CN103160018A - 一种高韧性隔音复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高韧性隔音复合材料，由包含以下重量份的组分制成：有机纤维增韧聚丙烯复合材料30-50重量份，隔音材料母粒50-70重量份。其中，有机纤维增韧聚丙烯复合材料包含具有以下重量份的组分：聚丙烯46-67.4重量份，有机纤维30-50重量份，相容剂2-3重量份，抗氧剂0.6重量份；隔音材料母粒包含具有以下重量份的组分：聚丙烯49.7-59.7重量份，隔音填充材料40-50重量份，抗氧剂0.3重量份。本发明还公开了该高韧性隔音复合材料的制备方法。本发明的高韧性隔音复合材料具备良好的隔音性能以及优秀的机械性能，同时具备加工成型方便、产品外形设计自由度高、弹性优良、耐化学腐蚀等特点。

Description

一种高韧性隔音复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种高韧性隔音复合材料及其制备方法。

背景技术

当前，噪声已成为一种主要的环境污染，声环境问题越来越受到人们的关注和重视。选用适当的材料进行吸音和隔音处理是噪声控制工程中最常用、最基本的技术措施之一。材料吸音和材料隔音的区别在于，材料吸音着眼于声源一侧反射声能的大小，目标是反射声能要小；材料隔音着眼于入射声源另一侧的透射声能的大小，目标是透射声能要小。

隔音是指通过某种物品把声音或噪音隔绝、隔断、分离等。材料一侧的入射声能与另一侧的透射声能相关的分贝数就是该材料的隔音量。对于隔音材料，要减弱透射声能，阻挡声音的传播，就不能如同吸音材料那样多孔、疏松、透气，相反它的材质应该是重而密实的。隔音量遵循质量定律原则，就是隔音材料的单位密集面密度越大，隔音量就越大，面密度与隔音量成正比关系。

隔音材料品类繁多，比较常见的有实心砖块、钢筋混凝土墙、木板、石膏板、铁板、隔音毡、纤维板等，但这些隔音材料通常具有环保性差或隔音性能不理想等弊病。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种高韧性隔音复合材料及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高韧性隔音复合材料，由包含以下重量份的组分制成：

有机纤维增韧聚丙烯复合材料 30-50重量份，

隔音材料母粒               50-70重量份。

优选的，所述有机纤维增韧聚丙烯复合材料由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯    46-67.4重量份，

有机纤维  30-50重量份，

相容剂    2-3重量份，

抗氧剂    0.6重量份。

优选的，所述有机纤维增韧聚丙烯复合材料还包含润滑剂0-0.4重量份。

优选的，所述有机纤维为熔点高于220℃的纤维。

优选的，所述有机纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、尼龙66纤维、聚苯硫醚纤维、凯夫拉纤维中的一种或几种。

优选的，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯与烯烃的共聚物中的一种或几种。

优选的，所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的一种或几种。所述抗氧剂优选抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168中的一种或几种。

优选的，所述润滑剂选自石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸及其盐中的一种或几种。所述硬脂酸盐优选硬脂酸锌、硬脂酸钙中的一种或几种。

优选的，所述隔音材料母粒由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯         49.7-59.7重量份，

隔音填充材料   40-50重量份，

抗氧剂         0.3重量份。

优选的，所述隔音填充材料为无机隔音材料，选自玻璃微珠、硫酸钡、滑石粉、石墨粉、硅石粉、石棉粉中的一种或几种。

优选的，所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的一种或几种。所述抗氧剂优选抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂168中的一种或几种。

一种高韧性隔音复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备有机纤维增韧聚丙烯复合材料：

将聚丙烯46-67.4重量份、相容剂2-3重量份、润滑剂0-0.4重量份、抗氧剂0.6重量份在180-220℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续有机纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现连续有机纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制有机纤维的含量为30-50重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，根据需求经切粒机切成相应长度的粒子，得到有机纤维增韧聚丙烯复合材料；

（2）制备隔音材料母粒：

将聚丙烯49.7-59.7重量份，隔音填充材料40-50重量份，抗氧剂0.3重量份加入到高速混合机中进行高速混合5-10分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到隔音材料母粒；

（3）将有机纤维增韧聚丙烯复合材料30-50重量份与隔音材料母粒50-70重量份掺混均匀即可。

本发明的高韧性隔音复合材料可以制成片状、膜状、板状、块状、棒状以及各种异型制品，用于隔音部件，尤其是对隔音效果和材料韧性同时有要求的部件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的高韧性隔音复合材料为热塑性树脂类材料，同时具备良好的隔音性能以及优秀的机械性能，其缺口冲击强度可达50KJ/m²以上。同时热塑性树脂复合材料还具备加工成型方便、成型方法多样、产品外形设计自由度高、弹性优良、耐化学腐蚀、着色方便、可回收利用等特点，可逐步取代木材及金属材料在隔音领域得到广泛应用。

具体实施方式

下面结合各实施例详细描述本发明。

实施例1

将聚丙烯46重量份、乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物3重量份、润滑剂聚丙烯蜡0.4重量份，抗氧剂1010 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-200℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为50重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成10mm长度的粒子，得到聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂54.7重量份、玻璃微珠45重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合8分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到玻璃微珠隔音母粒。

将聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增韧聚丙烯复合材料40重量份与玻璃微珠隔音母粒 60重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

实施例2

将聚丙烯67.4重量份、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物2重量份、抗氧剂1010 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-220℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的聚苯硫醚纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为30重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成12mm长度的粒子，得到聚苯硫醚纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂59.7重量份、滑石粉40重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合5分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-210℃温度下挤出并造粒，得到滑石粉隔音母粒。

将聚苯硫醚纤维增韧聚丙烯复合材料 50重量份与滑石粉隔音母粒 50重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

实施例3

将聚丙烯57.2重量份、马来酸酐接枝聚丙烯2重量份、润滑剂硬脂酸钙0.2重量份、抗氧剂1098 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-200℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的尼龙66纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为40重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成11mm长度的粒子，得到尼龙66纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂49.7重量份、硫酸钡50重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合10分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到硫酸钡隔音母粒。

将尼龙66纤维增韧聚丙烯复合材料 30重量份与硫酸钡隔音母粒 70重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

将实施例1-3最终制备得到的高韧性隔音复合材料注塑成标准样条进行性能测试，测试结果见表1。

表1

从表1可以看出，本发明的高韧性隔音复合材料同时具备了良好的隔音性能以及优秀的机械性能，其缺口冲击强度可达50KJ/m²以上。

实施例4

将聚丙烯67重量份、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物2重量份、润滑剂聚乙烯蜡0.4重量份，抗氧剂1010 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-220℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的凯夫拉纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为30重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成13mm长度的粒子，得到凯夫拉纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂57.7重量份、石墨粉42重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合6分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到石墨粉隔音母粒。

将凯夫拉纤维增韧聚丙烯复合材料35重量份与石墨粉隔音母粒65重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

实施例5

将聚丙烯50重量份、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物2.3重量份、润滑剂酰胺蜡0.1重量份、抗氧剂1010 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-210℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的聚苯硫醚纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为47重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成15mm长度的粒子，得到聚苯硫醚纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂53.7重量份、石棉粉46重量份、抗氧剂1098 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合8分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-210℃温度下挤出并造粒，得到石棉粉隔音母粒。

将聚苯硫醚纤维增韧聚丙烯复合材料48重量份与石棉粉隔音母粒52重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

实施例6

将聚丙烯60重量份、马来酸酐接枝聚丙烯2.1重量份、润滑剂石蜡0.3重量份、抗氧剂1098 0.2重量份、抗氧剂168 0.4重量份在180-200℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续的尼龙66纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制纤维的含量为37重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，经切粒机切成10mm长度的粒子，得到尼龙66纤维增韧聚丙烯复合材料。

将聚丙烯树脂51.7重量份、硅石粉48重量份、抗氧剂1010 0.1重量份、抗氧剂168 0.2重量份加入到高速混合机中进行高速混合10分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到硅石粉隔音母粒。

将尼龙66纤维增韧聚丙烯复合材料42重量份与硅石粉隔音母粒58重量份，加入到高速混合机中混合均匀即可。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高韧性隔音复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：

有机纤维增韧聚丙烯复合材料 30-50重量份，

隔音材料母粒               50-70重量份。

2.如权利要求1所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述有机纤维增韧聚丙烯复合材料由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯    46-67.4重量份，

有机纤维  30-50重量份，

相容剂    2-3重量份，

抗氧剂    0.6重量份。

3.如权利要求2所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述有机纤维增韧聚丙烯复合材料还包含润滑剂0-0.4重量份。

4.如权利要求2或3所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述有机纤维为熔点高于220℃的纤维。

5.如权利要求4所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述有机纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、尼龙66纤维、聚苯硫醚纤维、凯夫拉纤维中的一种或几种。

6.如权利要求2或3所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述相容剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯与烯烃的共聚物中的一种或几种；所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的一种或几种。

7.如权利要求3所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸及其盐中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述隔音材料母粒由包含以下重量份的组分制成：

聚丙烯         49.7-59.7重量份，

隔音填充材料   40-50重量份，

抗氧剂         0.3重量份。

9.如权利要求8所述的高韧性隔音复合材料，其特征在于，所述隔音填充材料为无机隔音材料，选自玻璃微珠、硫酸钡、滑石粉、石墨粉、硅石粉、石棉粉中的一种或几种；所述抗氧剂选自受阻酚类、受阻胺类、亚磷酸酯、硫醚类抗氧剂中的一种或几种。

10.一种高韧性隔音复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备有机纤维增韧聚丙烯复合材料：

将聚丙烯46-67.4重量份、相容剂2-3重量份、润滑剂0-0.4重量份、抗氧剂0.6重量份在180-220℃温度条件下塑化熔融，得到聚丙烯树脂熔体；将连续有机纤维由纱架引出，经张力辊调节张力，导入熔体浸渍模头，经过聚丙烯树脂熔体浸渍，在模头内实现连续有机纤维的分散和浸润，通过模头的纤维出口控制有机纤维的含量为30-50重量份，待有机纤维完全浸润并冷却固化后，根据需求经切粒机切成相应长度的粒子，得到有机纤维增韧聚丙烯复合材料；

（2）制备隔音材料母粒：

将聚丙烯49.7-59.7重量份，隔音填充材料40-50重量份，抗氧剂0.3重量份加入到高速混合机中进行高速混合5-10分钟，然后转入双螺杆挤出机中，在180-220℃温度下挤出并造粒，得到隔音材料母粒；

（3）将有机纤维增韧聚丙烯复合材料30-50重量份与隔音材料母粒50-70重量份掺混均匀即可。