CN103044803A - 一种吸音隔音复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸音隔音复合材料的制备方法,该方法对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理,增加纤维表面的亲和力;按比例制备PVC粘结剂;将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中,并加热烘干,成型后冷却;本发明使用的大多是常用原料,成本不高;本发明属于环保材料,污染小,样品无毒;加热方式简单,只需要在烘燥箱中烘燥加热即成样品。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸音隔音复合材料的制备方法。
背景技术
随着现代工业与信息的发展,噪音污染越来越突出,明显地影响了人们的身心健康、生活质量和生活中各种设备的寿命。它与水污染、空气污染、固体废物污染并列成为当今社会四大环境公害。噪音的危害包括:对听力的损伤,对人的生理效应、对人们生活和工作的影响和物理效应。(1)对听力的损伤是指人们长期在强噪音环境下工作,会使内耳听觉组织受到损伤,造成不同程度的耳聋。大量的资料表明:噪音级在80dB以下的环境,才能保证人们长期工作而不至于耳聋。在90dB以下,只能保护80%的人工作40年后不会耳聋。(2)对人的生理效应是指暴露在噪音环境中导致人体的生理发生变化。如噪音引起人烦躁、愤怒、失望甚至沮丧,也会引起头疼、头晕、神经衰弱、血压偏高、心血管疾病,视力下降和脱发等。(3)对人们生活和工作的影响是指噪音妨碍人们休息、睡眠,干扰语言交谈和日常社交生活。据统计,40dB的连续噪音可使10%的人睡眠受到影响,70dB时可达50%;突发的噪音在40dB时可使10%的人惊醒,到60dB时可使70%的人惊醒,只有在35dB以内才是理想的睡眠环境。(4)噪音的物理效应是指高强噪音能损坏建筑物、设备仪器等,如火箭起飞、飞机轰轰声等能使墙壁裂缝、门窗变形、玻璃破碎、烟囱倒塌,甚至可以损坏电阻、电容。
噪音对人们的生活影响较大,控制噪音传播一般包括三个环节:在声源处控制、在传播途径中控制和在接收器处控制。其中效果显著,负面影响少,最为实用的是在传播途径中控制,即离不开声功能材料(主要为吸音/隔音材料)的使用。现实中存在的声功能材料并不理想,不是降噪效果差就是显得过于笨重,满足不了现代人们的需求。目前吸音隔音材料主要从单一材料到复合材料,单层到多层夹心式的方向发展,在改善声学性能同时尽量地减少重量和厚度。基于玄武岩纤维声学性能优异(最高吸音系数达到0.99),并且具有良好的力学性能、耐腐蚀性、耐高温、原料来源简单、相对成本较低和无三废排放等特点,应用于与PVC复合制备吸音/隔音复合材料,这将对新型声功能材料的开发、工艺优化和理论的提高有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是制备一种声功能材料,提供一种吸音隔音复合材料的制备方法。该方法为低温烘燥法:工艺简单,过程时间短,对环境的污染少,节约能源。
本发明提供的一种吸音隔音复合材料的制备方法,包括如下步骤:
(1) 对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理,增加纤维表面的亲和力;
(2) 按比例制备PVC粘结剂;
(3) 将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中,并加热烘干,成型后冷却。
上述步骤(1)中,碱、酸和偶联剂溶液配方为: 酸为10wt%的醋酸,碱为5wt%的氢氧化钠,偶联剂为2wt%的硅烷KH-550。
上述步骤(1)中,玄武岩纤维直径为13um、15um或17um,长度为3mm、6mm或9mm。
上述步骤(2)中,PVC粘结剂的配方按重量份为:聚氯乙烯糊树脂(PVC)100份,增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC)50份,稳定剂硬脂酸钙(CaSt2 )0.8份,硬脂酸锌(ZnSt2 )0.3份和环氧大豆油(ESO)4份。
上述步骤(3)中,玄武岩纤维与PVC粘结剂的重量比是3~9:97~91。
上述步骤(3)中,玄武岩纤维与PVC粘结剂的混合方式:当纤维为短切纤维时,纤维和粘结剂一起混合搅拌均匀;当纤维为纤维布时,按一层纤维一层粘结剂平铺在模具中。
上述步骤(3)中,加热烘干温度为170℃,保温时间为25min。
本发明的有益效果:
本发明所述的吸音/隔音性能指数是用阻抗管测试的吸音系数和隔音量。
本发明使用的大多是常用原料,成本不高。
本发明使用塑料配方大多属于环保材料,污染小,样品无毒。
本发明复合材料加热方式简单,只需要在烘燥箱中烘燥加热即成样品。
本发明应用到玄武岩纤维,该纤维为新型性能优异的纤维,在世界上分布广泛,价格较低并且环保。这将对于新型纤维新功能应用的发掘提供新的理论价值。
具体实施方式
下面通过某些代表性的例子进一步说明本发明,但不限制本发明的范围。
实施例一
选用同样直径和长度的玄武岩短切纤维,将重量份为3份、6份或9份的表面处理后的玄武岩纤维分别混合在97份、94份或91份的PVC粘结剂中制备出来的样品,在显微镜下致密效果良好,吸音隔音性能分别为:平均吸音系数分别为0.064 、0.064和0.07;平均隔音量分别为36dB、36dB和42dB。
实施例二
用含量和长度相同的玄武岩短切纤维,将不同纤维直径为13μm、15μm或17μm混合在PVC粘结剂中制成样品。其吸音隔音性能分别为:平均吸音系数分别为0.064、0.064、0.076;平均隔音量分别为37dB 、36dB、38dB。
实施例三
同样固定纤维含量和纤维直径,选用长度分别为3mm,6mm或9mm的玄武岩纤维和PVC粘结剂混合制备样品。吸音隔音性能分别为:平均吸音系数分别为0.089、0.070和0.065;平均隔音量为38dB、36dB和39dB。
实施例四
按照重量份,在原配方的基础上添加AC发泡剂2份和发泡辅助剂(碳酸氢钠0.8份,柠檬酸1份,柠檬酸钠0.8份,纳米碳酸钙 0.5份),同时适当地提高稳定剂的含量来降低发泡剂发泡的温度到170℃,发泡时间为20min。选用同种纤维布,按1层、2层和3层来制备样品。其吸音隔音性能分别为:平均吸音系数分别为0.15、0.17和0.14;平均隔音量分别为29 dB、32 dB和34 dB。
Claims (7)
1.一种吸音隔音复合材料的制备方法,其特征包括如下步骤:
对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理,增加纤维表面的亲和力;
按比例制备PVC粘结剂;
将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中,并加热烘干,成型后冷却。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(1)中,碱、酸和偶联剂溶液配方为: 酸为10wt%的醋酸,碱为5wt%的氢氧化钠,偶联剂为2wt%的硅烷KH-550。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(1)中,玄武岩纤维直径为13um、15um或17um,长度为3mm、6mm或9mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(2)中,PVC粘结剂的配方按重量份为:聚氯乙烯糊树脂100份,增塑剂柠檬酸三丁酯50份,稳定剂硬脂酸钙0.8份,硬脂酸锌0.3份和环氧大豆油4份。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(3)中,玄武岩纤维与PVC粘结剂的重量比是3~9:97~91。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(3)中,玄武岩纤维与PVC粘结剂的混合方式:当纤维为短切纤维时,纤维和粘结剂一起混合搅拌均匀;当纤维为纤维布时,按一层纤维一层粘结剂平铺在模具中。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:上述步骤(3)中,加热烘干温度为170℃,保温时间为25min。
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