封閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在步驟a)之后并且在步驟b)之前，將涂料或腐蝕處理劑涂敷到所述空腔的內(nèi)部，并且所述涂料或腐蝕處理劑在步驟b)過程中固化。
11.一種未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含熱惰性載體和涂敷到所述載體上的可熱膨脹材料，所述可熱膨脹材料當(dāng)被加熱到在120至250°C范圍內(nèi)的溫度時固化并膨脹至其初始體積的至少400%以形成膨脹泡沫體，其中所述載體包括壁部分，所述壁部分具有相反表面，所述相反表面中的至少一個包括凸起區(qū)域，所述凸起區(qū)域?qū)⑺霰砻娣殖筛髯跃哂?. 25至400mm2的表面積的基本上不連續(xù)區(qū)段，并且其中所述可熱膨脹材料的至少一部分被涂敷到由所述凸起區(qū)域限定的所述基本上不連續(xù)區(qū)段內(nèi)的所述載體的至少一個表面上，以在所述載體的所述表面上形成所述可熱膨脹材料的不連續(xù)區(qū)段。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的吸聲構(gòu)件，其中所述載體具有第一和第二相反側(cè)面以及從所述第一相反側(cè)面至所述第二相反側(cè)面貫穿所述壁部分的開口，其中所述開口具有0. 5至 20mm的最大尺寸，并且其中所述開口總計占所述壁部分的表面積的10至75%。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的吸聲構(gòu)件，其中所述開口的至少一部分具有凸起開口邊緣。
14.一種對空腔應(yīng)用聲障的方法，所述方法包括a)將根據(jù)權(quán)利要求11、12或13所述的未固化吸聲構(gòu)件橫向安置在所述空腔內(nèi)；和b)將所述吸聲構(gòu)件加熱至120至250°C的溫度，加熱的時間足以使所述可熱膨脹材料的不連續(xù)層膨脹其初始體積的至少400%并且在所述載體的至少一個側(cè)面上產(chǎn)生膨脹泡沫體，所述膨脹泡沫體基本上覆蓋所述載體的所述側(cè)面的整個表面積。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于空腔密封的未固化吸聲構(gòu)件，所述未固化吸聲構(gòu)件包含熱惰性載體(8，28)和涂敷到所述載體(8，28)上的可熱膨脹材料(6，26)。所述載體(8，28)含有開口(3)，所述開口當(dāng)使可熱膨脹材料(6，26)膨脹時被覆蓋，從而密封所述空腔。所述可熱膨脹材料(6，26)可以處于具有在0.25至400mm2范圍內(nèi)的面積的基本上不連續(xù)區(qū)段(25)的形式。所述基本上不連續(xù)區(qū)段(25)在材料熱膨脹時提供高度均勻的材料膨脹。所述吸聲構(gòu)件特別用于密封汽車空腔以提供消聲并且防止流體進入到空腔中。
文檔編號G10K11/162GK102224038SQ200880132111
公開日2011年10月19日 申請日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者劉曉春, 托馬斯·梅特萊爾, 楊曉軍, 杰伊·邁克爾·圖德, 陳斌, 陳濤, 馬修·J·特平, 馬克·P·艾倫 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司