CN106915970A - 一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法，属于凹凸棒技术领域。所述吸音颗粒包括如下组分：高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土、石墨及适量溶剂。制备方法为：首先制备高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土；然后将制备的高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；将混合料除水后再对混合物进行造粒，得混合粒料一；将混合粒料一烘干、焙烧，得到粒料二；将粒料二打磨并筛分，即可。所述凹凸棒吸音颗粒不仅具有较好的吸音效果，还具有性能稳定、强度高、耐候性强、可长期使用的特点，所述制备方法简单，具有较好的应用价值。

Description

一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法

技术领域

本发明涉及凹凸棒技术领域，具体涉及一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法。

背景技术

近年，随着穿戴式电子产品的日益轻薄化，传统吸音材料已不能满足扬声器(SPK)行业对声学性能调试校正的需求。针对这种情况，新型吸音材料不断被开发、尝试，经过验证，人们发现在扬声器装置后腔中放置多孔性吸音材料可以有效的改善其声学性能。目前，应用效果较好的该类吸音材料包括天然沸石、活性炭、白炭黑或硅铝比200以上的沸石粉等吸音材料中的一种，或者以上几种材料的混合物。在扬声器应用中，出于可定量性和工艺填充可实施性，需先将以上粉末态吸音材料制备成0.10~10mm粒径的颗粒，根据扬声器产品的后声腔大小、结构，颗粒粒径在0.10~10mm内选取较小区间浮动。传统的制粒方式为挤压法、沸腾制粒法、滚动成球法和喷雾干燥法等。其中，挤压法、沸腾制粒法、滚动成球法制得的颗粒强度差、球形度差、表面不光滑且颗粒大小不均，物理结构和性能受到了限制，主要孔容和孔径小；喷雾干燥法成形的颗粒比较小，而且粒径分布不均。传统制粒方式存在所得颗粒大小分布区间较大，球形度差，颗粒间堆砌不均匀且偏紧实，颗粒间难以构成的通畅的孔道，造成吸音模块整体传质阻力大幅增加，扬声器(SPK)产品运作时产生的高频气流难以在此吸音材料颗粒构成的吸音件内通畅进出，降低了吸音件的有效利用，难以达到理想的声学性能调试效果。

因此，研究开发一种既具有较好的吸音效果，又具有强度高、颗粒均匀的吸音材料成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法，所述凹凸棒吸音颗粒不仅具有较好的吸音效果，还具有性能稳定、强度高、耐候性强、可长期使用的特点，且本发明采用原材料为纯天然材料，安全无毒害，为人们的健康生活提供了保障。此外，所述制备方法简单易行，具有较好的应用价值。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明涉及一种凹凸棒吸音颗粒，包括如下重量份的各原料：高粘凹凸棒石粘土10~20份、膏状凹凸棒石粘土20~40份、热改性后的凹凸棒石粘土10~30份、石墨5~10份及适量溶剂。

优选地，所述高粘凹凸棒石粘土15份、膏状凹凸棒石粘土30份、热改性后的凹凸棒石粘土20份、石墨8份及适量溶剂。

优选地，所述高粘凹凸棒石粘土为采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，有利于各组分之间的粘结，使得颗粒成分之间具有一定的粘附性，增强颗粒的稳定性及强度。

优选地，所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:5~10，具有较好的粘性和可塑性，降低了生产成本，有利于原料之间的粘结。

本发明还涉及一种制备凹凸棒吸音颗粒的方法，包括如下步骤：

（1）高粘凹凸棒石粘土的制备：取自然风化后的凹凸棒石粘土 50~60份，均匀加入1~3份的碳酸钠，加入清水于超声波条件下进行浸泡5~10h；取浸泡后的凹凸棒石粘土进行搅拌并挤出成型，得到凹凸棒石粘土薄片，然后将薄片与聚丙烯酰胺3~5份、环氧树脂1~3份及纤维素1~3份搅拌混合均匀，研磨至粒径为100~150目即可；

（2）凹凸棒粘土发泡剂的制备：分别称取如下重量份的原料凹凸棒石粘土10~20份、十二烷基硫酸钠1~3份、聚丙烯酸钠1~3份、过碳酸钠1~3份混合并搅拌均匀，通过研磨机研磨至粒径为100~150目即可；

（3）热改性凹凸棒石粘土的制备: 将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃~800℃的马弗炉中焙烧1~2h，冷却后研磨至粒径为100~200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；

（4）吸音颗粒的制备：

首先，按照配比分别称取高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；

其次，将混合料除水，使得含水量为混合物质量的5%~10%，再对混合物进行造粒，得混合粒料一；

再次，将混合粒料一烘干，烘干后置于500~800℃焙烧3~5h，得到粒料二；

最后，将粒料二进行打磨处理，并筛分，得到所述吸音颗粒。

优选地，所述步骤（1）中搅拌并挤出成型的方法为将凹凸棒石粘土加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后通过挤压机将凹凸棒石粘土挤出成型为薄片。

优选地，所述步骤（4）中混合料除水采用加热除水，加热温度为90~100℃，加热除水过程可以促进各组分之间混合均匀，提高各组分之间的粘结性。

优选地，所述步骤（4）中打磨处理的方法为采用分子筛用抛光机打磨所述粒料二，可使得颗粒表面的尖角被打磨掉，得到圆润的颗粒状吸音材料。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明所述的凹凸棒吸音颗粒，不仅具有较好的吸音效果，还具有性能稳定、强度高、耐候性强、可长期使用的特点，且本发明采用原材料为纯天然材料，安全无毒害，还具有使用安全、绿色无污染的特点，符合环境友好型产品的要求。此外，所述制备方法简单、操作方便，适合工业化应用，具有较好的应用价值。

（2）本发明采用凹凸棒石粘土作为基材进行制备吸音颗粒，由于凹凸棒石粘土独特的层链状结构，使得制备得到的吸音颗粒为具有多层独特层链状微结构的孔道结构，能够对声波进行无数次反射、相互叠加、碰撞，最终使得声波转化为热能，声波强度减弱，声音消失，实现消音的作用。

（3）本发明所述的吸音颗粒采用高粘凹凸棒石粘土和膏状凹凸棒石粘土，大大增加了制备过程各原料之间的粘结性能，避免了添加粘结剂工序，不仅降低了生产工序，还降低了资源消耗，避免了由于添加粘结剂而导致的环境污染。

（4）本发明所述的吸音颗粒采用热改后的凹凸棒石粘土，能够大大增加凹凸棒石粘土的孔隙率，进而能够使得制备得到的吸音颗粒具有较高的空隙率及孔道，为吸音颗粒的吸音效果提供了保障。

（5）本发明所述的吸音颗粒中还添加有石墨，能够大大增强吸音颗粒的强度，避免隔音砖在使用或者安装过程中破损，提高了使用的安全性。

（6）本发明的制备过程中采用筛分步骤，可以得到不同尺寸的吸音颗粒，应用于不同领域，且应用在同一领域的吸音颗粒具有大小尺寸均匀的特点，能够实现有效吸音的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

本发明优选实施例的一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法；

所述凹凸棒吸音颗粒，由如下重量份的各原料制备而成：高粘凹凸棒石粘土15份、膏状凹凸棒石粘土30份、热改性后的凹凸棒石粘土20份、石墨8份及适量溶剂。

所述高粘凹凸棒石粘土为采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，有利于各组分之间的粘结，使得颗粒成分之间具有一定的粘附性，增强颗粒的稳定性及强度。

所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:8，具有较好的粘性和可塑性，降低了生产成本，有利于原料之间的粘结。

本发明所述凹凸棒吸音颗粒的制备方法，包括如下步骤：

（1）高粘凹凸棒石粘土的制备：取自然风化后的凹凸棒石粘土 55份，均匀加入2份的碳酸钠，加入清水于超声波条件下进行浸泡8 h；取浸泡后的凹凸棒石粘土进行搅拌并挤出成型，得到凹凸棒石粘土薄片，然后将薄片与聚丙烯酰胺3份、环氧树脂2份及纤维素2份搅拌混合均匀，研磨至粒径为150目即可；

（2）凹凸棒粘土发泡剂的制备：分别称取如下重量份的原料凹凸棒石粘土15份、十二烷基硫酸钠2份、聚丙烯酸钠2份、过碳酸钠2份混合并搅拌均匀，通过研磨机研磨至粒径为150目即可；

（3）热改性凹凸棒石粘土的制备: 将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理8min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声15 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于600℃的马弗炉中焙烧2 h，冷却后研磨至粒径为200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；

（4）吸音颗粒的制备：

首先，按照配比分别称取高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；

其次，将混合料除水，使得含水量为混合物质量的8 %，再对混合物进行造粒，得混合粒料一；

再次，将混合粒料一烘干，烘干后置于600℃焙烧5h，得到粒料二；

最后，将粒料二进行打磨处理，并筛分，得到所述吸音颗粒。

步骤（1）中搅拌并挤出成型的方法为将凹凸棒石粘土加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后通过挤压机将凹凸棒石粘土挤出成型为薄片。

步骤（4）中混合料除水采用加热除水，加热温度为95℃，加热除水过程可以促进各组分之间混合均匀，提高各组分之间的粘结性。

步骤（4）中打磨处理的方法为采用分子筛用抛光机打磨所述粒料二，可使得颗粒表面的尖角被打磨掉，得到圆润的颗粒状吸音材料。

实施例2：

本发明优选实施例的一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法；

所述凹凸棒吸音颗粒，由如下重量份的各原料制备而成：高粘凹凸棒石粘土10份、膏状凹凸棒石粘土20份、热改性后的凹凸棒石粘土10份、石墨5份及适量溶剂。

所述高粘凹凸棒石粘土为采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，有利于各组分之间的粘结，使得颗粒成分之间具有一定的粘附性，增强颗粒的稳定性及强度。

所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:5，具有较好的粘性和可塑性，降低了生产成本，有利于原料之间的粘结。

本发明所述凹凸棒吸音颗粒的制备方法，包括如下步骤：

（1）高粘凹凸棒石粘土的制备：取自然风化后的凹凸棒石粘土 50份，均匀加入1份的碳酸钠，加入清水于超声波条件下进行浸泡5 h；取浸泡后的凹凸棒石粘土进行搅拌并挤出成型，得到凹凸棒石粘土薄片，然后将薄片与聚丙烯酰胺3份、环氧树脂1份及纤维素1份搅拌混合均匀，研磨至粒径为100目即可；

（2）凹凸棒粘土发泡剂的制备：分别称取如下重量份的原料凹凸棒石粘土10份、十二烷基硫酸钠1份、聚丙烯酸钠3份、过碳酸钠1份混合并搅拌均匀，通过研磨机研磨至粒径为100目即可；

（3）热改性凹凸棒石粘土的制备: 将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至1000目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃的马弗炉中焙烧2 h，冷却后研磨至粒径为100目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；

（4）吸音颗粒的制备：

首先，按照配比分别称取高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；

其次，将混合料除水，使得含水量为混合物质量的5%，再对混合物进行造粒，得混合粒料一；

再次，将混合粒料一烘干，烘干后置于800℃焙烧3h，得到粒料二；

最后，将粒料二进行打磨处理，并筛分，得到所述吸音颗粒。

步骤（1）中搅拌并挤出成型的方法为将凹凸棒石粘土加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后通过挤压机将凹凸棒石粘土挤出成型为薄片。

步骤（4）中混合料除水采用加热除水，加热温度为100℃，加热除水过程可以促进各组分之间混合均匀，提高各组分之间的粘结性。

步骤（4）中打磨处理的方法为采用分子筛用抛光机打磨所述粒料二，可使得颗粒表面的尖角被打磨掉，得到圆润的颗粒状吸音材料。

实施例3：

本发明优选实施例的一种凹凸棒吸音颗粒及制备方法；

所述凹凸棒吸音颗粒，由如下重量份的各原料制备而成：高粘凹凸棒石粘土20份、膏状凹凸棒石粘土40份、热改性后的凹凸棒石粘土30份、石墨10份及适量溶剂。

所述高粘凹凸棒石粘土为采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，有利于各组分之间的粘结，使得颗粒成分之间具有一定的粘附性，增强颗粒的稳定性及强度。

所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1: 10，具有较好的粘性和可塑性，降低了生产成本，有利于原料之间的粘结。

本发明所述凹凸棒吸音颗粒的制备方法，包括如下步骤：

（1）高粘凹凸棒石粘土的制备：取自然风化后的凹凸棒石粘土 60份，均匀加入3份的碳酸钠，加入清水于超声波条件下进行浸泡10h；取浸泡后的凹凸棒石粘土进行搅拌并挤出成型，得到凹凸棒石粘土薄片，然后将薄片与聚丙烯酰胺5份、环氧树脂3份及纤维素3份搅拌混合均匀，研磨至粒径为150目即可；

（2）凹凸棒粘土发泡剂的制备：分别称取如下重量份的原料凹凸棒石粘土20份、十二烷基硫酸钠3份、聚丙烯酸钠1份、过碳酸钠3份混合并搅拌均匀，通过研磨机研磨至粒径为150目即可；

（3）热改性凹凸棒石粘土的制备: 将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10 min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声20 min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于800℃的马弗炉中焙烧1h，冷却后研磨至粒径为200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；

（4）吸音颗粒的制备：

首先，按照配比分别称取高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；

其次，将混合料除水，使得含水量为混合物质量的10%，再对混合物进行造粒，得混合粒料一；

再次，将混合粒料一烘干，烘干后置于500℃焙烧5h，得到粒料二；

最后，将粒料二进行打磨处理，并筛分，得到所述吸音颗粒。

步骤（1）中搅拌并挤出成型的方法为将凹凸棒石粘土加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后通过挤压机将凹凸棒石粘土挤出成型为薄片。

步骤（4）中混合料除水采用加热除水，加热温度为90℃，加热除水过程可以促进各组分之间混合均匀，提高各组分之间的粘结性。

步骤（4）中打磨处理的方法为采用分子筛用抛光机打磨所述粒料二，可使得颗粒表面的尖角被打磨掉，得到圆润的颗粒状吸音材料。

综上所述，本发明所制备的吸音颗粒不仅具有较好的吸音效果，还具有性能稳定、强度高、耐候性强、可长期使用的特点，且本发明采用原材料为纯天然材料，安全无毒害，还具有使用安全、绿色无污染的特点，符合环境友好型产品的要求。此外，所述制备方法简单、操作方便，适合工业化应用，具有较好的应用价值。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种凹凸棒吸音颗粒，其特征在于：包括如下重量份的各原料：高粘凹凸棒石粘土10~20份、膏状凹凸棒石粘土20~40份、热改性后的凹凸棒石粘土10~30份、石墨5~10份及适量溶剂。

2.根据权利要求1所述的凹凸棒吸音颗粒，其特征在于：所述高粘凹凸棒石粘土15份、膏状凹凸棒石粘土30份、热改性后的凹凸棒石粘土20份、石墨8份及适量溶剂。

3.根据权利要求1所述的凹凸棒吸音颗粒，其特征在于：所述高粘凹凸棒石粘土为采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土。

4.根据权利要求1所述的凹凸棒吸音颗粒，其特征在于：所述膏状凹凸棒石粘土为凹凸棒粘土经湿法选矿未进行固液分离前的膏状凹凸棒石粘土，其中凹凸棒粘土与水的质量比为1:5~10。

5.制备如权利要求1~4任一项所述的凹凸棒吸音颗粒的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）高粘凹凸棒石粘土的制备：取自然风化后的凹凸棒石粘土 50~60份，均匀加入1~3份的碳酸钠，加入清水于超声波条件下进行浸泡5~10h；取浸泡后的凹凸棒石粘土进行搅拌并挤出成型，得到凹凸棒石粘土薄片，然后将薄片与聚丙烯酰胺3~5份、环氧树脂1~3份及纤维素1~3份搅拌混合均匀，研磨至粒径为100~150目即可；

（2）凹凸棒粘土发泡剂的制备：分别称取如下重量份的原料凹凸棒石粘土10~20份、十二烷基硫酸钠1~3份、聚丙烯酸钠1~3份、过碳酸钠1~3份混合并搅拌均匀，通过研磨机研磨至粒径为100~150目即可；

（3）热改性凹凸棒石粘土的制备: 将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~200目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声充分分散后，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理5~10min，静置后真空抽滤；将滤饼置于烧杯中，加入甲醇，于超声波条件下超声10~20min，静置后真空抽滤，干燥得到凹凸棒石粘土预处理产物；将凹凸棒石粘土预处理产物烘干后置于500℃~800℃的马弗炉中焙烧1~2h，冷却后研磨至粒径为100~200目，即得热改性后的凹凸棒石粘土；

（4）吸音颗粒的制备：

首先，按照配比分别称取高粘凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、热改性后的凹凸棒石粘土和石墨，搅拌混合均匀，得混合料；

其次，将混合料除水，使得含水量为混合物质量的5%~10%，再对混合物进行造粒，得混合粒料一；

再次，将混合粒料一烘干，烘干后置于500~800℃焙烧3~5h，得到粒料二；

最后，将粒料二进行打磨处理，并筛分，得到所述吸音颗粒。

6.根据权利要求5所述的凹凸棒吸音颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中搅拌并挤出成型的方法为将凹凸棒石粘土加入到搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后通过挤压机将凹凸棒石粘土挤出成型为薄片。

7.根据权利要求5所述的凹凸棒吸音颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中混合料除水采用加热除水，加热温度为90~100℃。

8.根据权利要求5所述的凹凸棒吸音颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中打磨处理的方法为采用分子筛用抛光机打磨所述粒料二。