CN102585452A - 一种环境友好型隔声复合膜及其制备方法 - Google Patents

一种环境友好型隔声复合膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高分子材料制备领域，涉及一种环境友好型隔声复合膜及其制备方法，该环境友好型隔声复合膜，包含以下各组分及其重量份数：聚酯醚弹性体25-54份，隔声填料35-65份，偶联剂1-5份，光稳定剂1-5份，热稳定剂1-5份。本发明制备的复合材料，采用熔融共混，工艺简单易操作，所得复合材料中填料均匀分散，力学性能和隔声性能优良，更为重要的是该复合材料由于流动性好特别容易制成薄膜可广泛应用于建筑装修、铁路两侧等领域，当材料厚度为1mm时，对300-1600Hz的平均隔声量可达27-36分贝，极大地改善了人们的生活环境和质量。

Description

一种环境友好型隔声复合膜及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料制备领域，涉及一种隔声复合膜及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平尤其是生活质量要求的提高，对生活环境的关注度也越来越高，继空气污染和水污染之后，噪声污染已成为新的世界性的污染源。各国都已制定了相应的噪声污染防治的一些立法工作。然而工业和交通运输业的发展尤其是规模的扩大使得噪声污染越发严重，因此，寻求治理噪声污染的措施也陆续被提上日程。控制噪声的产生即发生源的控制和传播途径上的降噪是公认的两个最有效环节，但发生源的控制似乎极其有限，而传播途径上的控制使人们很容易想到在传播途径上设置一障碍物，抑制或阻碍声波的传播。目前这方面的努力主要是开发、研制各种降噪材料和改进其结构。传统的隔声降噪材料一味的追求较高的面密度，使得一些致密的金属成为首选，价格昂贵是一方面，重量是另一不能承受的缺点。目前市场上出现了一些相应的隔声材料产品，相比于传统的金属无论是成本还是质量都已有很大进步，如专利CN 1424350A已成功制备了隔声量在20-25分贝左右的隔声材料，但选用的基体是PVC不利于环境的可持续发展；而专利CN 1937031A(车用隔声材料)所描述的隔声复合材料成型方法单一，制得的复合材料形状较为固定，因而使用场所受限。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中的不足，提供一种环境友好型隔声复合膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种环境友好型隔声复合膜，包含以下各组分及其重量份数：
组分                                 重量份数
聚酯醚弹性体                         25-54
隔声填料                             35-65
偶联剂                               1-5
光稳定剂                             1-5
热稳定剂                               1-5。
所述的聚酯醚弹性体选自合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物，合成中选用的聚乙二醇的平均分子量为4000。
所述的隔声填料选自还原铁粉(300目)、玻璃微珠(10-90μm)或纳米碳酸钙(15-40nm)等中的一种或几种。
所述的偶联剂选自硅烷类偶联剂如γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-550)，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(YDH-560)，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(YDH-570)，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(YDH-602)，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(YDH-662)，乙烯基三乙氧基硅烷(YDH 151)或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-791)等中的一种或几种。
所述的光稳定剂选自光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂765、光稳定剂770、光稳定剂783、光稳定剂944或光稳定剂2002中的一种或几种。
所述的热稳定剂(抗氧剂)选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂565、抗氧剂1010或抗氧剂1076等。
一种制备上述环境友好型隔声复合膜的方法，包含步骤：
(1)聚苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物的合成；
(2)按上述比例将聚酯醚弹性体、隔声填料、偶联剂、光稳定剂和抗氧剂混合，一起加入到密炼机中混炼，工艺参数：温度为230-255℃；时间为5-10min；螺杆转速为10-50r/min。
(3)将混炼料于平板硫化机热压制成一定厚度的薄膜。工艺参数为：热压温度：230-255℃；压力为10MPa，保压时间为3-7min，薄膜厚度为：0.2-2mm。
所述的步骤(1)包含以下步骤：
酯交换：将对苯二甲酸二甲酯、1，3-丙二醇及酯交换催化剂混合，将得到的混合溶液置于带搅拌的三颈烧瓶中，开启搅拌，控制反应温度为140～205℃，进行酯交换反应；
聚合：向经酯交换蒸出对苯二甲酸二甲酯物质的量2倍的92％的甲醇后的混合溶液中加入聚合催化剂，加入量为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰，升高温度至240～290℃，然后向其中加入作为软段的聚乙二醇4000，其摩尔数为并对苯二甲酸二甲酯摩尔数的1/20，保持该温度0.5h，调节真空度到40Pa以下进行缩聚反应，反应时间为1～4h，缩聚结束后控制温度为80℃真空干燥24～48h得聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物。
所述的对苯二甲酸二甲酯物质的量与1，3-丙二醇物质的量的比值＜0.5，酯交换催化剂为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰。
本发明同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明提供的复合膜，所选基体聚酯醚弹性体为综合力学性能优异的环境友好型高分子。
2、本发明提供的复合膜，所选基体聚酯醚弹性体具有优良的阻尼性能，提高了声波传递过程中的能量损耗，即基体本身具有较好的吸声、隔声性能。
3、本发明提供的复合膜，所选的隔声填料原料丰富易得，不含铅。
4、本发明提供的复合膜，所选基体聚酯醚弹性体流动性能优异，便于成型，使得复合材料应用范围广阔。
具体实施方式
由于各实施例均需用到自制的聚酯醚弹性体，故在具体举例子之前事先按下面方法统一合成聚酯醚弹性体，以便各实施例使用。
聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物合成：
(1)酯交换：将对苯二甲酸二甲酯、1，3-丙二醇及酯交换催化剂混合(关系：对苯二甲酸物质量(mol)/二醇物质量(mol)＜0.5，酯交换催化剂为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰)，将得到的混合溶液置于带搅拌的三颈烧瓶中，开启搅拌，控制反应温度为140～205℃，进行酯交换反应；
(2)聚合：向经酯交换蒸出理论值(对苯二甲酸二甲酯物质量的2倍)的92％的甲醇后的混合溶液中加入聚合催化剂，加入量为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰，升高温度至240～290℃，然后向其中加入作为软段的聚乙二醇4000，其摩尔数为并对苯二甲酸二甲酯摩尔数的1/20，保持该温度0.5h，调节真空度到40Pa以下进行缩聚反应，反应时间为1～4h，缩聚结束后控制温度为80℃真空干燥24～48h得聚苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物(聚酯醚弹性体)。
实施例1
(1)25份聚酯醚弹性体、粒度300目还原铁粉65份、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-550)、光稳定剂292和抗氧剂1076各2.5份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为255℃；时间为10min；螺杆转速为50r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：255℃；压力为10MPa，保压时间为7min。
其平均隔声量在36分贝左右。
实施例2
(1)25份聚酯醚弹性体、粒度300目还原铁粉65份、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-550)、光稳定剂292和抗氧剂1076各2.5份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为255℃；时间为10min；螺杆转速为50r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：255℃；压力为10MPa，保压时间为7min。
其平均隔声量在27分贝左右。
实施例3
(1)25份聚酯醚弹性体、粒度300目还原铁粉65份、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-550)、光稳定剂292和抗氧剂1076各2.5份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为255℃；时间为10min；螺杆转速为50r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：255℃；压力为10MPa，保压时间为7min。
其平均隔声量在30分贝左右。
实施例4
(1)35份聚酯醚弹性体、粒度300目还原铁粉55份、4份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(YDH-560)、光稳定剂622和抗氧剂168各3份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为235℃；时间为6min；螺杆转速为30r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：235℃；压力为10MPa，保压时间为5min。
其平均隔声量在34分贝左右。
实施例5
(1)54份聚酯醚弹性体、粒度300目还原铁粉35份、1份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(YDH-570)、光稳定剂765和抗氧剂1010各5份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为230℃；时间为5min；螺杆转速为10r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：230℃；压力为10MPa，保压时间为3min。
其平均隔声量在31分贝左右。
实施例6
(1)28份聚酯醚弹性体、玻璃微珠65份、5份N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(YDH-602)、光稳定剂770和抗氧剂565各1份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为255℃；时间为10min；螺杆转速为50r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：255℃；压力为10MPa，保压时间为7min。
其平均隔声量在31分贝左右。
实施例7
(1)35份聚酯醚弹性体、玻璃微珠55份、4份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(YDH-662)、光稳定剂944和抗氧剂300各3份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为250℃；时间为9min；螺杆转速为40r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：250℃；压力为10MPa，保压时间为6min。
其平均隔声量在30分贝左右。
实施例8
(1)54份聚酯醚弹性体、纳米碳酸钙(15-40nm)35份、1份乙烯基三乙氧基硅烷(YDH151)、光稳定剂2002和抗氧剂264各5份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为245℃；时间为8min；螺杆转速为30r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：245℃；压力为10MPa，保压时间为5min。
其平均隔声量在27分贝左右。
实施例9
(1)29份聚酯醚弹性体、铁粉和玻璃微珠各30份、5份N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(YDH-791)、光稳定剂783和抗氧剂168各3份一并加入到密炼机上混炼，工艺参数：温度为255℃；时间为10min；螺杆转速为50r/min。。
(2)热压制成1毫米的薄膜，工艺参数为：热压温度：255℃；压力为10MPa，保压时间为7min。
其平均隔声量在32分贝左右。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环境友好型隔声复合膜，其特征在于：其包含以下各组分及其重量份数：
组分                           重量份数
聚酯醚弹性体                   25-54
隔声填料                       35-65
偶联剂                         1-5
光稳定剂                       1-5
热稳定剂                       1-5。
2.根据权利要求1所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的聚酯醚弹性体选自合成的聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物；合成中选用的聚乙二醇的平均分子量为4000。
3.根据权利要求1所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的隔声填料选自还原铁粉、玻璃微珠或纳米碳酸钙中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的偶联剂选自硅烷类偶联剂。
5.根据权利要求4所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的硅烷类偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的光稳定剂选自光稳定剂292、光稳定剂622、光稳定剂765、光稳定剂770、光稳定剂783、光稳定剂944或光稳定剂2002中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的环境友好型隔声复合膜，其特征在于：所述的热稳定剂选自抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂300、抗氧剂565、抗氧剂1010或抗氧剂1076。
8.一种制备权利要求1～7中任一所述的环境友好型隔声复合膜的方法，其特征在于：包含步骤：
(1)聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物的合成：
(2)按上述比例将聚酯醚弹性体、隔声填料、偶联剂、光稳定剂和抗氧剂混合，一起加入到密炼机中混炼，工艺参数：温度为230-255℃；时间为5-10min；螺杆转速为10-50r/min；
(3)将混炼料于平板硫化机热压制成一定厚度的薄膜；工艺参数为：热压温度：230-255℃；压力为10MPa，保压时间为3-7min，薄膜厚度为：0.2-2mm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的步骤(1)包含以下步骤：
酯交换：将对苯二甲酸二甲酯、1，3-丙二醇及酯交换催化剂混合，将得到的混合溶液置于带搅拌的三颈烧瓶中，开启搅拌，控制反应温度为140～205℃，进行酯交换反应；
聚合：向经酯交换蒸出对苯二甲酸二甲酯物质的量2倍的92％的甲醇后的混合溶液中加入聚合催化剂，加入量为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰，升高温度至240～290℃，然后向其中加入作为软段的聚乙二醇4000，其摩尔数为并对苯二甲酸二甲酯摩尔数的1/20，保持该温度0.5h，调节真空度到40Pa以下进行缩聚反应，反应时间为1～4h，缩聚结束后控制温度为80℃真空干燥24～48h得聚对苯二甲酸丙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的对苯二甲酸二甲酯物质的量与1，3-丙二醇物质的量的比值＜0.5，酯交换催化剂为对苯二甲酸二甲酯量重量的0.1-1‰。
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