CN104629217A - 一种隔音材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热塑性树脂隔声材料制备技术领域,具体涉及一种热塑性树脂隔音材料及其制备方法。材料组分包括:PVC树脂(100份)、增塑剂(10-60份)、稳定剂(1-6份)、隔音功能体颗粒(30-90份)、填料(0-100份),另外还可以包括阻燃抑烟剂(5-20份)、润滑剂(1-3份)、抗氧剂(0.1-2份)、抗静电剂(0.1-2份)、颜料(0.1-2份)。所述隔音功能体颗粒,包括碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物和金属粉中的一种或几种。采用上述配料的隔音材料制备工艺,包括原料混配、挤出造粒、挤出压延步骤。本发明的隔音材料具有突出的隔音性能,且强度高、阻燃抑烟、无毒环保、颜色多彩艳丽,生产工艺简便、成本低。

Description

一种隔音材料及其制备方法
技术领域
本发明属于热塑性树脂隔声材料制备技术领域,具体涉及一种热塑性树脂隔音材料及其制备方法。
背景技术
当前,现在工业技术发展给人们带来了便捷的交通、繁华的都市生活和鳞次栉比的厂区,但与之相影而随噪音污染也越来越严重。无处不在的工厂噪音(可高达100多分贝)、娱乐场所噪音、建筑噪音以及交通噪音等越来越影响我们的日常生活。另一方面,随着生活水平的提高,人们对居住环境、工作与学习环境、娱乐环境及公共场所的安静舒适和互不干扰,要求越来越高。因此,噪声控制与阻挡已成为当下亟待解决的重要问题。通常,噪音控制不外乎两种方法:控制振源与声源、阻隔振动与噪声传递。现实生活中,由于振源与声源的产生是一种客观存在,因此对振源与声源的控制在更多时候无能为力,而阻隔振动与噪声传递成为唯一可行性选择。隔声材料作为阻隔振动与噪声传递工程中的关键材料,其隔声性能及其与使用相关的各项性能(如阻燃和抑烟性能、环保性能、力学性能、安装施工的便捷性)越来越引起人们的重视。
在日常噪音音频范围内,材料隔声量遵循质量定律。因此,传统隔声材料主要是运用各种密实的砖块、钢筋混泥土墙、金属板等金属及无机材料来阻挡声波的传递。这些材料都比较笨重且占用空间大,安装及拆除工程量大,成本较高。随着现代工业如汽车、高铁、航空航天、城市快速交通等的飞速发展和人们对高品质生活的不懈追求,对质轻高强、单位隔声量大、施工方便、美观价廉的新型隔声材料需求愈加强烈。高分子材料基隔声材料以其特有的黏弹特质、高阻尼特性、易成型加工型、轻质、施工方便、易与其它材料复合等优势,成为新型隔声材料领域的发展热点,可广泛应用于公路,铁路,轻轨,涵洞,隧道等交通领域和各种工业厂矿、民用住宅及娱乐设施等领域。
由于种种原因,我国以前对民用隔声材料的应用及发展没有引起足够重视,而目前高分子基隔声材料的发展更是尚处起步阶段。现有产品主要为中低端,进口产品价格较高;单层产品隔声量低;多层复合产品工艺复杂,成本高;多以EPDM或其它橡胶为基体,成本高,工艺复杂。因此,提升现有高分子基隔音产品品质,发展高强度、高隔声量、施工方便、美观价廉的新型高分子基隔音材料既是行业趋势更是现实所需。
目前已有通过向基体树脂中添加隔音功能体颗粒以达到隔音效果的技术,如中国专利申请CN 103160018 A中即公开了相关内容。尽管如此,其并未公开隔音功能体颗粒的粒径大小,更未公开采用不同粒径大小颗粒来进行对基体树脂的填充。一般现有技术中均采用相同粒径大小颗粒进行填充,难以实现体积互补和均匀分布,造成填充不均匀,且力学性能差,影响声波在其中进行充分的反射、散射、折射和绕射,从而影响对声音的阻隔及吸收作用。当全部采用大粒径颗粒时,由于位阻效应难以实现密实填充,颗粒间空隙较大,不能充分地阻挡声波的传递(如反射、散射、折射或绕射)。当全部采用小粒径颗粒时,一方面小颗粒本身对声波的反射阻挡能力较差,并易绕射;另一方面,由于小颗粒表面自由能较高,在基体中极易发生不均匀性聚集或团聚,不能最大限度地阻挡声波的传递。中国专利申请CN103897262 A公开了不同形状、不同大小的无机填料在热塑性树脂中的填充,为使填料在基体中均匀分布与分散,以提高隔音效果和材料力学性能,公开了一种用偶联剂处理无机填料的方法,达到了使无机填料均匀分布的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度高隔声量的隔音材料及隔音材料制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种隔音材料,包括采用以下重量份的组分制备而成:PVC树脂:100份、增塑剂:10-60份、稳定剂:1-6份、隔音功能体颗粒:30-90份、填料:0-100份、助剂1.3-9份;不同粒径的且粒径为0.1um-2.5um的隔音功能体颗粒按体积互补填充原则均匀分布在基体树脂中并与基体树脂形成弹性界面粘结。
不同粒径的隔音功能体颗粒混合可使大小不同的隔音功能体颗粒在基体中实现互补填充,达到最优化均匀分布与分散,使声波在材料中传播时发生多次反射、散射、折射和绕射以实现能量耗散,赋予材料突出的高隔音性。同时,分布在大颗粒间的小颗粒相比于同等大小的颗粒,更容易且更多次地接收到反射、散射、折射或绕射过来的声波,使自身产生震动而消耗能量,达到吸音效果。
所选用隔音功能体颗粒自身具有的与基体树脂的良好亲和力,在无偶联剂的情况下就能使其实现在基体树脂中的均匀分布或分散。
所述隔音功能体颗粒中粒径大小为0.1-0.7um、0.8-1.5um和1.6-2.5um的颗粒之间的重量百分比为5-15%:70-90%:5-15%。
所述隔音功能体颗粒为非表面光滑圆形颗粒。
所述隔音功能体颗粒,组分包括碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物或金属粉中的两种或几种;
所述碳酸盐选自碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌中的一种或几种,优选碳酸钙、碳酸锌中的一种或两种;
所述硫酸盐为硫酸钡;
所述氢氧化物选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种;
所述氧化物选自氧化锆(ZrO2)、氧化锡(SnO2)、二氧化钛(TiO2)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化铜(CuO)中的一种或几种;优选氧化锆、二氧化钛、氧化镁、氧化铝中的一种或几种;
金属粉选自铜粉、铁粉、铝粉中的一种或几种,优选铁粉。
所述隔音材料中还可以包括:5-20重量份的阻燃抑烟剂;
所述阻燃抑烟剂,优选氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂体系、锡酸锌阻燃体系或聚磷酸铵膨胀型阻燃体系中一种或几种,当选用其中的两种或者三种时,他们之间的重量比例为5-20:8-20:8-20;
所述氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂体系中氢氧化镁:氢氧化铝:偶联剂之间的重量比为1:1.2:0.1;其中偶联剂可以使阻燃抑烟剂在基体树脂中均匀分散,并与基体树脂形成良好界面粘结。
所述助剂包括:润滑剂:1-3份、抗氧剂:0.1-2份、抗静电剂:0.1-2份、颜料:0.1-2份。
所述PVC树脂为SG-1型、SG-3型和SG-5型PVC树脂的混合物,其重量百分比为10-40%:45-80%:5-15%。
所述增塑剂优选柠檬酸酯类环保增塑剂;
所述稳定剂优选钙锌复合稳定剂。
所述润滑剂优选硬脂酸及其盐类、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种;
所述硬脂酸及其盐类优选硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种;
所述填料优选碳酸钙、滑石粉、钛白粉中的一种或几种;
所述抗氧剂包括抗热氧化剂和抗光氧化剂,其中抗热氧化剂优选抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的两种,抗光氧化剂优选UV-327、UV-326、炭黑中的一种或几种;
所述抗静电剂优选炭黑、聚氧乙烯月桂酸基醚、聚氧乙烯中的一种或几种。
一种采用上述配料的隔音材料制备工艺,包括原料混配、挤出造粒、挤出压延步骤,具体步骤如下:
(1)将PVC树脂、稳定剂放入搅拌机混合均匀后,加入增塑剂混合均匀,再加入隔音功能体、填料和助剂继续混合直至温度达到120-150℃,出料;
(2)将步骤(1)中混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出造粒;
(3)将步骤(2)得到的粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型。
所述步骤(1)中搅拌机转速为800-2000rpm,PVC树脂、稳定剂的混合时间为1-2min,加入增塑剂混合的时间为1-2min;步骤(2)中双螺杆挤出机各段温度:120-140℃、130-160℃、135-165℃、135-165℃,口模:140-175℃,螺杆转速:20-60rpm;步骤(3)中单螺杆挤出机各段温度:120-140℃、130-160℃、135-165℃、135-165℃,口模140-175℃,螺杆转速:20-65rpm;三辊压延机三辊温度均为30-80℃,片材厚度0.8-3mm,宽度60-200mm,牵引速度1-10m/min。
优选的,当使用阻燃抑烟剂时,为了提高阻燃抑烟效率和降低对制品物理性能的影响,阻燃抑烟剂在使用之前球磨10-80min备用。
本发明的隔音功能颗粒体系:碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物或金属粉中的两种或几种,均采用正交设计实验对粒径大小、粒径分布、表面状态以及各个粒径级分的用量对材料隔音性能及力学性能的影响进行了系统研究。筛选与优化出粒径大小及分布的比例为:0.1-0.7um、0.8-1.5um和1.6-2.5um的颗粒之间的重量百分比为5-15%:70-90%:5-15%。该比例可使隔音功能体颗粒在基体中实现互补填充,导致声波在材料中传播时发生多次反射、散射、折射和绕射实现能量耗散,赋予材料突出的高隔音性。颗粒均为非表面光滑圆形颗粒,其表面状态有利于提高与基体树脂间的物理粘结强度,提高材料力学性能和对声波震动的阻尼性能。
本发明采用的基体树脂:SG-1型、SG-3型和SG-5型PVC树脂以其重量百分比为10-40%:45-80%:5-15%混配。该比例是运用黏弹理论与能量耗散原理,系统研究树脂分子量及分子量分布与材料黏弹与阻尼性能、力学性能、加工性能间的关系后得出。该比例赋予材料优良的阻尼特性和高强度,同时又具有良好的加工性能。
本发明所选用隔音功能体颗粒自身具有的与基体树脂的良好亲和力,在无偶联剂的情况下就能使其在该发明的制备条件下实现在基体中的均匀分布或分散。隔音功能体颗粒无需偶联剂处理,既简化了生产工艺,又降低了生产成本。
本发明技术在隔音材料制备过程中(原料优选与混配、挤出造粒),运用新颖的聚集态结构设计理论对基体聚合物的粘弹性及聚集态结构进行了设计,隔音功能体的粒径大小、粒径分布、表面状态以及各个粒径级分的用量,均根据其对材料隔音性能及力学性能的影响进行了筛选和最优化确定,最终在隔音材料中形成了特殊的微观结构。该微观结构中,不同粒径的且粒径为0.1um-2.5um的隔音功能体颗粒按体积互补填充原则均匀分布在基体树脂中并与基体树脂形成弹性界面粘结,使声波在材料中传播时发生多次反射、散射、折射和绕射实现能量耗散,赋予材料突出的高隔声性能和高劲度。适度粘弹性和良好界面既增大了材料阻尼,抑制了共振频率和共振区的上限,提高了材料在低频率区的隔声量,又赋予材料较高的拉伸性能、撕裂性能和韧性。
与现有技术相比,采用本发明的配料及方法制备的隔音材料技术指标优良:(1)突出的隔音性能。2mm厚片材在人耳敏感音频范围内隔声量大于35dB,远高于国内产品的25dB。(2)高强度。2mm厚片材拉伸强度为15-18MPa,断裂伸长率为250-400%,远高于国内外通用产品。(3)低成本,原料成本仅为0.8-1.2万/吨。(4)可生产多种艳丽色彩的产品,传统隔音材料为单一黑色。(5)阻燃抑烟,将隔音功能体颗粒的隔音性能与阻燃性能巧妙复合,使产品自身的氧指数达31,加入阻燃剂后氧指数提高至31-40。(6)采用热塑性基体挤出压延成型,工艺简便,产品无毒环保。(7)干法施工方便,可采用片材熔接机快速熔接成任意大尺寸。使用方式灵活多样,既可单独使用,更易于与其它材料复合使用。(8)投资小、见效快、生产规模可大可小。(9)可广泛用于民用领域(住宅卧室、会议/办公室、多功能厅/KTV歌厅等)、工业领域(厂房/机房、空压机、工业管道等)和交通运输领域(汽车、船舱、飞机场、高铁/快轨等需要隔音降噪的场合)。
具体实施方式
为了进一步说明本发明,下面结合实施例进一步进行说明,下述所用未具体描述型号及厂商的原料均为市面通用原料:
实施例1
隔音功能体颗粒的制备:碳酸钙10kg,硫酸钡90kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.5um左右、1.0um左右和2.0um左右的颗粒的用量分别为5kg、90kg和5kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂20kg、SG-3型PVC树脂70kg、SG-5型PVC树脂10kg、柠檬酸酯增塑剂20kg、钙锌复合稳定剂3kg、锡酸锌阻燃剂2kg、氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂阻燃体系8kg、隔音功能体颗粒70kg、硬脂酸3kg、抗氧剂10100.5kg、抗氧剂1680.5kg、UV-3270.3kg,滑石粉50kg、聚氧乙烯2kg、绿色色粉0.8kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:锡酸锌阻燃剂在使用之前球磨30min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和阻燃剂放入高速搅拌机以转速1500rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-327、聚氧乙烯、滑石粉和绿色色粉继续高速混合直至温度达到130℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:35rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:35rpm;压延机组三辊温度为40℃,片材厚度2mm,宽度100mm,牵引速度6m/min。
实施例2
隔音功能体颗粒的制备:碳酸锌30kg,氢氧化镁25kg,氢氧化铝25kg,二氧化钛20kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.4um左右、1.2um左右和1.9um左右的颗粒的用量分别为15kg、70kg和15kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂10kg、SG-3型PVC树脂80kg、SG-5型PVC树脂10kg、柠檬酸酯增塑剂10kg、钙锌复合稳定剂5kg、氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂15kg、隔音功能体颗粒70kg、硬脂酸钙1kg、抗氧剂10760.3kg、抗氧剂1680.4kg、炭黑1.3kg、碳酸钙20kg、聚氧乙烯月桂酸基醚0.6kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂在使用之前球磨50min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和阻燃剂放入高速搅拌机以转速800rpm混合1min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸钙、抗氧剂1076、抗氧剂168、炭黑、碳酸钙、聚氧乙烯月桂酸基醚继续高速混合直至温度达到140℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:120℃;135℃;130℃;130℃;口模150℃;螺杆转速:25rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:120℃;145℃;145℃;145℃;口模145℃;螺杆转速:25rpm;压延机组三辊温度为50℃,片材厚度3mm,宽度180mm,牵引速度3m/min。
实施例3
隔音功能体颗粒的制备:硫酸钡12kg,氢氧化镁45kg,氢氧化铝40kg,氧化锆3kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.2um左右、0.8um左右和2.5um左右的颗粒的用量分别为10kg、80kg和10kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂40kg、SG-3型PVC树脂45kg、SG-5型PVC树脂15kg、柠檬酸酯增塑剂50kg、钙锌复合稳定剂6kg、隔音功能体颗粒30kg、聚乙烯蜡2kg、碳酸钙60kg、抗氧剂10760.7kg、抗氧剂1680.8kg、UV-3260.3kg、紫色色粉1kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:将PVC树脂、钙锌复合稳定剂放入高速搅拌机以转速2000rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、聚乙烯蜡、碳酸钙、抗氧剂1076、抗氧剂168、UV-326、紫色色粉继续高速混合直至温度达到150℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:120℃;130℃;125℃;125℃;口模140℃;螺杆转速:40rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:120℃;130℃;125℃;125℃;口模140℃;螺杆转速:40rpm;压延机组三辊温度为80℃,片材厚度1mm,宽度100mm,牵引速度10m/min。
实施例4
隔音功能体颗粒的制备:碳酸锌20kg,二氧化钛50kg,氧化铝30kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.7um左右、1.4um左右和2.4um左右的颗粒的用量分别为8kg、84kg和8kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂20kg、SG-3型PVC树脂65kg、SG-5型PVC树脂15kg、柠檬酸酯增塑剂60kg、钙锌复合稳定剂1kg、锡酸锌阻燃剂16kg、隔音功能体颗粒40kg、硬脂酸锌2kg、抗氧剂10100.5kg、抗氧剂1680.5kg、UV-3260.5kg、聚氧乙烯月桂酸基醚0.8kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:锡酸锌阻燃剂在使用之前球磨80min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和锡酸锌阻燃剂放入高速搅拌机以转速1000rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸锌、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-326、聚氧乙烯月桂酸基醚继续高速混合直至温度达到120℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:140℃;150℃;145℃;145℃;口模155℃;螺杆转速:20rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:140℃;150℃;145℃;145℃;口模155℃;螺杆转速:20rpm;压延机组三辊温度为60℃,片材厚度3mm,宽度80mm,牵引速度2m/min。
实施例5
隔音功能体颗粒的制备:二氧化钛30kg,氧化镁25kg,氧化铝25kg,碳酸锌20kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.1um左右、0.8um左右和1.6um左右的颗粒的用量分别为12kg、76kg和12kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂35kg、SG-3型PVC树脂60kg、SG-5型PVC树脂5kg、柠檬酸酯增塑剂30kg、钙锌复合稳定剂2kg、聚磷酸铵膨胀型阻燃剂19kg、隔音功能体颗粒50kg、硬脂酸1kg、氧化聚乙烯蜡1kg、抗氧剂10760.6kg、抗氧剂1680.6kg、UV-3260.2kg、聚氧乙烯0.3kg、聚氧乙烯月桂酸基醚0.5kg、蓝色色粉1.5kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:聚磷酸铵膨胀型阻燃剂在使用之前球磨50min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和聚磷酸铵膨胀型阻燃剂放入高速搅拌机以转速2000rpm混合1min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂1076、抗氧剂168、UV-326、聚氧乙烯、聚氧乙烯月桂酸基醚、蓝色色粉继续高速混合直至温度达到120℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:135℃;160℃;165℃;165℃;口模175℃;螺杆转速:22rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:135℃;160℃;165℃;165℃;口模175℃;螺杆转速:22rpm;压延机组三辊温度为30℃,片材厚度0.8mm,宽度120mm,牵引速度7m/min。
实施例6
隔音功能体颗粒的制备:硫酸钡40kg,二氧化钛40kg,铁粉20kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.2um左右、1.3um左右和1.8um左右的颗粒的用量分别为11kg、78kg和11kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂35kg、SG-3型PVC树脂55kg、SG-5型PVC树脂10kg、柠檬酸酯增塑剂40kg、钙锌复合稳定剂3.5kg、氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂7kg、隔音功能体颗粒60kg、单硬脂酸甘油3kg、抗氧剂10100.3kg、抗氧剂1680.3kg、UV-3270.4kg、碳酸钙20kg、炭黑1.5kg、聚氧乙烯月桂酸基醚1.2kg、聚氧乙烯0.3kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂在使用之前球磨60min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂放入高速搅拌机以转速1500rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、单硬脂酸甘油、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-327、碳酸钙、炭黑、聚氧乙烯月桂酸基醚、聚氧乙烯继续高速混合直至温度达到140℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:130℃;140℃;140℃;140℃;口模155℃;螺杆转速:60rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:135℃;140℃;135℃;135℃;口模155℃;螺杆转速:65rpm;压延机组三辊温度为70℃,片材厚度2mm,宽度120mm,牵引速度4m/min。
实施例7
隔音功能体颗粒的制备:氧化锡10kg,硫酸钡60kg,氧化铝15kg,氧化镁15kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.6um左右、1.1um左右和1.7um左右的颗粒的用量分别为13kg、74kg和13kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂38kg、SG-2型PVC树脂50kg、SG-5型PVC树脂12kg、柠檬酸酯增塑剂35kg、钙锌复合稳定剂4kg、隔音功能体颗粒40kg、硬脂酸1kg、聚乙烯蜡2kg、抗氧剂10100.1kg、抗氧剂1680.1kg、UV-3260.1kg、滑石粉30kg、钛白粉10kg、聚氧乙烯1.2kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:将PVC树脂、钙锌复合稳定剂放入高速搅拌机以转速1500rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸、聚乙烯蜡、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-326、滑石粉、钛白粉、聚氧乙烯继续高速混合直至温度达到150℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模150℃;螺杆转速:45rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:130℃;140℃;135℃;135℃;口模150℃;螺杆转速:45rpm;压延机组三辊温度为55℃,片材厚度1.8mm,宽度100mm,牵引速度5m/min。
实施例8
隔音功能体颗粒的制备:碳酸钙30kg,硫酸钡25kg,氧化镁20kg,铁粉25kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.5um左右、1.1um左右和2.1um左右的颗粒的用量分别为14kg、72kg和14kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂15kg、SG-2型PVC树脂75kg、SG-3型PVC树脂10kg、柠檬酸酯增塑剂25kg、钙锌复合稳定剂5kg、聚磷酸铵膨胀型阻燃剂5kg、隔音功能体颗粒90kg、硬脂酸钙1.5kg、硬脂酸锌1kg、抗氧剂10760.2kg、抗氧剂1680.3kg、炭黑0.4kg、滑石粉30kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:聚磷酸铵膨胀型阻燃剂在使用之前球磨30min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和聚磷酸铵膨胀型阻燃剂放入高速搅拌机以转速2000rpm混合1min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸钙、硬脂酸锌、抗氧剂1076、抗氧剂168、炭黑、滑石粉继续高速混合直至温度达到140℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:55rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:55rpm;压延机组三辊温度为45℃,片材厚度2mm,宽度100mm,牵引速度10m/min。
实施例9
隔音功能体颗粒的制备:碳酸镁20kg,碳酸锌60kg,氧化锆10kg,氧化锡10kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.4um左右、1.2um左右和2.3um左右的颗粒的用量分别为6kg、88kg和6kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂30kg、SG-3型PVC树脂58kg、SG-5型PVC树脂12kg、柠檬酸酯增塑剂45kg、钙锌复合稳定剂4.5kg、氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂8kg、隔音功能体颗粒55kg、硬脂酸0.5kg、聚乙烯蜡1kg、抗氧剂10100.2kg、抗氧剂1680.2kg、UV-3270.2kg、滑石粉30kg、碳酸钙50kg、聚氧乙烯月桂酸基醚0.6kg、红色色粉1kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂在使用之前球磨70min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂(1:1.2:0.1)阻燃剂放入高速搅拌机以转速1000rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸、聚乙烯蜡、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-327、滑石粉、碳酸钙、聚氧乙烯月桂酸基醚和红色色粉继续高速混合直至温度达到130℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:30rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:30rpm;压延机组三辊温度为65℃,片材厚度1.3mm,宽度120mm,牵引速度6m/min。
实施例10
隔音功能体颗粒的制备:硫酸钡65kg,氢氧化镁15kg,铝粉20kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.3um左右、1.0um左右和2.2um左右的颗粒的用量分别为7kg、86kg和7kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂28kg、SG-3型PVC树脂64kg、SG-5型PVC树脂8kg、SG-5型PVC树脂30kg、柠檬酸酯增塑剂55kg、钙锌复合稳定剂3kg、锡酸锌阻燃剂6kg、隔音功能体颗粒45kg、硬脂酸锌1kg、抗氧剂10100.1kg、抗氧剂1680.1kg、UV-3260.3kg、滑石粉50kg、聚氧乙烯0.2kg、聚氧乙烯月桂酸基醚0.2kg、红棕色粉0.5kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:锡酸锌阻燃剂在使用之前球磨50min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和锡酸锌阻燃剂放入高速搅拌机以转速1500rpm混合1min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、硬脂酸锌、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-326、滑石粉、聚氧乙烯、聚氧乙烯月桂酸基醚和红棕色粉继续高速混合直至温度达到140℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:125℃;135℃;130℃;130℃;口模145℃;螺杆转速:21rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:125℃;135℃;130℃;130℃;口模145℃;螺杆转速:21rpm;压延机组三辊温度为75℃,片材厚度0.8mm,宽度180mm,牵引速度10m/min。
实施例11
隔音功能体颗粒的制备:氢氧化镁35kg,氢氧化铝40kg,氧化铝25kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.6um左右、1.4um左右和2.3um左右的颗粒的用量分别为9kg、82kg和9kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂25kg、SG-3型PVC树脂68kg、SG-5型PVC树脂7kg、柠檬酸酯增塑剂15kg、钙锌复合稳定剂3.5kg、聚磷酸铵膨胀型阻燃剂11kg、隔音功能体颗粒45kg、氧化聚乙烯蜡1kg、抗氧剂10100.2kg、抗氧剂1680.3kg、UV-3270.3kg、碳酸钙60kg、聚氧乙烯1.6kg、黄色色粉1.3kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:聚磷酸铵膨胀型阻燃剂在使用之前球磨10min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和聚磷酸铵膨胀型阻燃剂放入高速搅拌机以转速1700rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合1min,再加入隔音功能体颗粒、氧化聚乙烯蜡、抗氧剂1010、抗氧剂168、UV-327、碳酸钙、聚氧乙烯和黄色色粉继续高速混合直至温度达到140℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:135℃;145℃;140℃;140℃;口模150℃;螺杆转速:25rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:挤出机各段温度:135℃;145℃;140℃;140℃;口模150℃;螺杆转速:25rpm;压延机组三辊温度为40℃,片材厚度1.4mm,宽度80mm,牵引速度3m/min。
实施例12
隔音功能体颗粒的制备:碳酸钙10kg,碳酸镁45kg,硫酸钡10kg,氢氧化铝35kg,选择非表面光滑圆形颗粒,其中粒径大小为0.3um左右、0.9um左右和1.8um左右的颗粒的用量分别为11kg、78kg和11kg,将它们充分混合均匀。
隔音材料配料:SG-1型PVC树脂41kg、SG-3型PVC树脂48kg、SG-5型PVC树脂11kg、SG-5型PVC树脂25kg、柠檬酸酯增塑剂30kg、钙锌复合稳定剂2.5kg、锡酸锌阻燃剂14kg、隔音功能体颗粒65kg、单硬脂酸甘油酯3kg、抗氧剂10760.3kg、抗氧剂1680.5kg、UV-3270.2kg、碳酸钙20kg、钛白粉15kg、聚氧乙烯月桂酸基醚1.0kg、蓝色色粉2.0kg。
隔音材料制备:
(1)原料混配:锡酸锌阻燃剂在使用之前球磨50min备用;将PVC树脂、钙锌复合稳定剂和锡酸锌阻燃剂放入高速搅拌机以转速1200rpm混合2min后,加入柠檬酸酯增塑剂继续混合2min,再加入隔音功能体颗粒、单硬脂酸甘油酯、抗氧剂1076、抗氧剂168、UV-327、碳酸钙、钛白粉、聚氧乙烯月桂酸基醚、蓝色色粉继续高速混合直至温度达到130℃,出料;
(2)挤出造粒:将混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出机各段温度:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:50rpm;
(3)将上述粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型:130℃;140℃;135℃;135℃;口模145℃;螺杆转速:50rpm;压延机组三辊温度为35℃,片材厚度1.8mm,宽度180mm,牵引速度6m/min。
表1 各实施例生产的隔音片材技术指标

Claims (10)

1.一种隔音材料,其特征在于,材料采用以下重量份的组分制备而成:PVC树脂:100份、增塑剂:10-60份、稳定剂:1-6份、隔音功能体颗粒:30-90份、填料:0-100份、助剂1.3-9份;不同粒径的且粒径为0.1um-2.5um的隔音功能体颗粒按体积互补填充原则均匀分布在基体树脂中并与基体树脂形成弹性界面粘结。
2.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于,所述隔音功能体颗粒中粒径大小为0.1-0.7um、0.8-1.5um和1.6-2.5um的颗粒之间的重量百分比为5-15%:70-90%:5-15%。
3.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于,所述隔音功能体颗粒组分包括碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物、氧化物或金属粉中的两种或几种。
4.根据权利要求3所述的隔音材料,其特征在于,所述碳酸盐选自碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌中的一种或几种;硫酸盐为硫酸钡;氢氧化物选自氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或两种;氧化物选自氧化锆、氧化锡、二氧化钛、氧化镁、氧化铝、氧化铜中的一种或几种;金属粉选自铜粉、铁粉、铝粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于,组分中还包括:5-20重量份的阻燃抑烟剂,所述阻燃抑烟剂选自氢氧化镁-氢氧化铝-偶联剂体系、锡酸锌阻燃体系或聚磷酸铵膨胀型阻燃体系中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于,所述增塑剂为柠檬酸酯类环保增塑剂;稳定剂为钙锌复合稳定剂;填料选自碳酸钙、滑石粉、钛白粉中的一种或两种;所述助剂包括以下重量份的组分:润滑剂:1-3份、抗氧剂:0.1-2份、抗静电剂:0.1-2份、颜料:0.1-2份。
7.根据权利要求6所述的隔音材料,其特征在于,润滑剂选自硬脂酸及其盐类、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种;抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、UV-327、UV-326、炭黑中的两种或几种;抗静电剂选自炭黑、聚氧乙烯月桂酸基醚、聚氧乙烯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的隔音材料,其特征在于,PVC树脂为SG-1型、SG-3型和SG-5型PVC树脂的混合物,其重量百分比为10-40%:45-80%:5-15%。
9.一种权利要求1-8任一所述隔音材料的制备工艺,包括原料混配、挤出造粒、挤出压延步骤,具体步骤如下:
(1)将PVC树脂、稳定剂放入搅拌机混合均匀后,加入增塑剂混合均匀,再加入隔音功能体、填料和助剂继续混合直至温度达到120-150℃,出料;
(2)将步骤(1)中混配好的原料加入双螺杆挤出机,挤出造粒;
(3)将步骤(2)得到的粒料加入单螺杆挤出机熔融塑化后喂料到三辊压延机中压延成型。
10.根据权利要求9所述的隔音材料的制备工艺,其特征在于,步骤(1)中搅拌机转速为800-2000rpm,PVC树脂、稳定剂的混合时间为1-2min,加入增塑剂混合的时间为1-2min;步骤(2)中双螺杆挤出机各段温度:120-140℃、130-160℃、135-165℃、135-165℃,口模:140-175℃,螺杆转速:20-60rpm;步骤(3)中单螺杆挤出机各段温度:120-140℃、130-160℃、135-165℃、135-165℃,口模140-175℃,螺杆转速:20-65rpm;三辊压延机三辊温度均为30-80℃,片材厚度0.8-3mm,宽度60-200mm,牵引速度1-10m/min。
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