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[摘 要]韩国IKSUNG会社高分子复合材料制备阻尼光板、隔音材,性价比高,降噪效果优异;同时,该公司自主开发的超细纱,环保安全易回收,综合性能以及价格均具有强大优势,这些NVH新材料产品一经推出便赢得众多大型汽车制造商的青睐,取得良好的经济效益。相关技术得到韩国政府的褒奖,比如,2013年与现代汽车集团共获韩国国家最高科学技术“Jang Yeong-sil”奖。目前以艾迪雅为代表的中方企业正与IKSUNG会社积极合作,除引进相关生产线外,也将共同开发更适合中国车企的高端产品。
[关键词]韩国IKSUNG会社,NVH,阻尼,吸音,隔音,新材料
中图分类号:TD522 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0030-02
NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写,它是汽车制造过程的一个关键问题,是衡量汽车用户舒适体验的最直接指标。其中,除了机械力学问题,国内外汽车制造业均将NVH材料的选择作为提升汽车NVH性能的重要手段。而NVH材料及成型件产品的普遍应用,受到汽车制造商的普遍重视。汽车用NVH材料产品主要分为四类:A、减震材料(阻尼);B、吸音材料;C、隔音材料;D、密封材料(注:本文所涉及产品不包括D项)。目前,开发新型高分子复合吸音、隔音、阻尼材料以及包括环保等诸方面性能俱佳的NVH材料,同时降低生产成本,是该领域的发展趋势。
最近几年,汽车NVH材料发展速度迅猛,众多学者和公司纷纷致力于研制新型材料,以使其能够在汽车NVH提升过程中发挥更大的作用。其中,德国HP-Pelzer、美国3M以及韩国IKSUNG等企业的产品因技术优势明显,在各自的市场领域中占有很大份额。韩国IKSUNG会社采用纳米及多尺度无机填充高分子复合材料制备阻尼光板、隔音材,性价比高,降噪效果优异;同时,该公司自主开发的超细纱,环保安全易回收,综合性能以及价格均具有强大优势。这些产品一经推出便赢得众多大型汽车制造商的青睐,并被成功应用于韩国现代、起亚、大宇以及通用等诸汽车厂家的几十款车型,取得良好的经济效益。相关技术得到韩国政府的认可,并多次获得国家大奖,比如,2013年度的韩国国家最高科学技术“JangYeong-sil”奖。目前艾迪雅正与IKSUNG会社积极合作,除引进相关生产线外,也将共同开发更适合国内车企的高端产品。
IKSUNG会社NVH材料克服了现有材料存在的不足,能明显提高汽车的综合内在品质,为乘车人员提供舒适的环境。与国内外同类产品相比较,IKSUNG会社降噪材料的诸多性质均表现出优势。
对于阻尼材料,目前使用最多的是沥青阻尼与橡胶材料,但这些材料不耐老化,在40℃以上的温度下其性能下降很快。此外,沥青材料含大量的多环芳烃致癌物质,在高温条件会不断释放;沥青与橡胶材料则因耐老化性能差等原因而广受诟病。相比较而言,IKSUNG阻尼光板的阻尼因子与沥青材料接近,但耐燃、可回收性与VOC可挥发性气体均远优于沥青阻尼材料。而其他高档阻尼产品比如喷涂型高分子阻尼基材(如丙烯酸基与聚氯乙烯等)由于添加剂含量多,VOC很难控制,而且普遍存在成本高、价格居高不下等问题。更重要的是,喷涂型阻尼材料在施工时必须使用机械手,在汽车涂装车间所占空间比较大,与现行沥青与橡胶材料的施工工艺差别很大,而相关工艺的改造需要耗费大量的资金。相比于喷涂型阻尼材料,IKSUNG光板使用纳米无机粒子与高分子粘弹材料复合,具有易回收性,VOC含量低,成本低,价格也可以得到很好大控制,其施工工艺简单,与目前的沥青材料工艺契合,便于推广。
对于隔音材料,经典的EPDM橡胶复合隔音材料成本偏高且在燃烧时会产生二氧化硫等有毒气体,因此不利于在常规车系中推广,并且这些材料在在意外事故中也是重要的隐患。此外,聚氯乙烯基隔音材料含有卤素,会在某些条件下释放有害气体。对于综合技术或经济指标,比如VOC,ELV,加工成本,可回收性以及耐老化性等指标来说,IKSUNG隔音材料均具有非常卓越的优势。此外,对于隔音材料最为重要的技术指标“隔音量”,使用Alpha-cabin混响室法检测(1.5mm,GB/T20247-2006),当频率为400Hz时,隔音量为~24.0dB;800Hz时隔音量为~32.5dB;1250Hz时隔音量为~34.4dB;2500Hz时隔音量为~40.0dB。因此,在汽车正常驾驶过程对人影响最大的中频范围(400-2500Hz),该隔音材料具有优良的隔音性能。
亚麻纤维、直立棉、PU再生棉或牛仔面等加固而成的材料具有成本低、质量轻、可回收等特点,适用于车门板衬垫、坐垫、行李厢衬里。但类似产品纤维尺度大,硬度也较大,纤维与孔径分布杂乱无序,因此吸音效果并不好。美国3M的Thinsulate系列双组分吸音棉因环保安全、重量轻、吸音效果明显而备受好评,但产品回收性差,价格也很高昂,其推广必然带来相关车系制造成本的大幅度提高,因此对汽车制造商本身来说是一种压力。IKSUNG会社的单组分或多组分超细纱产品,质量稳定,环保安全易回收,综合性能以及价格均有很大优势,这些产品一经推出便赢得众多大型汽车制造商的青睐,取得良好的经济效益。图1给出了传统的PET聚酯材料、3M公司的Thinsulate产品以及IKSUNG会社Noislite超细纱系列产品的显微镜结构比较结果。结果表明,传统的PET聚酯纤维尺度大,大约为15-35μm,3M的Thinsulate产品为多层次尺度(最小尺度达到1.25μm),IKSUNG会社生产的单组分超细纱产品也呈现多层次尺度,但是大量超细纤维尺度在0.5μm以下,甚至达到0.1μm。超细纤维与其他尺度纤维一起构成稳定的多层次纤维网络,对不同频率的声噪都会起到对应的损耗作用。因此,IKSUNG的超细纱即使更薄、更轻,其吸音能力仍然可达到同类产品相对较厚产品的吸音水平。
标准依据
几项重要参数的测试依照以下标准执行:
①结构阻尼因子:企业标准;
②吸声系数:GB/T 20247-2006《声学混响室吸声测试》;
③隔声量:SAE J1400-1900《LABORATORY MEASUREMENT OF THE AIRBORNE SOUND BARRIER PERFORMANCE OF AUTOMOTIVE MATERIALS AND ASSEMBLIES》;
④可挥发性化学物质测试方法:企业标准, 袋子法,采用TDS-GC-MS进行分析;
⑤ELV 6项(重金属与多溴联苯类物质):企业标准,汽车禁用和限用物质检测方法,用ICP 测试镉Cd,铅Pb,汞Hg;用UV-VIS 测试铬离子Cr6+,用GC/MS 测试多溴联苯类(PBBs, PBDEs);
⑥耐燃性测试参照FMVSS 302-1998;
其他主要参考标准包括:
ISO 3374:2000 增强制品.毯子和织物.单位面积质量的测定
ISO 527-1:2012 ISO 527-4:2012 塑料拉伸性能的测定
ISO 34-1:2010 硫化橡膠或热塑性橡胶--抗扯强度的测定
注:本工作感谢通用汽车、吉利汽车技术中心、SGS上海测试中心、IKSUNG会社韩国技术中心以及中汽工程技术研究中心的技术支持。
[关键词]韩国IKSUNG会社,NVH,阻尼,吸音,隔音,新材料
中图分类号:TD522 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)31-0030-02
NVH是噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness)的英文缩写,它是汽车制造过程的一个关键问题,是衡量汽车用户舒适体验的最直接指标。其中,除了机械力学问题,国内外汽车制造业均将NVH材料的选择作为提升汽车NVH性能的重要手段。而NVH材料及成型件产品的普遍应用,受到汽车制造商的普遍重视。汽车用NVH材料产品主要分为四类:A、减震材料(阻尼);B、吸音材料;C、隔音材料;D、密封材料(注:本文所涉及产品不包括D项)。目前,开发新型高分子复合吸音、隔音、阻尼材料以及包括环保等诸方面性能俱佳的NVH材料,同时降低生产成本,是该领域的发展趋势。
最近几年,汽车NVH材料发展速度迅猛,众多学者和公司纷纷致力于研制新型材料,以使其能够在汽车NVH提升过程中发挥更大的作用。其中,德国HP-Pelzer、美国3M以及韩国IKSUNG等企业的产品因技术优势明显,在各自的市场领域中占有很大份额。韩国IKSUNG会社采用纳米及多尺度无机填充高分子复合材料制备阻尼光板、隔音材,性价比高,降噪效果优异;同时,该公司自主开发的超细纱,环保安全易回收,综合性能以及价格均具有强大优势。这些产品一经推出便赢得众多大型汽车制造商的青睐,并被成功应用于韩国现代、起亚、大宇以及通用等诸汽车厂家的几十款车型,取得良好的经济效益。相关技术得到韩国政府的认可,并多次获得国家大奖,比如,2013年度的韩国国家最高科学技术“JangYeong-sil”奖。目前艾迪雅正与IKSUNG会社积极合作,除引进相关生产线外,也将共同开发更适合国内车企的高端产品。
IKSUNG会社NVH材料克服了现有材料存在的不足,能明显提高汽车的综合内在品质,为乘车人员提供舒适的环境。与国内外同类产品相比较,IKSUNG会社降噪材料的诸多性质均表现出优势。
对于阻尼材料,目前使用最多的是沥青阻尼与橡胶材料,但这些材料不耐老化,在40℃以上的温度下其性能下降很快。此外,沥青材料含大量的多环芳烃致癌物质,在高温条件会不断释放;沥青与橡胶材料则因耐老化性能差等原因而广受诟病。相比较而言,IKSUNG阻尼光板的阻尼因子与沥青材料接近,但耐燃、可回收性与VOC可挥发性气体均远优于沥青阻尼材料。而其他高档阻尼产品比如喷涂型高分子阻尼基材(如丙烯酸基与聚氯乙烯等)由于添加剂含量多,VOC很难控制,而且普遍存在成本高、价格居高不下等问题。更重要的是,喷涂型阻尼材料在施工时必须使用机械手,在汽车涂装车间所占空间比较大,与现行沥青与橡胶材料的施工工艺差别很大,而相关工艺的改造需要耗费大量的资金。相比于喷涂型阻尼材料,IKSUNG光板使用纳米无机粒子与高分子粘弹材料复合,具有易回收性,VOC含量低,成本低,价格也可以得到很好大控制,其施工工艺简单,与目前的沥青材料工艺契合,便于推广。
对于隔音材料,经典的EPDM橡胶复合隔音材料成本偏高且在燃烧时会产生二氧化硫等有毒气体,因此不利于在常规车系中推广,并且这些材料在在意外事故中也是重要的隐患。此外,聚氯乙烯基隔音材料含有卤素,会在某些条件下释放有害气体。对于综合技术或经济指标,比如VOC,ELV,加工成本,可回收性以及耐老化性等指标来说,IKSUNG隔音材料均具有非常卓越的优势。此外,对于隔音材料最为重要的技术指标“隔音量”,使用Alpha-cabin混响室法检测(1.5mm,GB/T20247-2006),当频率为400Hz时,隔音量为~24.0dB;800Hz时隔音量为~32.5dB;1250Hz时隔音量为~34.4dB;2500Hz时隔音量为~40.0dB。因此,在汽车正常驾驶过程对人影响最大的中频范围(400-2500Hz),该隔音材料具有优良的隔音性能。
亚麻纤维、直立棉、PU再生棉或牛仔面等加固而成的材料具有成本低、质量轻、可回收等特点,适用于车门板衬垫、坐垫、行李厢衬里。但类似产品纤维尺度大,硬度也较大,纤维与孔径分布杂乱无序,因此吸音效果并不好。美国3M的Thinsulate系列双组分吸音棉因环保安全、重量轻、吸音效果明显而备受好评,但产品回收性差,价格也很高昂,其推广必然带来相关车系制造成本的大幅度提高,因此对汽车制造商本身来说是一种压力。IKSUNG会社的单组分或多组分超细纱产品,质量稳定,环保安全易回收,综合性能以及价格均有很大优势,这些产品一经推出便赢得众多大型汽车制造商的青睐,取得良好的经济效益。图1给出了传统的PET聚酯材料、3M公司的Thinsulate产品以及IKSUNG会社Noislite超细纱系列产品的显微镜结构比较结果。结果表明,传统的PET聚酯纤维尺度大,大约为15-35μm,3M的Thinsulate产品为多层次尺度(最小尺度达到1.25μm),IKSUNG会社生产的单组分超细纱产品也呈现多层次尺度,但是大量超细纤维尺度在0.5μm以下,甚至达到0.1μm。超细纤维与其他尺度纤维一起构成稳定的多层次纤维网络,对不同频率的声噪都会起到对应的损耗作用。因此,IKSUNG的超细纱即使更薄、更轻,其吸音能力仍然可达到同类产品相对较厚产品的吸音水平。
标准依据
几项重要参数的测试依照以下标准执行:
①结构阻尼因子:企业标准;
②吸声系数:GB/T 20247-2006《声学混响室吸声测试》;
③隔声量:SAE J1400-1900《LABORATORY MEASUREMENT OF THE AIRBORNE SOUND BARRIER PERFORMANCE OF AUTOMOTIVE MATERIALS AND ASSEMBLIES》;
④可挥发性化学物质测试方法:企业标准, 袋子法,采用TDS-GC-MS进行分析;
⑤ELV 6项(重金属与多溴联苯类物质):企业标准,汽车禁用和限用物质检测方法,用ICP 测试镉Cd,铅Pb,汞Hg;用UV-VIS 测试铬离子Cr6+,用GC/MS 测试多溴联苯类(PBBs, PBDEs);
⑥耐燃性测试参照FMVSS 302-1998;
其他主要参考标准包括:
ISO 3374:2000 增强制品.毯子和织物.单位面积质量的测定
ISO 527-1:2012 ISO 527-4:2012 塑料拉伸性能的测定
ISO 34-1:2010 硫化橡膠或热塑性橡胶--抗扯强度的测定
注:本工作感谢通用汽车、吉利汽车技术中心、SGS上海测试中心、IKSUNG会社韩国技术中心以及中汽工程技术研究中心的技术支持。