專利名稱：具有消音特性的型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種型材，該型材插入兩個部件之間，可達到衰減通過至少其中一個部件傳播的噪音，該型材由至少一種塑料基的消音材料i構(gòu)成。
這樣一種型材可特別地用于車輛，尤其是汽車的玻璃窗，以改善聲音的舒適度。
已逐漸克服了汽車中的機械、熱、視野起因等干擾源。但是，改善聲音的舒適度依然有其現(xiàn)實性。
這些空氣動力學源噪音，即空氣與奔馳的車輛摩擦產(chǎn)生的噪音，其本身已經(jīng)至少部分地在其源頭得到處理，即為了節(jié)省能源，修改了它們的形狀，從而改進穿過的空氣，還減少本身也是噪音源的湍流。在將外部的空氣動力學噪音源與乘客所在內(nèi)部空間分開的這些汽車車壁之中，車窗玻璃顯然是最難以處理的。不可能使用用在不透明壁處的膏狀或纖維性吸收劑，并且由于實施或重量的原因，這些厚度不可能增加太少。歐洲專利EP-B1-0 387 148提出了一些玻璃板，這些玻璃板有隔離空氣動力學源噪音的良好作用，其重量和/或厚度也沒有太大增加。于是，該專利提出了一種層壓玻璃板，其中間具有彎曲(flexion)阻尼v＝Δf/fc大于0.15，通過沖擊激勵長9cm、寬3cm的層壓棒，并且通過測量第一模式的共振頻率fc，和在振幅 的峰寬度Δf，式中A是在頻率fc時的最大振幅，可以測量所述的彎曲阻尼，所述的層壓棒材由層壓玻璃構(gòu)成，其中樹脂處在各厚4mm的兩塊玻璃板之間，其結(jié)果對于任何高于800赫茲，直到2000赫茲的頻率每個倍頻程增加9分貝和在更高頻率時每個倍頻程增加3分貝的基準指數(shù)為5分貝以上，其聲阻尼指數(shù)是沒有差別的。此外，聲阻尼指數(shù)與基準指數(shù)之差的標準差σ依然小于4分貝。兩塊玻璃板的厚度可以相同，并且等于2.2mm。因此，該專利為車輛空氣動力學噪音隔音問題提供了一種通用的解決辦法。
另外，玻璃板對頻率范圍50-300赫茲，甚至800赫茲的固體源噪音，即通過固體中間體傳播的噪音，是難以實現(xiàn)防護的。事實上，已證實使用的連接件仍不足以避免噪音通過玻璃振動傳播。因而，已觀察到在一定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，會產(chǎn)生乘客能聽到的嗡嗡噪音，從而造成乘客的不適的起源。事實上，發(fā)動機的轉(zhuǎn)動會引起振動，這種振動可傳到例如車身，從而因鏈效應(yīng)而傳到車窗。人們知道，物體受到?jīng)_擊所獲得的能量可產(chǎn)生振動現(xiàn)象，人們還知道，沖擊后立刻重新變成的自由物體以其固有的方式進行振動。每種方式與振動頻率相關(guān)。振幅取決于初始激勵(excitation initiale)，即取決于沖擊的譜分量(composante)(所研究頻率的沖擊振幅)和震動沖擊區(qū)域，按照在波腹還是在振動節(jié)點產(chǎn)生震動，其模態(tài)變形是或大或小的。
對于激勵固有方式，應(yīng)該(1)在沖擊點造成的變形不是在該模式的振動節(jié)點；和，(2)沖擊能譜在該模式共振頻率時有一個分量。
由于非常短促的沖擊具有實際均勻的能譜，所以其后一個條件實際上總是滿足的。
第一個條件也是滿足的，對于例如有端的自由棒來說，為了激勵所有這些模式只需拍打其中一端就足夠了。
這種固體激勵是外圍的，已證明在一定的發(fā)動機振動頻率，即在一定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，車輛的玻璃窗和車廂各有其振動模式，這些模式偶合可通過車窗使嗡嗡聲放大，而這種嗡嗡聲來自于在這種情況下發(fā)動機發(fā)出的噪音輻射。當然，發(fā)動機轉(zhuǎn)速引起這些現(xiàn)象對于各類車輛都是特定的，因此不能歸納為一個單一值。
因此，為了改善車廂內(nèi)對固體源噪音的聲音舒適度，專利EP 0 844075提出了一種層壓玻璃板，它包括至少一層中間體薄膜，該薄膜對固體源可聽見聲音具有非常令人滿意的消音質(zhì)量，因為在溫度10-60℃范圍內(nèi)，它具有的損失系數(shù)tanδ大于0.6，剪切模量G′小于2×107N/m2。
另一個解決方案可能在于在玻璃窗周圍安裝具有消音性能的型材。為此，專利DE 198 06 122提出了一種型材，首先將這種型材固定在車輛的窗玻璃與車身上，同時還起到消音的作用。這種型材是空心的，可填充具有減弱振動作用的膏狀材料，型材材體由粘結(jié)材料制成，它在交聯(lián)后變得富有彈性。
但是，這后一個解決方案的缺陷是沒有保證型材足夠的硬度，從而不能保證所要達到的聲音性能。
事實上，首先，所述的共擠出帶型材準備用于緊壓安裝在玻璃窗與車身之間，但這種應(yīng)用方法因緊壓與型材構(gòu)成材料相關(guān)而不能保證要求形狀的最后尺寸。然而，借助所述的型材將玻璃窗固定在車身之后，保持所述型材的尺寸對于型材應(yīng)該起到的消音性能是非常重要的，正如我們從本發(fā)明說明書中所看到的。
其次，型材材體內(nèi)的膏狀材料仍是柔軟的，在共擠出條緊壓向車身部件后，也不能保證其封閉，因為由膠粘材料構(gòu)成的型材材體在交聯(lián)前也是膏狀的，所以在放其帶時于是會引起內(nèi)部膏狀材料擴散到型材材體之外的危險。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種沒有這些現(xiàn)有技術(shù)缺陷的型材，作為消音解決方案，特別地作為汽車玻璃窗的消音解決方案。
根據(jù)本發(fā)明，該型材的特征在于它的每單位長度等效真實硬度(raideur réelle linéique équivalent)K′eq至少等于25MPa，等效損失(perte équivalent)系數(shù)tanδeq至少等于0.25。
該硬度是型材受到施加的力而發(fā)生變形的值。該硬度可用構(gòu)成型材的材料剛度與用型材的幾何形狀確定，而剛度是材料特性值，它是楊氏模量和/或剪切模量的函數(shù)。在下面的說明書部分，計算公式只是與楊氏模量有關(guān)，不再考慮剪切模量，與楊氏模量相關(guān)的拉伸-壓縮應(yīng)力與變形是充分具有代表性的。
已知每單位長度等效硬度是一個復數(shù)，它可用K*eq＝K′eq+jK″eq表述，其實部K′eq在本說明書中稱作每單位長度等效真實硬度，而虛部K″eq相應(yīng)于散耗(dissipation)能力，即對應(yīng)于在整個型材中型材變形能量轉(zhuǎn)換為熱能。
損失系數(shù)模量定義為tanδeq=K′′eqK′eq]]>為了確定由一種或多種材料制成的型材的每單位長度等效真實硬度K′eq和等效損失系數(shù)tanδeq，使用一種粘分析儀(viscoanalyseur)，即本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員聲學和聚合物專家知道的設(shè)備測定這些值。該粘分析儀測定了型材樣品的等效真實硬度K′eq和等效散耗能力K″eq，型材樣品的截面與該型材截面相同，其長度為L，然后進行如下計算-為了得到型材的每單位長度等效真實硬度K′eq，測定的等效真實硬度與長度L的比K′eq＝K′eq/L；和
-為了得到型材的等效損失系數(shù)tanδeq，測定的等效散耗能力與測定的等效真實硬度的比 有利地，該型材的每單位等效真實硬度K′eq是30-270MPa，等效損失系數(shù)tanδeq等于至少0.4。
根據(jù)第一個具體實施方式
，該型材由單一的消音材料或幾種消音材料構(gòu)成，這種或這些消音材料具有與這兩個部件粘合的性能。
根據(jù)第二個具體實施方式
，該型材由至少一種消音材料和一種粘合的非消音材料構(gòu)成，該膠接材料用于把這兩個部件彼此連接起來。
根據(jù)這第二個具體實施方式
的一個特征，該膠接材料通過兩個相對的面分別與兩個部件粘合，消音材料與兩個部件中的至少一個部件連接。
根據(jù)另一個特征，該膠接材料通過其中一個面粘合在消音材料上，該消音材料與其中一個部件連接在一起，并且通過其相對面粘合在另一個待連接部件上。
根據(jù)另一個特征，該型材由幾種消音材料構(gòu)成，這些材料按層一層在另一層上堆疊在一起，堆疊底部的其中每一種材料都與待連接的兩個部件中的一個部件連接在一起，或者與膠接材料連接在一起。
另一方面，該型材由幾種消音材料構(gòu)成，這些材料一個挨一個地并置配置，接合或沒有接合，每種有兩個相對表面的材料分別連接兩個待連接部件。
根據(jù)另一個方案，該型材由幾種消音材料構(gòu)成，這些材料以堆疊和并置方式配置，部分地構(gòu)成這種組合的至少一種或兩種材料連接兩個待連接部件。
對于所有這些方案，該型材還包括膠接材料時，后者可能與這種或這些消音材料以堆疊和/或并置方式配置。非消音的膠接材料是例如楊氏模量21MPa和損失系數(shù)tanδ0.2的聚氨酯膠合劑。
根據(jù)一個特征，用空間隔開彼此或與膠接材料在一起的這種或這些消音材料。
有利地，這種或這些消音材料選自下述塑料塑化或未塑化的聚氯乙烯；熱塑性彈性體；用彈性體改性或未改性的單組分或雙組分聚氨酯，彈性體例如是聚烯烴、EPDM(乙烯-丙烯-烯)或橡膠，特別是丁基橡膠或腈橡膠或其他苯乙烯-丁二烯橡膠；聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物；和環(huán)氧樹脂。
根據(jù)該組合物的第一個方案，該消音材料是單組分的聚氨酯，其中NCO百分數(shù)是0.5-2％，并且含有-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地80-200g)，它的iOH指數(shù)是5-10，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃，軟化點是50-80℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地120-220g)，它的iOH指數(shù)是50-100，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度2.1-2.7的異氰酸酯，它的NCO百分數(shù)是11-33％(優(yōu)選地180-220g)；-至少一種催化劑(優(yōu)選地0.5-3g)；-任選地，分子篩類填料(優(yōu)選地20-60g)；和-任選地，至少一種白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類的填料(優(yōu)選地5-60g)。
使用這樣一種組合物，由其單一材料構(gòu)成的型材，為寬15mm、厚度3mm的參照截面在20℃時具有每單位長度等效真實硬度400MPa，等效損失系數(shù)0.3。
根據(jù)該組合物的另一個方案，該消音材料是聚氨酯預(yù)聚物，它的NCO百分數(shù)是0.5-2％，該材料含有-至少一種官能度2的聚醚多醇，iOH指數(shù)是25-35，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃，分子量是3500-4500；-至少一種官能度2.3-4的聚醚多醇，其iOH指數(shù)是25-800，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是20-40，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg是-40℃至-20℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是30-90，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度是Tg0-30℃，軟化點是50-70℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度2.1-2.7的異氰酸酯，其NCO百分數(shù)是11-33％；-至少一種催化劑；-任選地，一種分子篩類的填料；和任選地，白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料。
使用這樣一種組合物，該型材為寬15mm、厚度3mm的參照截面，在20℃具有每單位長度等效真實硬度120MPa，等效損失系數(shù)0.75。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，采用擠出法和/或封裝法，和/或壓鑄法，和/或注塑法將該型材應(yīng)用到至少一個部件上。
最后，該型材沿其整個或部分長度可以有均勻或不均勻的截面。
因此，該型材可插入兩個部件之間，這兩個部件可以是金屬-金屬、玻璃-玻璃、金屬-塑料、玻璃-塑料或塑料-塑料類的。
作為實例，該型材可插在玻璃基材和金屬部件之間，以便用于該基片與金屬部件的固定。特別地，在其用于汽車玻璃窗時，把它放在玻璃窗與車身之間時，這種型材可使該玻璃窗具有改進的消音性能能，特別是與固體源噪音相比，即對于約50-300赫茲的低頻噪音尤其如此。本發(fā)明人也已觀察到，對于300-1000赫茲嗓音，所謂的污染噪音，層壓玻璃窗尤其能達到這些性能。
最后，本發(fā)明人已證明，這種型材也可達到空氣動力學噪音的消音，即對于1000赫茲以上頻率的空氣動力學噪音消音，然而這時該玻璃板更特別地是整塊的，即是由單塊玻璃構(gòu)成的。
因此，本發(fā)明的型材可用于玻璃窗，特別是汽車的玻璃窗。該玻板窗可由整塊玻璃、層壓玻璃或所謂的“聲學”層壓玻璃，即加入具有聲學特性的塑料薄膜的玻璃構(gòu)成。
最后，本發(fā)明確定了一種型材消音特性的評定方法，該型材用于插在兩個由至少一種消音材料i構(gòu)成的部件之間，其特征在于該方法是評定型材的每單位長度等效真實硬度K′eq和等效損失系數(shù)tanδeq，每單位長度等效真實硬度等于至少25MPa，并且等效損失系數(shù)等于至少0.25時，該型材具有消音特性。
如上所述，使用粘分析儀評定型材的每單位長度等效真實硬度K′eq和等效損失系數(shù)tanδeq。
由下面的說明書與附圖，可體現(xiàn)出本發(fā)明的其他優(yōu)點和特點，其附圖

圖1a-1c表示了本發(fā)明型材第一個實施方式的三種方案，用型材將兩個部件連接起來的部分截面圖；圖2a-2d說明了根據(jù)第二個實施方式的多種方案，用型材型材將兩個部件連接起來的部分截面圖，該型材由堆疊的材料構(gòu)成；圖3a-3d說明了根據(jù)第二個實施方式的多種方案，用型材型材將兩個部件連接起來的部分截面圖，該型材由并置的材料構(gòu)成；圖4a-4d說明了根據(jù)第二個實施方式的多種方案，用型材型材將兩個部件連接起來的部分截面圖，該型材由一個或多個堆疊的材料和一個或多個并置的材料組合構(gòu)成；圖5用圖解法表示了根據(jù)第一個實施方式，使用型材將兩個部件結(jié)合起來的步驟；圖6表示與其中一個待結(jié)合部件連接的一種型材形狀方案的型材視圖；圖7用圖解法表示根據(jù)第二個實施方式用型材將兩個部件結(jié)合起來的步驟；圖8a-8f以截面圖的方式說明了或示出了與其中一個待結(jié)合部件連接的另一個型材形式方案的型材；圖9用圖解法表示了根據(jù)圖8a另一種方案，用型材將兩個部件結(jié)合起來的步驟；圖10a和10b說明了與其中一個待結(jié)合部件連接的兩種消音材料共擠出的兩種方案；圖11a和11b用圖解法表示分別根據(jù)圖4d類兩個方案，用型材將兩個部件結(jié)合起來的步驟；圖12表示了根據(jù)每單位長度等效真實硬度K′eq的值與等效損失系數(shù)tanδeq的值，用裝有型材的玻璃基材獲得的第一撓曲模式的模態(tài)消音；和圖13表示了三種型材測定噪音隨汽車發(fā)動機工作狀態(tài)變化的曲線。
這些圖都是圖示性的，不表示本發(fā)明不同部件之間不同量的相對比例，具體地厚度和寬度的相對比例，這也為了便于閱讀。
圖1a是玻璃板1與載體部件2連接的部分截面圖，該載體部件例如是汽車車身。由至少一塊玻璃基材構(gòu)成的玻璃板可用具有消音特性的型材3固定在車身上。
因此，型材3將分兩個部件1和2連接起來并插入其間，該部件在這里作為實例分別是車身和玻璃板，型材3除起到本發(fā)明振動消音的作用之外，還起到兩個部件固定機構(gòu)的作用，同時還保證起到密封的功能，使乘坐車輛的乘客不會受到外部環(huán)境(如灰塵、濕氣、水)的刺激。但是，在另一種應(yīng)用中，該型材只是插在兩個部件之間才實現(xiàn)其消音的功能，而沒有起到將這兩個部件連接起來的作用。例如，該型材可以固定在第一個部件上，例如建筑物內(nèi)房間門框，并且還可以與第二個部件連接，例如門，當這個門關(guān)閉時，該型材能經(jīng)受足以吸收門框激勵能的門和門框表面應(yīng)力時，則能夠減少在所述門關(guān)閉空間內(nèi)的聲輻射。
我們將在下文中看到對型材3結(jié)構(gòu)所作的描述。這種型材可以非特別聲學的功能性方式進行裝飾，如用密封唇口或用邊飾進行裝飾。
用每單位長度等效真實硬度和損失系數(shù)參數(shù)限定型材的消音特性。
該型材可由單一材料或多種材料構(gòu)成，在后一種情況下，應(yīng)該考慮到每種材料的每單位長度硬度。因此應(yīng)談到每單位長度等效硬度，它可用K*eq表示，因此，該術(shù)語相應(yīng)于整個型材的等效硬度，而術(shù)語“每單位長度”用于表示它涉及1米的型材。
已知每單位長度等效硬度K*eq是一個復數(shù)，可寫作K*eq＝K′eq+jK″eq，實部K′eq在本說明書中稱之每單位長度等效真實硬度，虛部K″eq對應(yīng)于散耗，即對應(yīng)于整個型材由其型材形變能轉(zhuǎn)換為熱能。
可以根據(jù)下式描述K*eq，因為該型材可能由幾種材料構(gòu)成[Keq*]α=Σ[Ki*]α---(1)]]>式中K*i是構(gòu)成型材的每種材料i的每單位長度復合硬度；對于以串聯(lián)方式，即按照本說明書余下部分稱之堆疊的排列方式配置的多種材料i堆疊，α＝-1。
對于以并聯(lián)方式，即按照本說明書余下部分稱之并置排列方式配置的多種材料i來說，α＝1。
在堆疊和并置組合的情況下，可計算堆疊和并置的每單位長度等效硬度，這時再將該型材恢復到只為堆疊或只為并置，如分別是α＝-1或α＝1。
這樣例如給出串聯(lián)兩種材料1K*eq=1k*1+1K*2]]>即1(K'eq+jK''eq)=1(K'1+jK''1)+1(K'2+jK''2)]]>因此K′eq=[K′12K′2+K′′12K′2+K′1K′22+K′1K′′22][(K′1+K′2)2+(K′′1+K′′2)2]]]>和K′′eq=[K′12K′′2+K′′12K′′2+K′′1K′22+K′′1K′′22][(K′1+K′2)2+(K′′1+K′′2)2]]]>對于平行的兩種材料，那么K’eq＝K’1eq+K’2eqet K”eq＝K”1eq+K”2eq。
下面參看圖1a-1c、2a-2d、3a-3d和4a-4d，說明多種材料i呈堆疊和/或并置排列實施例。
另外，每單位長度硬度取決于構(gòu)成型材的一種或多種材料的剛度，而且還取決于構(gòu)成型材的每種材料截面的尺寸大小。
此外，由于涉及長度1米型材，還涉及長Li和厚度ei的矩形截面，并且基于型材沿其寬度受到均勻壓縮拉伸應(yīng)力(剪切力不予考慮)的原理，在等式(1)中一定材料的每單位長度硬度K*i描述如下K*i=E*i×Liei---(2)]]>式中E*i是構(gòu)成型材的材料i的復合楊氏模量。
分成實部和虛部時，等式(2)還可描述如下Ki*=Ki'+jKi''=Ei'×Liei+jEi''×Liei]]>式中Ei′是復合楊氏模量的實部，并在本說明書中稱之楊氏模量；和Ei″是復合楊氏模量的虛部。
提醒注意，根據(jù)本發(fā)明，表征型材聲學特性的其中一個參數(shù)是每單位長度等效真實硬度K′eq，即復數(shù)K*eq的實部。通過測定每種材料的楊氏模量E′i，即用粘分析儀測定其楊氏模量E′i進行估算后，如前面所解釋的那樣可以通過計算估算出K′eq。為了使計算結(jié)果有效，可以用粘分析儀進行測定估算出K′eq。
然而，型材的形狀是矩形時，可采用這些計算結(jié)果。對于其他的任何形狀，事實上應(yīng)使用粘分析儀測定這個量。
這些材料不是簡單的矩形時，為構(gòu)成這種型材而選擇待使用材料時，通過確定將每種材料真實截面逼近于型材受到拉伸-壓縮力的矩形截面，應(yīng)能進行近似計算。如果這些計算結(jié)果有利于這種材料的選擇，因為它們滿足下面將公開的要求保護的標準，則使用粘分析儀測定檢查這些計算結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，為了使型材3實現(xiàn)其消音功能，它的每單位長度等效真實硬度K′eq應(yīng)該至少等于25MPa。優(yōu)選地，每單位長度等效真實硬度K′eq是30-250MPa。
另外，如前面所描述的，等效損失系數(shù)(或等效損失角正切)tanδeq涉及型材的消音特性，該系數(shù)可用下述關(guān)系式確定tanδeq=K′′eqK′eq---(3)]]>式中，K′eq是整個型材的每單位長度等效真實硬度(K*eq的實部)，K″eq是散耗能力(K*eq的虛部)。
以與估計每單位長度等效真實硬度相似的方式，使用用于計算K′eq和K″eq的方程式(3)、方程式(1)和(2)，通過計算應(yīng)估計出損失系數(shù)，使用粘分析儀分別測定構(gòu)成型材的各種材料復合楊氏模量的實部和虛部，通過計算應(yīng)估算出K′eq和K″eq。使用粘分析儀測量整個型材應(yīng)能證實這些計算結(jié)果，涉及選擇任何非矩形截面材料時尤其如此。
在所有這些情況下，為了保證該型材滿足下面公開要求保護的有關(guān)這個損失系數(shù)的標準，將用粘分析儀測定每單位長度等效真實硬度，并計算損失系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，型材3的等效損失系數(shù)tanδeq至少等于0.25時，型材3具有消音的特性。
等效損失系數(shù)和每單位長度等效真實硬度不僅取決于型材中一種或多種材料的化學性質(zhì)，而且還取決于型材截面的幾何形狀。另外，該型材在等效損失系數(shù)和每單位長度等效真實硬度方面滿足本發(fā)明要求保護的標準時，有可能通過修改它們而優(yōu)化這些參數(shù)，以便進一步提高聲學性能。
可通過改變型材截面尺寸修改這些參數(shù)。例如，如果這種型材由單一材料構(gòu)成，并且具有矩形截面，那么通過減少該型材的厚度e與增加其寬度L，可以增加其每單位長度等效真實硬度。
可以采用不同方式從結(jié)構(gòu)上構(gòu)造型材3。
根據(jù)圖1a-1c說明的第一個具體實施方式
，這種型材3由至少一種消音材料4構(gòu)成，取決于型材準備使用的類型，該消音材料4保證消音功能，將兩個部件連接起來的功能，以及任選地密封功能。在考慮的汽車玻璃窗實例中，這種型材也優(yōu)選地保證密封功能。這種由一種或多種消音材料構(gòu)成的型材結(jié)構(gòu)在本說明書下文中將被稱作整塊型材，這些消音材料還實現(xiàn)了兩個部件連接的功能。
根據(jù)第一個具體實施方式
，第一個方案(圖1a)在于用單一材料制成型材，該材料符合關(guān)于等效損失系數(shù)和每單位長度等效真實硬度所說明的標準，還具有與部件1和2粘結(jié)的特性，如果必要，還具有密封性。
第一個
具體實施例方式
的第二方案在于用兩種消音材料4a和4b制成型材3，這兩種消音材料滿足本發(fā)明的標準。這些材料的消音功能彼此可能或強或弱，但這兩種材料結(jié)合起來時，得到的每單位長度等效真實硬度與等效損失系數(shù)能滿足消音標準。它們以堆疊方式一個疊一個排列(圖1b)，或者以并置方式一個挨一個排列(圖1c)，任選地被空間隔開(未畫出)。這兩種材料與它們連接的兩種部件中的至少一種部件都具有粘結(jié)性。
還可能考慮兩種以上的消音材料，它們以并置和/或堆疊方式組合在一起(未畫出)。
本說明書的后面部分將提到可用于整塊型材的材料實例。
根據(jù)圖2a-2d、3a-3d和4a-4d說明的第二個具體實施方式
，這種型材3由至少一種消音材料4和一種非消音的膠接材料5構(gòu)成。該材料4保證了消音功能，它還與兩個待接合部件1和2中的至少一個部件連接，而膠接材料5保證連接部件1和2的功能，同時它還與兩個部件1和2中的至少一個部件連接。材料4和5具有化學上的相容性，以便如果必要，根據(jù)該實施方案保證其相互粘附性。根據(jù)該型材的用途，材料4和5可以具有密封性。
在這第二個具體實施方式
中，非消音的膠接材料5僅起到連接兩個部件1和2的作用，并且還具有密封性。該材料本身不具有任何的消音性能。但是，必需使它具有適當?shù)暮穸群蛯挾?，因為它具有的楊氏模量Ei’和損失系數(shù)tanδ，可影響整個型材3的每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)，因此影響整個型材3的消音性能。
根據(jù)這第二個具體實施方式
，材料在兩個部件之間的排列是可以改變的。
這種排列可以是堆疊型的(圖2a-2d)，即這些材料以堆疊方式一個疊一個排列，堆疊底部的每種材料都與兩個待接合部件1和2中的一個部件連接。
這種排列可以是并置型的(圖3a-3d)，即這些材料彼此粘著或不粘著，每種材料有兩個相對的表面，它們分別與兩個待接合部件1和2連接。
第二個
具體實施例方式
的第三種方案是一種將堆疊與并置組合的排列(圖4a-4d)，部分構(gòu)成這種組合的至少一種材料或兩種材料與兩個待接合部件1和2連接。
因此，圖2a-2d說明了以堆疊方式排列的各種不同的方案。
圖2a-2b中的堆疊由具有消音性能的材料4組成，和由將型材與其中一個部件粘結(jié)的非消音材料5組成。在圖2a中，材料4與材料1連接，玻璃基材，和膠接材料5通過其中一個面50粘附在消音材料4上，并通過其相對面5 1粘附在部件2(車身)上；而在圖2b中，材料4和5分別與車身和玻璃基材連接。這些材料堆疊具有相同的寬度L1，并且每個堆疊具有厚度e1、e2，該厚度可根據(jù)材料性質(zhì)進行修改，因此根據(jù)每種材料的損失系數(shù)進行修改，以便使該型材的每單位長度等效真實硬度和/或等效損失系數(shù)最優(yōu)化。
圖2c和2d相應(yīng)三種材料的堆疊，其中兩種材料40和41構(gòu)成消音材料4，第三種材料構(gòu)成膠接材料5。圖2c中，這些材料堆疊的寬度是相同的，而圖2d的寬度則不同，研究了每個堆疊的厚度，以便使型材3的每單位長度等效真實硬度和/或等效損失系數(shù)最優(yōu)化。
圖3a-3d說明了以并置方式排列的不同方案。
在圖3a中，兩種材料的并置排列在于使消音材料4與膠接材料5粘著在一起，這兩種材料具有相同的厚度，并且通過該膠接材料的兩個相對面50和51與兩個部件1和2(它們是玻璃基材和車身)連接。確定寬度L1和L2，以使每單位長度等效真實硬度和/或等效損失系數(shù)的計算結(jié)果最優(yōu)化。
圖3b表示其中材料4和5顛倒排列的圖3a，非消音的膠接材料放在乘坐車輛的乘客一側(cè)。
圖3c重復圖3a，只是這些材料不是連接而是被空間6隔開。
圖3d代表了三種連接材料的并置方式，非消音膠接材料5夾在兩種消音材料42和43之間，42和43構(gòu)成消音材料4。這些材料42和43可以相同或不同。
根據(jù)以并置方式配置不同材料的一定厚度，研究每種消音材料4(因此還有42和43)和膠接材料5的寬度，以保證所有這些材料的每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)，并因此保證型材3的每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)足以達到所要求的消音功能。
圖4a-4d是一種堆疊排列和并置排列的組合，至少其膠接材料通過兩個相對的面與待接合部件1和2連接。
圖4a是一種膠接材料5與消音材料4并置方式，后者由不同材料44和45堆疊構(gòu)成，這些材料的消音彼此或強或弱。
圖4b重復圖4a，只是膠接材料5與消音材料4(44、45)之間為空氣空間6。
圖4c說明了幾種連接材料的并置方式，其膠接材料5夾在消音材料4之間，而消音材料4由兩個至少兩種不同材料46、47堆疊構(gòu)成，這些堆疊彼此可以不同。
圖4d說明了三種連接材料的并置方式，一種膠接材料5和兩種相同或不同的消音材料4。膠接材料5夾在兩種消音材料4之間，它的其中一面51沿著型材寬度L延伸，并與其中一個部件2連接，以致這些材料4以厚度e1疊置在厚度為e2的材料5上。膠接材料5的相對一面50與另一個部件1連接，其面50寬度是L2，而材料4以寬度L1和L3緊挨著所述部件1配置。
在第二個具體實施方式
中，其中非消音的膠接材料5不同于消音材料4，膠接材料5還用于提供密封性，膠接材料5例如是聚氨酯膠合劑，如Dow Automotive公司銷售的GURIT BETASEAL 170。在給出的實例中，該材料可保證固定車廂玻璃窗與對氣體、灰塵、水蒸汽、液體水和溶劑的密封。
本發(fā)明人已確定了幾種塑料，它們可以提供第一個具體實施方式
或第二具體實施方式
消音材料4所要求的消音性，而根據(jù)參比方案40-47不采用第二具體實施方式
。
作為實例可以提及-增塑聚氯乙烯或非增塑聚氯乙烯；-熱塑性彈性體；-可以用或不用彈性體改性的單組分或雙組分聚氨酯，彈性體例如是聚烯烴、EPDM(乙烯-丙烯-二烯)或橡膠，特別是丁基橡膠或腈橡膠或苯乙烯-丁二烯橡膠；-聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物；和-環(huán)氧樹脂。
前面提及的組合物還可以含有有機或無機填料，如滑石、二氧化硅、碳酸鈣、高嶺土、氧化鋁、分子篩、炭黑、石墨或熱解二氧化硅，金屬填料，例如氧化鋅、二氧化鈦、氧化鋁或磁鐵礦。填料含量可以是最后組合物重量的0-50重量％。
關(guān)于熱塑性彈性體(TPE)，它們由聚合物混合物或由嵌段共聚物組成，它們顯示出熱塑性相和彈性體相，任選地在共聚物的情況下它們彼此化學鍵合在一起。
關(guān)于聚氨酯，可以考慮熱塑性氨酯(TPU)，它們例如以非反應(yīng)性聚合物形式存在，是由幾種多元醇得到的，其中至少一種形式是具有熱塑性的嵌段，而至少另一種形式是具有彈性的嵌段。
還可能選擇具有多種反應(yīng)性組成聚氨酯基的單組分或雙組分類材料。作為實例，特別可以列舉具有聚酯、聚醚、聚己酸內(nèi)酯、聚烯烴或聚硅氧烷主鏈的聚氨酯預(yù)聚物基單組分組成。具有硅氧烷封端的預(yù)聚物優(yōu)點是，它無需發(fā)泡便可在濕的條件下固化。這些聚氨酯組成可以用彈性體進行改性，具體地用腈、SBR或丁基橡膠，或用熱塑性彈性體或者用具有一定柔韌性的不可交聯(lián)聚合物(例如聚烯烴或增塑PVC)進行改性。
在可濕致交聯(lián)和/或熱交聯(lián)的單組分聚氨酯預(yù)聚物組成中，可通過多元醇與聚合或非聚合二異氰酸酯的反應(yīng)得到這些組成。
這些組成中的多元醇可以是聚乙烯、環(huán)氧丙烷或聚四氫呋喃類的聚醚多醇，聚碳酸酯多醇或聚丁二烯多醇或聚酯多醇，它們都是無定形的或結(jié)晶的，芳族或脂族的，并以脂肪酸二聚物、芳族或脂族二酸、蓖麻油、1，3-或1，4丁二醇、二異丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、己二醇或卡必醇類增鏈劑為基的?？筛鶕?jù)ASTM E 222-94標準定義的羥基指數(shù)(iOH)確定這些多元醇的分子量，而羥基指數(shù)(iOH)定義為與1g多元醇的羥基含量等效的氫氧化鉀毫克數(shù)。使用的NOH范圍是5-1500。這些多元醇的官能度是2-6。
這些異氰酸酯可以是芳族或脂族的，其中有二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)、己烷二異氰酸酯(HDI)。用NCO百分數(shù)也可確定異氰酸酯的性質(zhì)，根據(jù)ASTMD 5155-96標準，NCO百分數(shù)定義為產(chǎn)物中異氰酸酯(NCO)官能團的重量份。產(chǎn)物的官能度是2-2.7。
多元醇與異氰酸酯反應(yīng)所需的催化劑可以是含有錫的催化劑，例如二月桂酸二丁基錫(DBTDL)、辛酸錫。還可使用含有鉍的催化劑或嗎啉基催化劑，例如二嗎啉代基二乙醚(DMDEE)。
為了防止所選預(yù)聚物起泡，還可以添加消泡添加劑，它是基于雙-噁唑烷基的化合物。最后，往所選預(yù)聚物中添加不同的增塑劑也可能很有利。
一般而言，以下述方式在部件1和2之間施用型材3(圖5)采用我們在本說明書下面部分詳述的施用技術(shù)，把型材3放在部件1上。根據(jù)與部件2接合的型材自由表面化學性質(zhì)，或者可以采用通常方式粘合這個表面，因為該表面在室溫時具有膠合性能，或者采用紅外、紫外、高頻、微波或感應(yīng)類能源7激活這個自由表面，而該表面達到適當溫度時，往已與第一部件1(例如基材)接合的型材施加壓力，該壓力對著第二部件2(例如車身)，以便將它們連接起來。校準一種或多種激活材料的能量和厚度，以便在其元件1和2之間達到所要求的最終寬度和厚度。
可以采用不同的方式將型材3應(yīng)用到第一部件上。采用的技術(shù)取決于一種或多種材料的性質(zhì)，并取決于材料的堆疊和/或并置配置。
可以采用至少四種校準型材安放技術(shù)，這四種技術(shù)可分開采用或組合采用擠出、重疊注塑(surmoulage)(封裝)和壓鑄法(transfertàpartir d’un moulage)。關(guān)于傳遞方法，更詳細信息可參見法國專利申請FR 01/15039。
擠出技術(shù)可保證型材的幾何形狀不變。有利地，賦予型材的形狀可能有利于它與接合的部件固定在一起，從而保證其要求的幾何形狀。使用的這些消音材料在80℃的粘度應(yīng)該是100-500Pa.s，這些材料在50℃以下時被固定。因此，這些材料具有能足以保持擠出后的幾何形狀的原始強度和觸變性。優(yōu)選地，它們是單組分類材料，并將保證與待接合第一部件(在列舉實施例中為玻璃基材)良好膠粘。
根據(jù)第二項技術(shù)，這種型材被重疊注塑在其中一個部件上，從而有利地使其具有任何要求的形狀，因此使聲性能達到最優(yōu)化，同時保證型材在玻璃窗上任一點的尺寸，因為對于這些聲音性能要求，在與型材接合的部件整個周長上，型材的寬度和厚度均勻性就不是很必要的(圖6)。所用材料的粘度不應(yīng)該超過一定的限度，而雙組分產(chǎn)物凝固應(yīng)該是快速的。
根據(jù)第三項技術(shù)，還可以模塑這種型材，并將這種型材轉(zhuǎn)移到其中一個部件上，以保持其模塑優(yōu)點，減少實施模塑產(chǎn)品的成本。如圖2d所示，因為這種技術(shù)能夠得到有多種形狀的材料堆疊，所以這種技術(shù)能將擠出與重疊注塑的優(yōu)點結(jié)合在一起。對于擠出而言，濕致交聯(lián)材料要求材料最小的原始強度和最小粘性。如果采用單組分類系統(tǒng)熱交聯(lián)，則凝固時間很快。對于這些雙組分系統(tǒng)，它們是迅速凝固的。
最后，注塑技術(shù)也是人們期望的。涉及把適合接合這種材料的部件放在模子中，該模子有一個與人們希望生產(chǎn)型材形狀相符的空腔，然后，把由熔融態(tài)消音材料構(gòu)成的模塑料注入模子中。
下面可將使用的技術(shù)實例分為兩類根據(jù)型材的第一個實施方式，兩個部件接合起來，即作為整個型材，與根據(jù)第二個實施方式，即這種型材由至少兩種分別相應(yīng)于消音材料和非消音膠粘材料的材料4和5構(gòu)成。
對于整個型材3，通過選擇的四種技術(shù)中的一種技術(shù)，可以把型材應(yīng)用到玻璃基材1上。
對于只用單一消音材料4擠出到部件1上，該消音材料還保證其與部件連接的功能，本發(fā)明人已研制出材料A，它符合本發(fā)明標準，其表面被激活，從而能與部件2連接。涉及一種濕致交聯(lián)的單組分聚氨酯，它只有一個玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg，并且含有-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地80-200g)，其iOH指數(shù)是5-10，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃，軟化點50-80℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地120-220g)，其iOH指數(shù)是50-100，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度2.1-2.7的異氰酸酯，NCO百分數(shù)11-33％(優(yōu)選地180-220g)；-至少一種催化劑(優(yōu)選地0.5-3g)；-任選地，分子篩類填料(優(yōu)選地20-60g)；和-任選地，至少一種白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料(優(yōu)選地5-60g)。
該聚氨酯預(yù)聚物A的NCO百分數(shù)是0.5-2％。
構(gòu)成其矩形截面等于參照截面L×e＝15mm×3mm型材而使用的這樣一種材料A時，在120赫茲與室溫20℃條件下測量的楊氏模量E′值是80MPa。那么由單一材料的損失系數(shù)構(gòu)成的等效損失系數(shù)等于0.3，每單位長度等效真實硬度等于400MPa。
根據(jù)第二個實施方式，為了貼合由至少兩種材料4和5構(gòu)成的型材3，有可能將這兩種材料共擠出在玻璃基材1上。在這第一個步驟之后，加熱型材自由面并把它應(yīng)用到車身上(圖7)，或者根據(jù)材料的性質(zhì)直接把自由表面應(yīng)用到車身上，這樣達到其連接。
可選擇地，可能的是將消音材料4重疊注塑或模塑后轉(zhuǎn)移到玻璃基材上，使其具有要求的形狀(圖8a-8f)。然后采用擠出方法把膠接材料5放在消音材料4的自由面上(圖9)。因此，可以例如采用凸緣48(圖8a、8b、8c)為消音材料提供特定的外形，這些凸緣可用于導向這種膠接材料，所述膠接材料配置時還可用于限定這種材料的厚度和/或?qū)挾?，或者例如采用凸出部?9(圖8d、8e、8f)為消音材料提供特定的外形，而這些凸出部分能夠校正膠接材料的厚度。為了這種連接，如果必要的話，可加熱配置在消音材料4上的膠接材料5表面，然后把該型材放到車身上(圖9)。
在型材3由膠接材料5和兩種堆疊類消音材料40和41構(gòu)成的情況下，可以將這兩種消音材料共擠出在玻璃基材1上，如圖10a和10b兩個方案所說明的。然后，如圖9說明的，膠接材料5放在與基材相反的消音材料自由表面上，再進行連接。
圖11a和11b顯示了借助圖4d所說明那類型材的兩個相應(yīng)方案，實施部件1與部件2連接的步驟。首先，材料4進行模塑，再轉(zhuǎn)移到部件1上。它具有特別的幾何形狀，特別地它被分成兩部分400和401，形成了一個接納通道402，該通道為連接時膠接材料5的槽。膠接材料5最終有兩個相反的面，而其面分別與兩個部件1和2連接。
由至少一種消音材料4和至少一種膠接材料5構(gòu)成的型材實例，由作為消音材料4的材料B和粘結(jié)膠合劑5組成，該膠合劑例如是非消音的聚氨酯膠合劑。每種材料的矩形截面都是寬15mm，厚度3mm，這樣表示寬15mm和厚度6mm的型材總截面等于參照截面。
本發(fā)明研制的復合材料B是濕致交聯(lián)的單組分聚氨酯類材料，具有一個玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度，它含有-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地350-450g)，其OH數(shù)是20-40，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg-40℃至-20℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其OH數(shù)是30-90(優(yōu)選地35-250g)，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg0-30℃，軟化點50-70℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度2.1-2.7的異氰酸酯，其NCO百分數(shù)是11-33％(優(yōu)選地150-230g)；-至少一種催化劑(優(yōu)選地0.5-3g)；-任選地，分子篩類填料(優(yōu)選地20-80g)；和-任選地，至少一種白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料(優(yōu)選地5-60g)。
該聚氨酯預(yù)聚物B的NCO百分數(shù)是0.5-2％。
該消音材料B在室溫20℃下的楊氏模量和損失系數(shù)值如下E′＝35MPa，tanδ＝1.4。
由聚氨酯膠合劑制成的非消音膠接材料5的楊氏模量和損失系數(shù)值在120赫茲與室溫20℃條件下是E′＝21MPa，tanδ＝0.2。
每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)值分別等于70MPa和0.95。
本發(fā)明人還研制了其他的消音材料C，該材料具有粘結(jié)性，特別地在低的溫度(-60℃至-10℃)下還具有粘合強度。這種材料與材料A和B不同，有兩個玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度。涉及一種聚氨酯預(yù)聚物，它含有-至少一種官能度2的聚醚多醇，其iOH指數(shù)是25-35，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃，分子量是3500-4500；-至少一種官能度2.3-4的聚醚多醇，其iOH指數(shù)是25-800，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是20-40，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg-40℃至-20℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是30-90，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg0-30℃，軟化點為50-70℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度2.1-2.7的異氰酸酯，NCO百分數(shù)是11-33％；-至少一種催化劑；-任選地，一種分子篩類填料；和-任選地，白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料。
該聚氨酯預(yù)聚物的NCO百分數(shù)是0.5-2％。
特別地，我們可以根據(jù)上述組合物C作為混合物描述，％NCO是1.8-2.2％，并且它含有-180-220g官能度2的聚醚多醇，iOH指數(shù)是25-35，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃，分子量3500-4500；-75-115g MDI類異氰酸酯，％NCO等于11.9％；-5-30g炭黑；-0.5-3g催化劑；-10-30g熱解二氧化硅；-135-180g液體和無定形的聚酯多醇A，其iOH指數(shù)是27-34，分子量3500，官能度2，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃；-35-85g液體和無定形的聚酯多醇B，其iOH指數(shù)是為27-34，分子量3500，官能度2，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg分別為+20℃；-55-110gMDI類異氰酸酯，％NCO等于11.9％；和-20-80g分子篩。
對于構(gòu)成其矩形截面等于參照截面L×e＝15mm×3mm型材所使用的這樣一種材料C，在120赫茲與室溫20℃條件下測量的楊氏模量E′值是22MPa。由單一材料損失系數(shù)構(gòu)成的等效損失系數(shù)等于tanδ＝0.75，每單位長度等效真實硬度等于120MPa。
這種有兩個玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的材料C在低的溫度下也很好使用，因為它不僅應(yīng)具有消音的性能，而且還應(yīng)具有粘附力。事實上，在-40℃，損失系數(shù)等于0.38，楊氏模量值是900MPa，本發(fā)明人認為是粘結(jié)強度性質(zhì)的緣故，即材料與其連接的部件之間沒有粘合斷裂的危險時，以致對于頻率50-500赫茲，材料的剛度E’小于2000MPa。
因此，本發(fā)明人已成功地選擇了消音材料組合物，這些組合物符合本發(fā)明規(guī)定的每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)標準。為了檢查型材中使用的一種或多種具有消音性能的材料，以及這種或這些型材的截面形狀符合本發(fā)明提出的標準，本發(fā)明人制定了一種評定方法。
當處理材料的矩形截面時，適合的是-測量準備用于這種型材的一種或多種材料的楊氏模量Ei’和散耗能力Ei”；-使用前面列出的等式(1)、(2)和(3)評定每單位長度等效真實硬度K’eq和等效損失系數(shù)tanδeq；-最后，將這些型材K’eq和tanδeq值分別與參照值25MPa和0.25比較，得到超過以上值的聲性能。
將能夠優(yōu)化這些參數(shù)值，因此，通過改變這些材料的厚度和寬度，可實現(xiàn)更好的噪音衰減。
在一定的測定條件下，使用以商標名METRAVIB銷售的粘分析儀測定每種材料的楊氏模量Ei’和散耗模量Ei”，這些條件說明如下-正弦應(yīng)力；-由矩形平行六面體構(gòu)成的材料試樣，其尺寸是在由粘分析儀生產(chǎn)者規(guī)定的范圍內(nèi)，例如*厚度e＝3mm*寬度L＝5mm*高度＝10mm-動態(tài)振幅靜止位置附近±5×10-6m，
-頻率范圍5-400赫茲-溫度范圍-60℃至+60℃。
粘分析儀能夠在精確的溫度和頻率條件下使材料樣品受到變形應(yīng)力，并因此能夠得到和處理表征這種材料的流變學量。
利用力、位移和相移隨著在不同溫度下頻率而變化的原始測量數(shù)據(jù)，能夠特別地用于確定該材料的楊氏模量Ei’和散耗模量Ei”。
為了使上述用于尋找材料和尺寸的評定方法有效，并在任何情況下都能保證型材具有本發(fā)明所要求保護的這些特征，使用粘分析儀直接測定型材樣品的等效真實硬度和等效損失模量，該型材樣品的截面與該型材的截面和長L相同。然后必須進行以下計算-測定的等效真實硬度與長L的比，以得到型材每單位長度等效真實硬度K’eq，K′eq＝K′eq/L；和-測定的等效散耗能力與測定的等效真實硬度的比，以得到型材的等效損失系數(shù)tanδeq∶keq”/keq’。
最后，本發(fā)明人根據(jù)圖12的圖，按照每單位長度等效真實硬度K’eq和等效損失系數(shù)tanδeq選擇說明用型材3達到的聲性能。橫軸給出等效損失系數(shù)值，而縱軸給出每單位長度等效真實硬度值。根據(jù)這些值，該圖表明玻璃基材(800mm×500mm，厚度4mm)測量的第一撓曲模式模態(tài)消音，借助在四周排列的型材將該玻璃基材膠合在大理石上和基材面上，該等效損失系數(shù)tanδeq可以是0.15-1，每單位長度等效真實硬度不超過400MPa。應(yīng)注意到，由tanδeq＝1得到的這些增加值可以推導出相同等效硬度值的tanδeq＞1。
模態(tài)消音可根據(jù)比例0-30％表示這種模態(tài)消音，消音越大，以分貝表示的聲音增加就越高。
第一撓曲模式的模態(tài)消音定義如下。模態(tài)消音是由機械阻抗Z測量結(jié)果推導出來的(機械阻抗Z是頻率響應(yīng)函數(shù)模量，由于在一點沿著與所述基材垂直的方向噴射點狀力，在這同一點給出了垂直于玻璃基材的振動速度)，該機械阻抗Z是在所述基材中心使用沖擊錘和加速計測量的。
第一撓曲模式的頻率相應(yīng)于低于120赫茲的頻率，在這個頻率機械阻抗是最大的。它記為f1。在頻率f1的機械阻抗值記為Zmax。
半高帶寬度相應(yīng)于f1附近頻率范圍的寬度，這些頻率是Z>Zmax/2]]>。它記為Δf。
第一撓曲模式的模態(tài)消音相應(yīng)于Δf/f1比。
根據(jù)這些值，該圖表明對于同樣的損失系數(shù)和不同的等效硬度，這些模態(tài)消音，并因此這些消音性能(分貝增加)是可變的，或反之亦然。
于是，例如每單位長度等效真實硬度100MPa和損失系數(shù)0.5-1時，有可能得到接近30％的模態(tài)消音，而如果每單位長度等效真實硬度同樣100MPa，損失系數(shù)只是0.3，則消音不超過5％。
還可以看到，例如損失系數(shù)0.8時，最佳的每單位長度等效真實硬度是約100MPa，還可以看到，增加每單位長度等效真實硬度僅僅會降低可能達到的模態(tài)消音。
這個圖能夠表明，如前面所解釋的材料A應(yīng)用于整個型材時產(chǎn)生5-10％模態(tài)消音，而它具有每單位長度等效真實硬度400MPa，等效損失系數(shù)0.3。
材料B與非消音聚氨酯膠合劑接合應(yīng)用于前面在第二個實施方式中作為實例引用的型材可以產(chǎn)生大于20％模態(tài)消音，而它具有每單位長度等效真實硬度70MPa，等效損失系數(shù)0.95。
此外，圖13還顯示了三種型材的測定汽車內(nèi)噪音隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的三條對比曲線。
曲線C1對應(yīng)于標準層壓玻璃板，該玻璃板裝配了由非消音聚氨酯膠合劑構(gòu)成的標準型材，具有9mm×6mm參照截面。
曲線C2對應(yīng)于標準玻璃板，該玻璃板裝配了由組成A消音材料4構(gòu)成的本發(fā)明整個型材，具有15mm×3mm參照截面。
曲線C3對應(yīng)于標準玻璃板，該玻璃板裝配了由組成B消音材料4和用非消音聚氨酯膠合劑制成的膠接材料5構(gòu)成的本發(fā)明型材，具有15mm×6mm參照截面。
術(shù)語“標準層壓玻璃板”應(yīng)理解是由兩塊厚度2.1mm玻璃片和一塊厚度0.76mm的聚乙烯醇縮丁醛中間膜構(gòu)成的玻璃板。
下表列出三種型材的每單位長度等效真實硬度和等效損失系數(shù)值。

圖13的曲線證明了，使用本發(fā)明的型材能達到改善噪音的降低。該圖中，以分貝表示的噪音是汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速(以轉(zhuǎn)/分表示)的函數(shù)。這里測量的噪音頻率范圍是50-160赫茲，即相應(yīng)于固體源噪音的頻率范圍，對于這里作為實例引用的一定類型汽車，還相應(yīng)于1500-5000轉(zhuǎn)/分鐘汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的頻率范圍。
應(yīng)指出，這些測量結(jié)果與玻璃板面積無關(guān)。
這些結(jié)果顯示出，在頻率110赫茲，它相應(yīng)于3400轉(zhuǎn)/分鐘，也相應(yīng)于高速公路上的正常速度，曲線C1的玻璃板測量噪音明顯高于曲線C2的玻璃板測量噪音，比曲線C3的玻璃板測量噪音則更加明顯；從圖12中曲線圖也能看出，分別根據(jù)兩個方案的一個方案，使用本發(fā)明的型材，于是可以達到噪音消音分別4分貝和13分貝。
使用曲線C2的型材可能是優(yōu)選的，因為它在3400轉(zhuǎn)/分有良好的消音性能，轉(zhuǎn)速超過4000轉(zhuǎn)/分時還具有良好的性能，可以看到在這個轉(zhuǎn)速時測定的噪音是82分貝，而對于使用標準型材的對應(yīng)曲線C1，測定的噪音是87分貝。因為本發(fā)明型材的每單位長度等效真實硬度遠大于標準型材，所以得到這個結(jié)果。
作為在兩個部件1和2之間插入的實例，例如將它們彼此固定的玻璃基材和汽車車身，因此作為玻璃-金屬接合的實例，描述了具有消音性能的本發(fā)明型材?？稍O(shè)想本發(fā)明消音型材的其他應(yīng)用，例如金屬-金屬、玻璃-玻璃、金屬-塑料、玻璃-塑料和塑料-塑料接合的應(yīng)用。術(shù)語“塑料”應(yīng)理解是如環(huán)氧樹脂、聚酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂之類的塑料，或塑料基復合材料，如聚丙烯(PP)，以及增強纖維，如玻璃纖維或木纖維。
關(guān)于金屬-金屬接合，例如涉及膠粘在汽車車身上的金屬件。因此，為了使輻射到乘客所乘車廂內(nèi)噪音得到衰減，一般用螺拴固定的汽車門窗戶開啟機械部件，可以用本發(fā)明的消音型材通過膠合進行固定。
有關(guān)玻璃-塑料的接合，例如涉及固定汽車后窗。
有關(guān)塑料-塑料或塑料-金屬接合，例如涉及構(gòu)成汽車后擋板的不同部件接合，或者用玻璃纖維增強的聚氨酯泡沫塑料基的車頂膠接在汽車金屬車身上。
權(quán)利要求
1.一種型材(3)，該型材插入兩個部件(1，2)之間，可達到衰減通過至少其中一個部件傳播的噪音，該型材(3)由至少一種塑料基的消音材料i構(gòu)成，其特征在于型材(3)的每單位長度等效真實硬度K′eq至少等于25MPa，等效損失系數(shù)tanδeq至少等于0.25。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的型材，其特征在于它的每單位長度等效真實硬度K′eq是30-270MPa，等效損失系數(shù)tanδeq至少等于0.4。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于型材(3)是由僅一種消音材料(4)或多種消音材料(4a、4b；40、41；42、43；44、45；46、47)構(gòu)成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的型材，其特征在于這種或這些消音材料具有與兩個部件(1，2)膠合的性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的型材，其特征在于型材(3)是由至少一種消音材料(4)和一種非消音的膠接材料(5)構(gòu)成的，該膠接材料用于將兩個部件(1，2)彼此連接起來。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的型材，其特征在于膠接材料(5)通過兩個相對面(50、51)分別粘著在兩個部件(1，2)上，該消音材料與兩個部件中的至少一個連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的型材，其特征在于膠接材料(5)通過其中一個面(50)粘著消音材料(4)，該材料與其中一個部件(1)連接，并且膠接材料通過其相對面(51)粘著在其它待接合部件(2)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于型材(3)是由多種消音材料(4a、4b；40、41；44、45；46、47)構(gòu)成的，這些材料按層一層在另一層上堆疊配置，堆疊底部的其中每種材料都與兩個待接合部件(1、2)中的一個部件連接，或者與膠接材料(5)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-7中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于型材(3)是由多種消音材料(4c、4d；42、43)構(gòu)成的，這些材料一個挨一個地并置配置，接合或沒有接合，每種有兩個相對表面的材料分別連接兩個待接合部件(1、2)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的型材，其特征在于型材(3)是由多種消音材料構(gòu)成的，這些材料以堆疊和并置方式配置，至少一種或兩種材料部分地構(gòu)成這種組合，這種組合連接兩個待接合部件(1、2)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5-10中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于膠接材料(5)與一種或多種消音材料以堆疊和/或并置方式配置。
12.根據(jù)權(quán)利要求5-11中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于一種或多種消音材料彼此間或與膠接材料(5)之間都是用空氣空間(6)分開的。
13.根據(jù)權(quán)利要求5-12中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于非消音的膠接材料(5)是楊氏模量E’為21MPa和損失系數(shù)tanδ為0.2的聚氨酯膠合劑。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于這種或這些消音材料選自下述的塑料塑化或未塑化的聚氯乙烯；熱塑性彈性體；用彈性體改性或未改性的單組分或雙組分聚氨酯，彈性體例如是聚烯烴、EPDM(乙烯-丙烯-二烯)或橡膠，特別是丁基橡膠或丁腈橡膠或苯乙烯-丁二烯橡膠；聚丙烯酸烷基酯或聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物；和環(huán)氧樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求15所述的型材，其特征在于這種塑料含有有機或無機填料，如滑石、二氧化硅、碳酸鈣、高嶺土、氧化鋁、分子篩、炭黑、石墨、熱解二氧化硅或金屬填料。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的型材，其特征在于該消音材料是單組分的聚氨酯，其中NCO百分數(shù)是0.5-2％，并且含有-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地80-200g)，它的iOH指數(shù)是5-10，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃，軟化點是50-80℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地120-220g)，它的iOH指數(shù)是50-100，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于或等于-50℃；-至少-種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度為2.1-2.7的異氰酸酯，它的NCO百分數(shù)是11-33％(優(yōu)選地180-220g)；-至少一種催化劑(優(yōu)選地0.5-3g)；-任選地，分子篩類填料(優(yōu)選地20-60g)；和-任選地，至少一種白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類的填料(優(yōu)選地5-60g)。
17.由根據(jù)權(quán)利要求17所述的單一消音材料構(gòu)成的型材，其特征在于它在20℃與參照截面15mm寬和3mm厚條件下的每單位長度等效真實硬度是400MPa，等效損失系數(shù)是0.3。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的型材，其特征在于這種消音材料是單組分聚氨酯，其NCO百分數(shù)是0.5-2％，并且含有-至少一種官能度2的聚酯多醇(優(yōu)選地350-450g)，其OH數(shù)是20-40，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg-40℃至-20℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其OH數(shù)是30-90(優(yōu)選地35-250g)，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg0-30℃，軟化點50-70℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度為2.1-2.7的異氰酸酯，其NCO百分數(shù)是11-33％(優(yōu)選地150-230g)；-至少一種催化劑(優(yōu)選地0.5-3g)；-任選地，分子篩類填料(優(yōu)選地20-80g)；和-任選地，至少一種白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料(優(yōu)選地5-60g)。
19.由根據(jù)權(quán)利要求19所述的消音材料堆疊和聚氨酯膠合劑類非消音膠接材料構(gòu)成的型材，其特征在于這兩種材料中的每一種在20℃與參照截面15mm寬和3mm厚條件下的每單位長度等效真實硬度是70MPa，等效損失系數(shù)是0.95。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的型材，其特征在于這種消音材料是聚氨酯預(yù)聚物，其NCO百分數(shù)是0.5-2％，該材料含有-至少一種官能度2的聚醚多醇，iOH指數(shù)是25-35，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃，分子量是3500-4500；-至少一種官能度2.3-4的聚醚多醇，其iOH指數(shù)是25-800，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是20-40，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg是-40℃至-20℃；-至少一種官能度2的聚酯多醇，其iOH指數(shù)是30-90，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度是Tg0-30℃，軟化點是50-70℃；-至少一種二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)類的官能度為2.1-2.7的異氰酸酯，其NCO百分數(shù)是11-33％；-至少一種催化劑；-任選地，一種分子篩類的填料；和-任選地，白堊、高嶺土、滑石、氧化鋁、炭黑或石墨類填料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的型材，其特征在于％NCO是1.8-2.2％，并且它含有-180-220g官能度2的聚醚多醇，iOH指數(shù)是25-35，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg低于-50℃，分子量3500-4500；-75-115g MDI類異氰酸酯，％NCO等于11.9％；-5-30g炭黑；-0.5-3g催化劑；-10-30g熱解二氧化硅；-135-180g液體和無定形的聚酯多醇A，其iOH指數(shù)是27-34，分子量3500，官能度2，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg-30℃；-35-85g液體和無定形的聚酯多醇B，其iOH指數(shù)是為27-34，分子量3500，官能度2，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg分別為+20℃；-55-110gMDI類異氰酸酯，％NCO等于11.9％；和-20-80g分子篩。
22.由根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的單一消音材料構(gòu)成的型材，其特征在于它在20℃與參照截面15mm寬和3mm厚條件下的每單位長度等效真實硬度是120MPa，等效損失系數(shù)是0.75。
23.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于采用擠出法和/或封裝法，和/或壓鑄法，和/或注塑法將該型材應(yīng)用到至少一個部件上。
24.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于該型材沿其整個或部分長度有均勻或非均勻的截面。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-21中任一權(quán)利要求所述的型材，其特征在于它與金屬-金屬、玻璃-玻璃、金屬-塑料、玻璃-塑料或塑料-塑料類的兩個部件(1，2)接合。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的型材，其特征在于它插在玻璃基材與金屬部件之間，以便用于將基材固定到金屬部件上。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的型材，其特征在于它用于將玻璃板固定到汽車車身上。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的型材，其特征在于該玻璃板由層壓玻璃板構(gòu)成，而層壓玻璃板由至少兩塊玻璃板與一塊消音薄膜構(gòu)成。
29.一種型材消音特性的評定方法，該型材用于插在兩個由至少一種消音材料i構(gòu)成的部件之間，其特征在于該方法是評定型材的每單位長度等效真實硬度K′eq和等效損失系數(shù)tanδeq，每單位長度等效真實硬度等于至少25MPa，并且等效損失系數(shù)等于至少0.25時，該型材具有消音特性。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于評定型材每單位長度等效真實硬度K′eq和等效損失系數(shù)tanδeq包括該型材每種構(gòu)成材料i楊氏模量Ei′和散耗能力Ei″的測量步驟和使用下式的計算步驟[Keq*]α=[Ki*]α---(1)]]>K*i=E*i×Liei---(2)]]>tanδeq=Keq''Keq'---(3)]]>式中Li和ei代表該材料的寬度和厚度。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于使用粘分析儀測量該型材每種構(gòu)成材料i的楊氏模量Ei′和散耗能力Ei″。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于使用粘分析儀直接測量型材樣品的等效真實硬度K′eq和等效散耗能力k″eq，該樣品截面與型材截面相同，其長度為L，然后進行下述計算-為了得到型材的每單位長度等效真實硬度K′eq，測定的等效真實硬度與長度L的比K′eq＝K′eq/L；和-為了得到型材的等效損失系數(shù)tanδeq，測定的等效散耗能力與測定的等效真實硬度的比k″eq/k′eq。
全文摘要
一種型材(3)，該型材插入兩個部件(1，2)之間，可達到衰減通過至少其中一個部件傳播的噪音，該型材(3)由至少一種塑料基的消音材料構(gòu)成，其特征在于型材(3)的每單位長度等效真實硬度(K′
文檔編號B60JGK1671572SQ03818403
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者M·雷菲爾德, B·莫特萊特, D·勒魯瓦, F·德魯永 申請人:法國圣戈班玻璃廠