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CN110682646B - 一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法 - Google Patents

一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法 Download PDF

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CN110682646B CN201910875597.7A CN201910875597A CN110682646B CN 110682646 B CN110682646 B CN 110682646B CN 201910875597 A CN201910875597 A CN 201910875597A CN 110682646 B CN110682646 B CN 110682646B
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Jiangsu Huanyu Auto Parts Co ltd
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Abstract

一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法。所述前围板包括前围板本体(1)，前围板本体(1)外设置有第一吸音层(2)，第一吸音层(2)外设置有混合纤维吸音层(3)，混合纤维吸音层(3)外设置有第二吸音层(4)，第二吸音层(4)外设置有降噪减振板(5)，降噪减振板(5)外依次设置有隔热层(6)和防护层(7)。本发明的汽车前围板结构简单，在保证强度、刚度的基础上，具有优异的阻尼减振特性，可以减少隔音吸音附件，不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，还实现了前围板的轻量化，且制造工艺简单。

Description

一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车减振技术领域，具体地，涉及一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法。
背景技术
现代生活中，汽车成为人们的主要交通工具，随着汽车行业的发展，人们开始对汽车的舒适安静提出要求，而汽车的噪声主要来源于发动机，因此与驾驶室与发动机间的前围板成为了降噪的关键。前围板是发动机舱与车厢之间的隔板，它和地板、前立柱联接，安装在前围上盖板之下，前围板上有许多孔口，作为操纵用的拉线、拉杆、管路和电线束通过之用，还要配合踏板、方问机柱等机件安装位置。
目前，随着噪声控制的法规越来越严格，以及用户对车内声学环境的舒适性要求不断提高，汽车企业越发重视从开始设计上达到减振降噪的目的。在汽车行驶的过程中，因道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体，而现有前围板的降噪效果较差，会使发动机舱内的噪音传动驾驶舱内，对驾驶舱内的人员造成听觉上的影响，降低了驾驶时的安全性。
现有技术中的汽车前围板主要存在如下问题：
(1)前围板一般采用厚度为0.8mm的DC04普通钢，再加上相应的隔音吸音垫和减振沥青板构成钢板前围板系统。整个系统的重量大约为18.7kg，重量比较重。然而随着汽车工业技术的发展，人们对汽车隔声材料的要求越来越高，不仅要求隔声声效果更好，同时还要材料越轻越薄；
(2)对于隔声存在一个普遍的规律即质量作用定律，材料越重(面密度越大)隔声效果会越好。对于单层实墙，面密度每增加一倍，隔声量在理论上增加6dB。传统的隔声材料，例如玻璃纤维棉、发泡胶、静隔音吸音棉等，这些材料主要靠声波在孔隙中传播时动能转化为热能的方式来实现声波衰减，对噪声高频段的作用明显，但在中低频段很难起到理想的抑制作用。因此，为了有效地隔离600-1200HZ的中低频声波，需要厚达70dm左右的材料隔层，很难满足实际需要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种轻量吸音型汽车用双密度前围板及其制备方法。本发明的汽车前围板结构简单，在保证强度、刚度的基础上，具有优异的阻尼减振特性，可以减少隔音吸音附件，不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，还实现了前围板的轻量化，且制造工艺简单。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种轻量吸音型汽车用双密度前围板，包括前围板本体，前围板本体外设置有第一吸音层，第一吸音层外设置有混合纤维吸音层，混合纤维吸音层外设置有第二吸音层，第二吸音层外设置有降噪减振板，降噪减振板外依次设置有隔热层和防护层；
所述前围板本体由改性ABS树脂制成，所述改性ABS树脂包括以下重量份的原料：纳米氮化硅10-12份、硅酸四乙酯1-2份、PVDF28-30份、ABS树脂60-65份、硅氧烷偶联剂1-1.2份、硫化剂DCP0.2-0.3份、聚异氰酸酯10-12份；
所述混合纤维吸音层为通过将熔喷聚丙烯纤维和PP棉纤维按质量比1:2混合，并以500g/m2-700g/m2编织在一起来获得；所述聚丙烯纤维包含以下质量份的原料：聚丙烯75-80份、刚玉10-15份和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐6-8份；
所述第一吸音层和第二吸音层均由包含占各自吸音层总重量的30wt％-40wt％的聚乙烯纤维的改性达克纶的无纺布制成；所述改性达克纶包含支化聚苯乙烯、达克纶和白油，所述支化聚苯乙烯的分子量为500000～800000g/mol，支化度g′为0.5；支化聚苯乙烯的用量为达克纶质量的1-1.5％，每100g达克纶中含有白油为1-1.5mL/；
所述聚乙烯纤维的熔点为128-130℃，其由聚乙烯与晶形蜡按质量比1:3混合而得，其中添加质量为聚乙烯的0.5-0.8％的硅酮。
优选的，防护层包括耐磨层、抗静电层和防水防油层；所述前围板本体(1)的内侧依次设置阻燃层，所述阻燃层为环氧树脂层，所述阻燃层的厚度为0.2-0.3mm；所述耐磨层为聚酰亚胺层，所述耐磨层的厚度为0.1-0.2mm。
在上述任一方案中优选的是，所述降噪减振板包括发泡橡胶层和包裹在发泡橡胶层中的铝制板；发泡橡胶层中的发泡橡胶按照质量份，由以下物质制成：橡胶100-110份、硫化剂2-3份、活性剂5-6份、发泡剂2-3份、分散剂4-5份、防老剂1-2份、促进剂7-8份和铝粉30-40份。
本发明为解决上述技术问题所采用的另一技术方案是一种轻量吸音型汽车用双密度前围板的制备方法，包括以下步骤：
A.分别制备前围板本体、降噪减振板和隔热层，备用；
B.设置成型模具，其中根据吸音层和混合纤维吸音层的厚度将成型模具的两个移动模板插入由成型模具的固定模板合模后形成的型腔，使移动模板完全把型腔分成三部分，两端是吸音层的原料注入区域，中间是混合纤维吸音层的原料注入区域；
C.分别将熔融的吸音层的原料注射到型腔两端的吸音层的原料注入区域，将熔融的混合纤维吸音层的原料注射到型腔中间的混合纤维吸音层的原料注入区域；
D.利用蒸汽熟化型腔里的原料使之成焓；
E.成焓后再通入冷水冷却型腔，即完成第一吸音层、混合纤维吸音层和第二吸音层三层结构的成型；
F.将前围板本体，第一吸音层、混合纤维吸音层、第二吸音层三层结构，降噪减振板和隔热层接合成一体，并在隔热层的外侧设置防护层，在所述前围板本体的内侧依次设置阻燃层；得最终的前围板成品。
优选的，所述聚丙烯纤维通过以下步骤制备：将聚丙烯、刚玉和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐熔融混合后挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒；然后将所得到的改性聚丙烯母粒进行纺丝、卷绕和热牵引，得到改性聚丙烯纤维。
在上述任一方案中优选的是，所述PVDF的聚合度为160-170；所述ABS树脂的聚合度为650-680。
在上述任一方案中优选的是，所述改性达克纶通过以下步骤制备：将支化聚苯乙烯、达克纶和白油在室温下，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混得到；所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为230-240℃，主机转速为200-210r/min，喂料转速为130-140r/min。
在上述任一方案中优选的是，所述聚乙烯纤维通过以下步骤制备：将聚乙烯与晶形蜡在混合釜中高效剪切混匀，添加硅酮，注入双螺杆熔融挤出机，经挤出成型，水浴固化，切割制得均一切粒；将制得的切粒送入熔融纺丝机，脱泡挤出，由喷丝头喷丝进入骤冷环境凝固定型，再浸渍到带牵伸装置的二甲苯溶剂浴中萃取，使纤维牵伸取向，制得聚乙烯纤维半成品丝；将所制得的聚乙烯纤维半成品丝置于辐照环境下处理，辐射剂量为100-120kGy，再经温度梯度热处理并牵伸，最终获得聚乙烯纤维。
本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。
本发明的有益效果：
1.本发明能够保证不影响发动机运行和驾驶室操作的前提下，通过在前围板外包裹各吸音层、降噪减振板、隔热层和防护层来减少汽车行驶时产生的噪音和振动，因此可以提高驾驶员的驾驶体验。
2.本发明以ABS树脂层作为汽车前围板材的核心层，利用其强度高、韧性好、易于加工成型的高分子特点，使其具有非常好的抗冲击性能。充分利用各其他高分子材料的性能特点，进行合理配置组合，形成一种功能多样，性价比非常高的汽车前围板材，满足现在汽车行业发展的需要。本发明的前围板不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，同时外形美观、手感舒适、重量轻、耐刮擦、低气味且制造工艺简单。
3.本发明的汽车前围板结构简单，在保证强度、刚度的基础上，具有优异的阻尼减振特性，可以减少隔音吸音附件，不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，还实现了前围板的轻量化，且制造工艺简单。
4.本发明的轻量化前围板结构提高了发动机舱与驾驶舱之间的隔音效果，同时避免了驾驶人员受到噪音的影响，提高了汽车行驶时的安全性；延长了前围板的使用寿命，架构简单且便于操作，提高了前围板安装的工作效率。
5.本发明能将两种不同的原料一次成型成具有两种不同密度的产品，节约了一半的制造周期，提高了产能，节约了制造成本；产品中由不同密度材料构成的部位完全成焓在一起，增加了产品的强度；尺寸和形状更能符合设计要求，保证了质量的稳定性。
附图说明
图1是根据本发明的轻量吸音型汽车用双密度前围板的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。
实施例1
参见图1，一种轻量吸音型汽车用双密度前围板，包括前围板本体1，前围板本体1外设置有第一吸音层2，第一吸音层2外设置有混合纤维吸音层3，混合纤维吸音层3外设置有第二吸音层4，第二吸音层4外设置有降噪减振板5，降噪减振板5外依次设置有隔热层6和防护层7；
所述前围板本体1由改性ABS树脂制成，所述改性ABS树脂包括以下重量份的原料：纳米氮化硅10-12份、硅酸四乙酯1-2份、PVDF28-30份、ABS树脂60-65份、硅氧烷偶联剂1-1.2份、硫化剂DCP0.2-0.3份、聚异氰酸酯10-12份；
所述混合纤维吸音层3为通过将熔喷聚丙烯纤维和PP棉纤维按质量比1:2混合，并以500g/m2-700g/m2编织在一起来获得；所述聚丙烯纤维包含以下质量份的原料：聚丙烯75-80份、刚玉10-15份和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐6-8份；
所述第一吸音层2和第二吸音层4均由包含占各自吸音层总重量的30wt％-40wt％的聚乙烯纤维的改性达克纶的无纺布制成；所述改性达克纶包含支化聚苯乙烯、达克纶和白油，所述支化聚苯乙烯的分子量为500000～800000g/mol，支化度g′为0.5；支化聚苯乙烯的用量为达克纶质量的1-1.5％，每100g达克纶中含有白油为1-1.5mL/；
所述聚乙烯纤维的熔点为128-130℃，其由聚乙烯与晶形蜡按质量比1:3混合而得，其中添加质量为聚乙烯的0.5-0.8％的硅酮。
防护层7包括耐磨层、抗静电层和防水防油层；所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层，所述阻燃层为环氧树脂层，所述阻燃层的厚度为0.2-0.3mm；所述耐磨层为聚酰亚胺层，所述耐磨层的厚度为0.1-0.2mm。
所述降噪减振板5包括发泡橡胶层和包裹在发泡橡胶层中的铝制板；发泡橡胶层中的发泡橡胶按照质量份，由以下物质制成：橡胶100-110份、硫化剂2-3份、活性剂5-6份、发泡剂2-3份、分散剂4-5份、防老剂1-2份、促进剂7-8份和铝粉30-40份。
一种轻量吸音型汽车用双密度前围板的制备方法，包括以下步骤：
A.分别制备前围板本体1、降噪减振板5和隔热层6，备用；
B.设置成型模具，其中根据吸音层和混合纤维吸音层的厚度将成型模具的两个移动模板插入由成型模具的固定模板合模后形成的型腔，使移动模板完全把型腔分成三部分，两端是吸音层的原料注入区域，中间是混合纤维吸音层3的原料注入区域；
C.分别将熔融的吸音层的原料注射到型腔两端的吸音层的原料注入区域，将熔融的混合纤维吸音层3的原料注射到型腔中间的混合纤维吸音层3的原料注入区域；
D.利用蒸汽熟化型腔里的原料使之成焓；
E.成焓后再通入冷水冷却型腔，即完成第一吸音层2、混合纤维吸音层3和第二吸音层4三层结构的成型；
F.将前围板本体1，第一吸音层2、混合纤维吸音层3、第二吸音层4三层结构，降噪减振板5和隔热层6接合成一体，并在隔热层6的外侧设置防护层7，在所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层；得最终的前围板成品。
所述聚丙烯纤维通过以下步骤制备：将聚丙烯、刚玉和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐熔融混合后挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒；然后将所得到的改性聚丙烯母粒进行纺丝、卷绕和热牵引，得到改性聚丙烯纤维。
所述PVDF的聚合度为160-170；所述ABS树脂的聚合度为650-680。
所述改性达克纶通过以下步骤制备：将支化聚苯乙烯、达克纶和白油在室温下，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混得到；所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为230-240℃，主机转速为200-210r/min，喂料转速为130-140r/min。
所述聚乙烯纤维通过以下步骤制备：将聚乙烯与晶形蜡在混合釜中高效剪切混匀，添加硅酮，注入双螺杆熔融挤出机，经挤出成型，水浴固化，切割制得均一切粒；将制得的切粒送入熔融纺丝机，脱泡挤出，由喷丝头喷丝进入骤冷环境凝固定型，再浸渍到带牵伸装置的二甲苯溶剂浴中萃取，使纤维牵伸取向，制得聚乙烯纤维半成品丝；将所制得的聚乙烯纤维半成品丝置于辐照环境下处理，辐射剂量为100-120kGy，再经温度梯度热处理并牵伸，最终获得聚乙烯纤维。
实施例2
参见图1，一种轻量吸音型汽车用双密度前围板，包括前围板本体1，前围板本体1外设置有第一吸音层2，第一吸音层2外设置有混合纤维吸音层3，混合纤维吸音层3外设置有第二吸音层4，第二吸音层4外设置有降噪减振板5，降噪减振板5外依次设置有隔热层6和防护层7；
所述前围板本体1由改性ABS树脂制成，所述改性ABS树脂包括以下重量份的原料：纳米氮化硅10-12份、硅酸四乙酯1-2份、PVDF28-30份、ABS树脂60-65份、硅氧烷偶联剂1-1.2份、硫化剂DCP0.2-0.3份、聚异氰酸酯10-12份；
所述混合纤维吸音层3为通过将熔喷聚丙烯纤维和PP棉纤维按质量比1:2混合，并以500g/m2-700g/m2编织在一起来获得；所述聚丙烯纤维包含以下质量份的原料：聚丙烯75-80份、刚玉10-15份和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐6-8份；
所述第一吸音层2和第二吸音层4均由包含占各自吸音层总重量的30wt％-40wt％的聚乙烯纤维的改性达克纶的无纺布制成；所述改性达克纶包含支化聚苯乙烯、达克纶和白油，所述支化聚苯乙烯的分子量为500000～800000g/mol，支化度g′为0.5；支化聚苯乙烯的用量为达克纶质量的1-1.5％，每100g达克纶中含有白油为1-1.5mL/；
所述聚乙烯纤维的熔点为128-130℃，其由聚乙烯与晶形蜡按质量比1:3混合而得，其中添加质量为聚乙烯的0.5-0.8％的硅酮。
防护层7包括耐磨层、抗静电层和防水防油层；所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层，所述阻燃层为环氧树脂层，所述阻燃层的厚度为0.2-0.3mm；所述耐磨层为聚酰亚胺层，所述耐磨层的厚度为0.1-0.2mm。
所述降噪减振板5包括发泡橡胶层和包裹在发泡橡胶层中的铝制板；发泡橡胶层中的发泡橡胶按照质量份，由以下物质制成：橡胶100-110份、硫化剂2-3份、活性剂5-6份、发泡剂2-3份、分散剂4-5份、防老剂1-2份、促进剂7-8份和铝粉30-40份。
一种轻量吸音型汽车用双密度前围板的制备方法，包括以下步骤：
A.分别制备前围板本体1、降噪减振板5和隔热层6，备用；
B.设置成型模具，其中根据吸音层和混合纤维吸音层的厚度将成型模具的两个移动模板插入由成型模具的固定模板合模后形成的型腔，使移动模板完全把型腔分成三部分，两端是吸音层的原料注入区域，中间是混合纤维吸音层3的原料注入区域；
C.分别将熔融的吸音层的原料注射到型腔两端的吸音层的原料注入区域，将熔融的混合纤维吸音层3的原料注射到型腔中间的混合纤维吸音层3的原料注入区域；
D.利用蒸汽熟化型腔里的原料使之成焓；
E.成焓后再通入冷水冷却型腔，即完成第一吸音层2、混合纤维吸音层3和第二吸音层4三层结构的成型；
F.将前围板本体1，第一吸音层2、混合纤维吸音层3、第二吸音层4三层结构，降噪减振板5和隔热层6接合成一体，并在隔热层6的外侧设置防护层7，在所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层；得最终的前围板成品。
所述聚丙烯纤维通过以下步骤制备：将聚丙烯、刚玉和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐熔融混合后挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒；然后将所得到的改性聚丙烯母粒进行纺丝、卷绕和热牵引，得到改性聚丙烯纤维。
所述PVDF的聚合度为160-170；所述ABS树脂的聚合度为650-680。
所述改性达克纶通过以下步骤制备：将支化聚苯乙烯、达克纶和白油在室温下，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混得到；所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为230-240℃，主机转速为200-210r/min，喂料转速为130-140r/min。
所述聚乙烯纤维通过以下步骤制备：将聚乙烯与晶形蜡在混合釜中高效剪切混匀，添加硅酮，注入双螺杆熔融挤出机，经挤出成型，水浴固化，切割制得均一切粒；将制得的切粒送入熔融纺丝机，脱泡挤出，由喷丝头喷丝进入骤冷环境凝固定型，再浸渍到带牵伸装置的二甲苯溶剂浴中萃取，使纤维牵伸取向，制得聚乙烯纤维半成品丝；将所制得的聚乙烯纤维半成品丝置于辐照环境下处理，辐射剂量为100-120kGy，再经温度梯度热处理并牵伸，最终获得聚乙烯纤维。
另外，为进一步提高效果，所述耐磨层包括以下重量配比原料：
聚酰亚胺树脂：70-80份，聚氨基甲酸酯：12-15份，白油：4-5份，柠檬酸：0.2-0.5份，硅烷偶联剂：1.5-2份；阻燃剂：0.3-0.4份；几丁聚糖：1-1.2份；二甘醇二苯甲酸酯：1.2-1.5份；稳定剂：1.5-2份；相熔剂：1.2-1.5份；固化剂：1.2-1.5份。
其中，所述阻燃剂为DMMP与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物，硅烷偶联剂可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能等，并且该偶联剂本身更加环保；所述几丁聚糖具有很好的抗菌性，可以防止细菌的滋生，延长汽车前围板材的使用寿命；同时通过将二甘醇二苯甲酸酯加入到耐磨层中使其塑化效果增强，还使其柔韧性增强，更加容易加工；所述稳定剂为钙锌复合稳定剂与季戊四醇重量组份比例为1:2的混合物；所述相熔剂为马来酸酐接枝聚丙烯PP-g-MAH；所述固化剂为三甲基六亚甲基二胺。本发明加入所述稳定剂可以使得耐磨层性质更加稳定，防止其分解、老化，同时钙锌复合稳定剂相较于其他一些金属铅类等稳定剂而言，不仅稳定效果好，同时还无毒、环保，和季戊四醇混合后，其稳定效果可以得到进一步增强；所述相熔剂能大大提高各复合层树脂材料的相容性和填料的分散性，从而提高复合材料机械强度，并且物质本身无毒；通过添加所述固化剂可以增进固化反应速度，减少反应时间，同时三甲基六亚甲基二胺本身就具有能提高产品的耐磨性和机械强度的功能，并且其价格低廉、无毒。
实施例3
参见图1，一种轻量吸音型汽车用双密度前围板，包括前围板本体1，前围板本体1外设置有第一吸音层2，第一吸音层2外设置有混合纤维吸音层3，混合纤维吸音层3外设置有第二吸音层4，第二吸音层4外设置有降噪减振板5，降噪减振板5外依次设置有隔热层6和防护层7；
所述前围板本体1由改性ABS树脂制成，所述改性ABS树脂包括以下重量份的原料：纳米氮化硅10-12份、硅酸四乙酯1-2份、PVDF28-30份、ABS树脂60-65份、硅氧烷偶联剂1-1.2份、硫化剂DCP0.2-0.3份、聚异氰酸酯10-12份；
所述混合纤维吸音层3为通过将熔喷聚丙烯纤维和PP棉纤维按质量比1:2混合，并以500g/m2-700g/m2编织在一起来获得；所述聚丙烯纤维包含以下质量份的原料：聚丙烯75-80份、刚玉10-15份和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐6-8份；
所述第一吸音层2和第二吸音层4均由包含占各自吸音层总重量的30wt％-40wt％的聚乙烯纤维的改性达克纶的无纺布制成；所述改性达克纶包含支化聚苯乙烯、达克纶和白油，所述支化聚苯乙烯的分子量为500000～800000g/mol，支化度g′为0.5；支化聚苯乙烯的用量为达克纶质量的1-1.5％，每100g达克纶中含有白油为1-1.5mL/；
所述聚乙烯纤维的熔点为128-130℃，其由聚乙烯与晶形蜡按质量比1:3混合而得，其中添加质量为聚乙烯的0.5-0.8％的硅酮。
防护层7包括耐磨层、抗静电层和防水防油层；所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层，所述阻燃层为环氧树脂层，所述阻燃层的厚度为0.2-0.3mm；所述耐磨层为聚酰亚胺层，所述耐磨层的厚度为0.1-0.2mm。
所述降噪减振板5包括发泡橡胶层和包裹在发泡橡胶层中的铝制板；发泡橡胶层中的发泡橡胶按照质量份，由以下物质制成：橡胶100-110份、硫化剂2-3份、活性剂5-6份、发泡剂2-3份、分散剂4-5份、防老剂1-2份、促进剂7-8份和铝粉30-40份。
一种轻量吸音型汽车用双密度前围板的制备方法，包括以下步骤：
A.分别制备前围板本体1、降噪减振板5和隔热层6，备用；
B.设置成型模具，其中根据吸音层和混合纤维吸音层的厚度将成型模具的两个移动模板插入由成型模具的固定模板合模后形成的型腔，使移动模板完全把型腔分成三部分，两端是吸音层的原料注入区域，中间是混合纤维吸音层3的原料注入区域；
C.分别将熔融的吸音层的原料注射到型腔两端的吸音层的原料注入区域，将熔融的混合纤维吸音层3的原料注射到型腔中间的混合纤维吸音层3的原料注入区域；
D.利用蒸汽熟化型腔里的原料使之成焓；
E.成焓后再通入冷水冷却型腔，即完成第一吸音层2、混合纤维吸音层3和第二吸音层4三层结构的成型；
F.将前围板本体1，第一吸音层2、混合纤维吸音层3、第二吸音层4三层结构，降噪减振板5和隔热层6接合成一体，并在隔热层6的外侧设置防护层7，在所述前围板本体1的内侧依次设置阻燃层；得最终的前围板成品。
所述聚丙烯纤维通过以下步骤制备：将聚丙烯、刚玉和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐熔融混合后挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒；然后将所得到的改性聚丙烯母粒进行纺丝、卷绕和热牵引，得到改性聚丙烯纤维。
所述PVDF的聚合度为160-170；所述ABS树脂的聚合度为650-680。
所述改性达克纶通过以下步骤制备：将支化聚苯乙烯、达克纶和白油在室温下，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混得到；所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为230-240℃，主机转速为200-210r/min，喂料转速为130-140r/min。
所述聚乙烯纤维通过以下步骤制备：将聚乙烯与晶形蜡在混合釜中高效剪切混匀，添加硅酮，注入双螺杆熔融挤出机，经挤出成型，水浴固化，切割制得均一切粒；将制得的切粒送入熔融纺丝机，脱泡挤出，由喷丝头喷丝进入骤冷环境凝固定型，再浸渍到带牵伸装置的二甲苯溶剂浴中萃取，使纤维牵伸取向，制得聚乙烯纤维半成品丝；将所制得的聚乙烯纤维半成品丝置于辐照环境下处理，辐射剂量为100-120kGy，再经温度梯度热处理并牵伸，最终获得聚乙烯纤维。
另外，为进一步提高效果，所述防水防油层为聚乙烯树脂层，具有优异的防水防油功能。
所述抗静电层为聚丙烯树脂层，能有效防止静电产生，保障驾驶人员的驾驶安全。
所述防水防油层的厚度为0.1-0.2mm，所述抗静电层厚度为0.1-0.2mm。
此外，为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。
由上述实施例可知，本发明能够保证不影响发动机运行和驾驶室操作的前提下，通过在前围板外包裹各吸音层、降噪减振板、隔热层和防护层来减少汽车行驶时产生的噪音和振动，因此可以提高驾驶员的驾驶体验。
本发明以ABS树脂层作为汽车前围板材的核心层，利用其强度高、韧性好、易于加工成型的高分子特点，使其具有非常好的抗冲击性能。充分利用各其他高分子材料的性能特点，进行合理配置组合，形成一种功能多样，性价比非常高的汽车前围板材，满足现在汽车行业发展的需要。本发明的前围板不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，同时外形美观、手感舒适、重量轻、耐刮擦、低气味且制造工艺简单。
本发明的汽车前围板结构简单，在保证强度、刚度的基础上，具有优异的阻尼减振特性，可以减少隔音吸音附件，不但具有高强度的抗冲击性能和优异的隔音性能，还实现了前围板的轻量化，且制造工艺简单。
本发明的轻量化前围板结构提高了发动机舱与驾驶舱之间的隔音效果，同时避免了驾驶人员受到噪音的影响，提高了汽车行驶时的安全性；延长了前围板的使用寿命，架构简单且便于操作，提高了前围板安装的工作效率。
本发明能将两种不同的原料一次成型成具有两种不同密度的产品，节约了一半的制造周期，提高了产能，节约了制造成本；产品中由不同密度材料构成的部位完全成焓在一起，增加了产品的强度；尺寸和形状更能符合设计要求，保证了质量的稳定性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种轻量吸音型汽车用双密度前围板，其特征在于，包括前围板本体（1），前围板本体（1）外设置有第一吸音层（2），第一吸音层（2）外设置有混合纤维吸音层（3），混合纤维吸音层（3）外设置有第二吸音层（4），第二吸音层（4）外设置有降噪减振板（5），降噪减振板（5）外依次设置有隔热层（6）和防护层（7）；
所述前围板本体（1）由改性ABS树脂制成，所述改性ABS树脂包括以下重量份的原料：纳米氮化硅10-12份、硅酸四乙酯1-2份、PVDF28-30份、ABS树脂60-65份、硅氧烷偶联剂1-1.2份、硫化剂DCP0.2-0.3份、聚异氰酸酯10-12份；
所述混合纤维吸音层（3）为通过将熔喷聚丙烯纤维和PP棉纤维按质量比1:2混合，并以500g/m2-700g/m2编织在一起来获得；所述聚丙烯纤维包含以下质量份的原料：聚丙烯75-80份、刚玉10-15份和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐6-8份；
所述第一吸音层（2）和第二吸音层（4）均由包含占各自吸音层总重量的30wt％-40wt％的低熔点纤维的改性达克纶的无纺布制成；所述改性达克纶包含支化聚苯乙烯、达克纶和白油，所述支化聚苯乙烯的分子量为500000～800000g/mol，支化度g′为0.5；支化聚苯乙烯的用量为达克纶质量的1-1.5％，每100g达克纶中含有白油为1-1.5mL/；
所述低熔点纤维为聚乙烯纤维，且聚乙烯纤维的熔点为128-130℃，其由聚乙烯与晶形蜡按质量比1:3混合而得，其中添加质量为聚乙烯的0.5-0.8 %的硅酮。
2.根据权利要求1所述的轻量吸音型汽车用双密度前围板，其特征在于，防护层（7）包括耐磨层、抗静电层和防水防油层；所述前围板本体（1）的内侧依次设置阻燃层，所述阻燃层为环氧树脂层，所述阻燃层的厚度为0.2-0.3 mm；所述耐磨层为聚酰亚胺层，所述耐磨层的厚度为0.1-0.2 mm。
3.根据权利要求1所述的轻量吸音型汽车用双密度前围板，其特征在于，所述降噪减振板（5）包括发泡橡胶层和包裹在发泡橡胶层中的铝制板；发泡橡胶层中的发泡橡胶按照质量份，由以下物质制成：橡胶100-110份、硫化剂2-3份、活性剂5-6份、发泡剂2-3份、分散剂4-5份、防老剂1-2份、促进剂7-8份和铝粉30-40份。
4.如权利要求1-3任意一项所述的轻量吸音型汽车用双密度前围板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.分别制备前围板本体（1）、降噪减振板（5）和隔热层（6），备用；
B.设置成型模具，其中根据吸音层和混合纤维吸音层的厚度将成型模具的两个移动模板插入由成型模具的固定模板合模后形成的型腔，使移动模板完全把型腔分成三部分，两端是吸音层的原料注入区域，中间是混合纤维吸音层（3）的原料注入区域；
C.分别将熔融的吸音层的原料注射到型腔两端的吸音层的原料注入区域，将熔融的混合纤维吸音层（3）的原料注射到型腔中间的混合纤维吸音层（3）的原料注入区域；
D.利用蒸汽熟化型腔里的原料使之成焓；
E.成焓后再通入冷水冷却型腔，即完成第一吸音层（2）、混合纤维吸音层（3）和第二吸音层（4）三层结构的成型；
F.将前围板本体（1），第一吸音层（2）、混合纤维吸音层（3）、第二吸音层（4）三层结构，降噪减振板（5）和隔热层（6）接合成一体，并在隔热层（6）的外侧设置防护层（7），在所述前围板本体（1）的内侧依次设置阻燃层；得最终的前围板成品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯纤维通过以下步骤制备：将聚丙烯、刚玉和聚丙烯接枝顺丁烯二酸酐熔融混合后挤出造粒，得到改性聚丙烯母粒；然后将所得到的改性聚丙烯母粒进行纺丝、卷绕和热牵引，得到改性聚丙烯纤维。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF的聚合度为160-170；所述ABS树脂的聚合度为650-680。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改性达克纶通过以下步骤制备：将支化聚苯乙烯、达克纶和白油在室温下，经高速混合机混合均匀，通过双螺杆挤出机熔融共混得到；所述双螺杆挤出机熔融共混时挤出温度为230-240℃，主机转速为200-210r/min，喂料转速为 130-140r/min。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯纤维通过以下步骤制备：将聚乙烯与晶形蜡在混合釜中高效剪切混匀，添加硅酮，注入双螺杆熔融挤出机，经挤出成型，水浴固化，切割制得均一切粒； 将制得的切粒送入熔融纺丝机，脱泡挤出，由喷丝头喷丝进入骤冷环境凝固定型，再浸渍到带牵伸装置的二甲苯溶剂浴中萃取，使纤维牵伸取向，制得聚乙烯纤维半成品丝；将所制得的聚乙烯纤维半成品丝置于辐照环境下处理，辐射剂量为100-120kGy，再经温度梯度热处理并牵伸，最终获得聚乙烯纤维。
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