[发明专利]一种膨胀胶块及其制备、安装方法

说明书

技术领域

本发明属于空腔密封技术领域，具体涉及一种膨胀胶块及其制备、安装方法。

背景技术

随着人们环境意识的不断提高，车辆噪声问题已引起全社会的高度重视。其中，车外噪声控制须以日益严格的相关环保法规及标准为依据，而车内噪声控制则致力于满足用户对车内声学舒适性的日见苛刻的要求。因此，提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点和技术发展方向。在此背景下，车辆的噪声、振动与声振粗糙度(Noise/Vibration/Harshness，NVH)性能正逐渐演变为重要的设计指标，也是用户所关心的整车性能指标之一，NVH自然也逐渐成为卖点。汽车噪声控制水平必将成为决定车型开发成功与否的不可或缺的重要影响因素，与之相关的分析、测试及材料技术等自然成为汽车工程领域关注的新焦点。

当前主动消声技术目前尚不成熟，被动降噪仍是近年来的汽车行业所关注的重点，而汽车的空腔密封降噪成为被动降噪的关键技术之一。由于汽车车身特有的结构设计，在车身完成焊接后，车身存在空腔结构，由于空腔不均匀、管阻较大，高速气流与空腔障碍物摩擦时，会在空腔壁中形成涡流，产生湍动气流噪声；且湍动气流本身也会引起钣金件的共振，从而产生空腔钣金共振噪声；与此同时，高速气流场对车外噪声(如发动机噪声、胎噪等)也起到了传递作用。因此，抑制风噪就必须阻断空腔气流，常用方法即为采用空腔填充密封技术对空腔结构进行阻断，以防止湿气和污物侵入。由于这些空腔还会以令人不适的汽车行驶噪声和风噪声的形式传播空气噪音，因此这些密封措施也可用来降低噪声，从而提高汽车内的驾乘舒适性。

在传统型结构中，含有这些空腔的部件和车身部件均用半壳构件预制而成，之后采用焊接、压接或粘接方式将这些半壳构件结合形成封闭的空心型材。对于这种结构，在汽车车身的早期装配状态下的空腔很容易触及，因此在基本车体的早期阶段可以采用机械钩挂、插入相应保持装置之中、钻孔或者焊接方式来对进行密封的且起消音作用的膨胀块进行固定。

现有的汽车空腔密封材料和设计方式多种多样，部分为贴片式结构，其主要由高分子发泡吸音片材、黏合剂构成。此种材料的对于较大空腔密封效果差，而且其在车身生产过程中存在有一定弊端。对于空腔较大的区域，通常采用新型的膨胀胶块能有效隔绝空腔，预成型的膨胀胶块的中部是耐高温塑料，周边安装的胶块能高温膨胀，该件一般设计有一个到两个安装卡扣，可以直接固定到车身钣金件上。该设计施工工艺简单，能按照设计时体现在车身上通过安装孔位进行准确定位，隔音效果优良、施工简单，目前预成型膨胀胶块技术已在汽车领域中广泛应用。

美国专利US2006/10041227A1公开了一种具有复杂截面的空腔结构用的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的第一支架以及第二支架，第二支架可通过一系列卡扣将发泡材料（膨胀材料的一种）保持在第一支架与第二支架之间，做成三明治结构。在此，仅可由发泡材料的周边侧面面对空腔结构壁，为定向发泡提供了可能。第一支架上设置三个安装卡扣用于安装在固定板上以此将整个装置固定于空腔结构中。此种密封装置的制造工艺繁琐，需要三副注塑模具，且须由人工将装置组装成一体结构，导致批量生产成本增加。

中国专利CN1296451A描述了一种轻质的、可膨胀的膨胀胶块，所述膨胀胶块包括刚性支架板，该支架板带有注塑在外部周围的、可膨胀的密封材料。用于陆地、海上或空中交通工具的支撑通道内的一种密封制品，例如在汽车或类似交通工具的车身结构内的立柱，其能容易和廉价地制备，容易通过升高空腔的温度到在车身操作过程中通常遇到的温度(例如对于汽车喷漆烤炉为150℃～210℃)来触发，通过发泡材料，将提供对空气、湿气、其它不希望的流体和颗粒以及声音浸入的有效的密封，并提供了膨胀隔音块的支架和发泡材料几种结构形式。

美国专利US8087916B2公开了一种具有复杂支架结构的密封装置。该装置包括形状相应于空腔结构截面的支架及发泡材料，其中支架与卡扣连接结构一体注塑成型，发泡材与支架通过二次注塑成为整体。其中由于发泡材料在未发泡前与支架的粘结力较低，容易松脱，为了防止可发泡的材料与支架分离，因此在支架材料的承载发泡材料的支撑通道内布置了大量的拉料孔以此固定预成型发泡材料，然而，这些方法需要增加部件数量和更复杂的制造工艺，增加了组件的成本和重量。另外，拉料孔过小，可发泡的材料在热膨胀后由于内应力可能与支架材料脱开，特别是对于热塑性聚合物发泡材料而言。并且发泡和膨胀方向未得到适当控制，空腔存在密封不严的风险。