CN107498936B - 一种纳米海绵复合吸音板及其应用 - Google Patents

一种纳米海绵复合吸音板及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种纳米海绵复合吸音板及其应用，属于吸音材料领域。本发明的纳米海绵复合吸音板，至少包括两层，底层为主板体，主板体采用闭孔结构，外层为纳米海绵层，其相比于主板体，配置在靠近声源的一侧，将主板体与纳米海绵层复合后即形成纳米海绵复合吸音板，可应用在装修、隧道、设备领域进行降噪。本发明中，以纳米海绵为载体，利用纳米海绵的多孔结构，达到吸音降噪的目的，实现对吸音板隔音反射作用的进一步补充。纳米海绵上负载光触媒后，还可以达到去除甲醛等有害气体，净化室内空气的目的，丰富扩展了吸音板的原有功能。

Description

一种纳米海绵复合吸音板及其应用
技术领域
本发明涉及吸音材料技术领域，具体地说是一种纳米海绵复合吸音板及其应用。
背景技术
噪声污染对人们的健康和日常生活的危害日益为人们所知，为此，人们采取了各种各样的方式。目前市政城市道路和高速公路两侧种植绿化，加装隔音屏，然而按照目前的绿化种植密度，远达不到隔音防风的效果。
针对居室内噪声污染，建筑的吸音功能在诸多建筑功能中的地位日益突显，越来越多的吸音板应用于家装领域，如用作墙体、隔断、吊顶等等。吸音板的使用，有效改善了居室内的音质环境，并且对噪声的控制起到了非常重要的作用。
然而，现有吸音板多数为单层闭孔结构，只起到对噪音的阻隔或者反射的作用，真正起到吸收噪音的效果很小。
发明内容
本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种具有吸音降噪功能的纳米海绵复合吸音板。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
1、一种纳米海绵复合吸音板，至少包括两层，底层为主板体，主板体采用闭孔结构，外层为纳米海绵层，其相比于主板体，配置在靠近声源的一侧，将主板体与纳米海绵层复合后即形成纳米海绵复合吸音板。
可选地，所述主板体与纳米海绵层之间另设中间层，中间层采用半开孔发泡材料制成，其孔径介于主板体和纳米海绵层之间，并在主板体与纳米海绵层之间形成缓冲过渡。优选地，半开孔发泡材料选用半开孔记忆海绵。
可选地，以纳米海绵为载体，利用纳米海绵的多孔结构，负载光触媒后，作为纳米海绵复合吸音板的外层。
可选地，以纳米海绵为载体，负载光触媒时，包括步骤如下：
1）浸泡：将纳米海绵置于有机溶剂中充分浸泡后取出；
2）烘干：将浸泡后的纳米海绵进行烘干处理，烘干温度在50-70℃之间；
3）压平：将烘干后的纳米海绵置于2500-3000牛顿力的压块下进行压平处理，压平时间控制在15-30分钟；
4)将预先配置好的光触媒溶液使用喷壶按照每平米喷涂150-250 mL的量，均匀喷洒在纳米海绵外侧表面；
每L光触媒溶液原料包含：30-50%体积的乙醚，30-50%体积的乙醇，10-20%体积的去离子水，1-10%体积的乙酸乙酯，8-15 g纳米二氧化钛，2-8 g硅酸钠，2-5 g EDTA。
当纳米海绵复吸音板应用在领域时，为进一步确保纳米海绵中无甲醛残留，用在步骤1）浸泡之前，用户也可以利用甲醛易溶于水的特性，将纳米海绵置流水中，多次吸水后晾干后再利用，避免纳米海绵内甲醛加重室内污染。
可选地，所述光触媒溶液包括以下重量分数的原料：
可选地，步骤1）中，所述有机溶剂为乙醚和乙醇按照体积比1:1混合而成。
可选地，所述纳米二氧化钛的粒径在5-10nm之间。
可选地，所述主板体为混凝土板、挤塑板或钢板。
可选地，所述纳米海绵复合吸音板的各层之间采用粘合剂黏合，粘合剂为本领域公知，可选自天然乳胶、丙烯酸水性胶或其他等环保、不挥发、不怕水的材料。
2、一种纳米海绵复合吸音板在降噪领域的应用，将主板体与纳米海绵层复合后形成的纳米海绵复合吸音板，应用在吸音降噪领域。
可选地，所述吸音降噪领域包括装修降噪、隧道降噪、设备降噪领域。
现以应用于装修降噪领域为例，当房间内有声音时，房间内的声音先进入纳米海绵层，由于纳米海绵层具有丰富的多孔结构，声音在纳米海绵层内先被吸收，然后进入中间层，最后在主体板外侧反射，大大提高了消音效果。
本发明的一种纳米海绵复合吸音板及其应用，与现有技术相比所产生的有益效果是：
在本发明以前，吸音板只是起到对噪音的阻隔或反射作用，起不到吸收噪声的效果，采用本发明后，将吸音板定义为两个功能分区，首先是吸音降噪的部分，其次是隔断或反射噪音的部分，针对两个功能分区，设计时，采用不同孔径的材料，其中，用作装饰设计的吸音板具有重量轻、阻燃、安装方便等优点，极大优化了室内的音质环境。
纳米海绵，又称聚氨酯海绵，三聚氰胺海绵，开孔率高达99%，廉价易得，主要作用为消音、降噪，或者是应用在餐具的清洁去污。在本发明以前，纳米海绵很少应用在建筑领域，主要原因在于，其一，甲醛是生产纳米海绵的原料之一，众所周知，甲醛是室内装潢的主要污染污染物之一，如将本发明的吸音板用作墙体、隔断或吊顶，则会加重室内污染，其二，目前市面上吸音板只是阻隔或反射噪音，并没有吸收噪音的效果。采用本发明，是因为当前纳米海绵中甲醛残留的瓶颈已经克服，可以放心使用。为进一步确保纳米海绵中无甲醛残留，用户也可以利用甲醛易溶于水的特性，将纳米海绵置流水中，多次吸水后晾干后再利用，避免纳米海绵内甲醛加重室内污染。此外，纳米海绵还具有除尘、阻燃的作用。
本发明中，以纳米海绵为载体，利用纳米海绵的多孔结构，负载光触媒后，作为纳米海绵复合吸音板的外层，还可以达到除去甲醛等有害气体、净化室内空气的效果。这样一来，也极大丰富扩展了吸音板的功能。
本发明中，用有机溶剂预处理可有效增加和还原纳米级空腔，在纳米海绵上负载有光触媒，以有机溶剂做扩散剂固化光触媒的过程，比传统浸泡法要快40倍，比以水为扩散剂快10倍，由于纳米光触媒团聚为不可逆的一级反应，因此在不改变其微观结构的前提下加快固化过程可降低光触媒团聚，提高光触媒表面积。
由于硅酸钠溶液中所含二氧化硅易形成松散的金刚石结构三维网络，钛（1.32埃）与硅（1.11埃）有相似的共价半径，易形成二氧化钛-二氧化硅共轭结构。二氧化硅优异的半导体特性同时降低了二氧化钛催化分解反应的能垒，强化了光触媒分解甲醛等有机物的效果。
EDTA对游离金属离子有强鳌合作用，加入EDTA降低扩散过程中金属离子对反应的负面影响。
本发明使用先进的扩散固化方法，大大降低了光触媒的用量。
附图说明
附图1是本发明双层纳米海绵复合吸音板的结构示意图；
附图2是本发明三层纳米海绵复合吸音板的结构示意图；
附图3是本发明所形成二氧化钛-二氧化硅共轭结构的图片。
图中，1、主板体，2、纳米海绵层，3、半开孔记忆海绵。
具体实施方式
下面结合附图1-3，对本发明的一种纳米海绵复合吸音板及其应用作以下详细说明。
实施例一
如附图1所示，本发明的一种纳米海绵复合吸音板，至少包括两层，底层为主板体1，主板体1采用闭孔结构，外层为纳米海绵层2，其相比于主板体1，配置在靠近声源的一侧，将主板体1与纳米海绵层2复合后即形成纳米海绵复合吸音板。
实施例二
如附图2所示，在实施例一的基础上，实施例二主板体1与纳米海绵层2之间另设中间层，中间层采用半开孔记忆海绵3，其孔径介于主板体1和纳米海绵层2之间，并在主板体1与纳米海绵层2之间形成缓冲过渡。
实施例三
在实施例一、二的基础上，实施例三以纳米海绵为载体，利用纳米海绵的多孔结构，负载光触媒后，作为纳米海绵复合吸音板的外层。
以纳米海绵为载体，负载光触媒时，包括步骤如下：
1）浸泡：将纳米海绵置于有机溶剂中充分浸泡后取出，该有机溶剂为乙醚和乙醇按照体积比1:1混合而成；
2）烘干：将浸泡后的纳米海绵进行烘干处理，烘干温度在50℃；
3）压平：将烘干后的纳米海绵置于2500牛顿力的压块下进行压平处理，压平时间控制在20分钟；
4)将预先配置好的光触媒溶液使用喷壶按照每平米喷涂200 mL的量，均匀喷洒在纳米海绵外侧表面；
每L光触媒溶液原料包含：300 mL乙醚，500 mL乙醇，100 mL去离子水，100 mL乙酸乙酯，10 g纳米二氧化钛，5 g硅酸钠，3.5 g EDTA。
上述纳米二氧化钛的粒径在5-10nm之间。
当纳米海绵复吸音板应用在领域时，为进一步确保纳米海绵中无甲醛残留，用在步骤1）浸泡之前，用户也可以利用甲醛易溶于水的特性，将纳米海绵置流水中，多次吸水后晾干后再利用，避免纳米海绵内甲醛加重室内污染。
本实施例中，用有机溶剂预处理可有效增加和还原纳米级空腔，以有机溶剂做扩散剂固化光触媒的过程，相对去传统浸泡法和以水为扩散剂的方案，能够在不改变其微观结构的前提下加快固化过程，可降低光触媒团聚，提高光触媒表面积。
如附图3所示，硅酸钠溶液中所含二氧化硅易形成松散的金刚石结构三维网络，钛（1.32埃）与硅（1.11埃）有相似的共价半径，易形成二氧化钛-二氧化硅共轭结构。二氧化硅优异的半导体特性同时降低了二氧化钛催化分解反应的能垒，强化了光触媒分解甲醛等有机物的效果。
EDTA对游离金属离子有强鳌合作用，加入EDTA降低扩散过程中金属离子对反应的负面影响。
实施例四
在实施例一、二或三的基础上，实施例四光触媒溶液包括以下重量分数的原料：
1）浸泡：将纳米海绵置于有机溶剂中充分浸泡后取出，该有机溶剂选用乙醚；
2）烘干：将浸泡后的纳米海绵进行烘干处理，烘干温度在60℃；
3）压平：将烘干后的纳米海绵置于3000牛顿力的压块下进行压平处理，压平时间控制在30分钟；
4)将预先配置好的光触媒溶液使用喷壶按照每平米喷涂150 mL的量，均匀喷洒在纳米海绵外侧表面；
每L光触媒溶液原料包含：400 mL乙醚，400 mL乙醇，150 mL去离子水，50 mL乙酸乙酯，8 g纳米二氧化钛，2 g硅酸钠，5 g EDTA。
当纳米海绵复吸音板应用在领域时，为进一步确保纳米海绵中无甲醛残留，用在步骤1）浸泡之前，用户也可以利用甲醛易溶于水的特性，将纳米海绵置流水中，多次吸水后晾干后再利用，避免纳米海绵内甲醛加重室内污染。
实施例五
在实施例一、二、三或四的基础上，实施例五光触媒溶液包括以下重量分数的原料：
1）浸泡：将纳米海绵置于有机溶剂中充分浸泡后取出，该有机溶剂选用乙醇；
2）烘干：将浸泡后的纳米海绵进行烘干处理，烘干温度在70℃；
3）压平：将烘干后的纳米海绵置于2750牛顿力的压块下进行压平处理，压平时间控制在15分钟；
4)将预先配置好的光触媒溶液使用喷壶按照每平米喷涂250 mL的量，均匀喷洒在纳米海绵外侧表面；
每L光触媒溶液原料包含：500 mL乙醚，300 mL乙醇，190 mL去离子水，10 mL的乙酸乙酯，15 g纳米二氧化钛，8 g硅酸钠，2 g EDTA。
当纳米海绵复吸音板应用在领域时，为进一步确保纳米海绵中无甲醛残留，用在步骤1）浸泡之前，用户也可以利用甲醛易溶于水的特性，将纳米海绵置流水中，多次吸水后晾干后再利用，避免纳米海绵内甲醛加重室内污染。
实施例六
在实施例一、二、三、四或五的基础上，实施例六主板体1为混凝土板、挤塑板或钢板。
实施例七
在实施例一、二、三、四、五或六的基础上，实施例七纳米海绵复合吸音板的各层之间采用粘合剂黏合，粘合剂可选自天然乳胶或丙烯酸水性胶。
本发明的一种纳米海绵复合吸音板在降噪领域的应用，将主板体1与纳米海绵层2复合后形成的纳米海绵复合吸音板，应用在降噪领域。
可选地，所述降噪领域包括装修降噪、隧道降噪、设备降噪领域。
现以应用于装修降噪领域为例，当房间内有声音时，房间内的声音先进入纳米海绵层2，由于纳米海绵层2具有丰富的多孔结构，声音在纳米海绵层2内先被吸收，然后进入中间层，最后在主体板外侧反射，大大提高了消音效果。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (8)

1.一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，至少包括两层，底层为主板体，主板体采用闭孔结构，外层为纳米海绵复合层，其相比于主板体，配置在靠近声源的一侧，将主板体与纳米海绵层复合层复合后即形成纳米海绵复合吸音板；
纳米海绵复合层以纳米海绵为载体，利用纳米海绵的多孔结构，负载光触媒后，作为纳米海绵复合吸音板的外层，以纳米海绵为载体，负载光触媒时，包括步骤如下：
1）浸泡：将纳米海绵置于有机溶剂中充分浸泡后取出；
2）烘干：将浸泡后的纳米海绵进行烘干处理，烘干温度在50-70℃之间；
3）压平：将烘干后的纳米海绵置于2500-3000牛顿力的压块下进行压平处理，压平时间控制在15-30分钟；
4)将预先配置好的光触媒溶液使用喷壶按照每平米喷涂150-250 mL的量，均匀喷洒在纳米海绵外侧表面；
每L光触媒溶液原料包含：30-50%体积的乙醚，30-50%体积的乙醇，10-20%体积的去离子水，1-10%体积的乙酸乙酯，8-15 g纳米二氧化钛，2-8 g硅酸钠，2-5 g EDTA。
2.根据权利要求1所述的一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，所述主板体与纳米海绵层之间另设中间层，中间层采用半开孔发泡材料制成，其孔径介于主板体和纳米海绵层之间，并在主板体与纳米海绵层之间形成缓冲过渡。
3.根据权利要求1或2所述的一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，步骤1）中，所述有机溶剂为乙醚和乙醇按照体积比1:1混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径在5-10 nm之间。
5.根据权利要求1所述的一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，所述主板体为混凝土板、挤塑板或钢板。
6.根据权利要求1所述的一种纳米海绵复合吸音板，其特征在于，所述纳米海绵复合吸音板的各层之间采用粘合剂黏合。
7.如权利要求1所述的一种纳米海绵复合吸音板在降噪领域的应用，其特征在于，将主板体与纳米海绵层复合后形成的纳米海绵复合吸音板，应用在吸音降噪领域。
8.根据权利要求7所述的一种纳米海绵复合吸音板在降噪领域的应用，其特征在于，所述吸音降噪领域包括装修降噪、隧道降噪、设备降噪领域。
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