CN107513267B - 一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种声学材料，具体的说是一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法。该材料包括60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、30g4,4二苯基甲烷二异氰酸酯、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33、1.8g泡沫稳定剂、2g或4g或6g或8g硬度为65HA的三元乙丙橡胶或4g硬度为70HA的三元乙丙橡胶或4g硬度为85HA的三元乙丙橡胶。本发明提供了一种通过添加不同的功能粒子制备的复合型声学材料，并且在不改变聚氨酯泡沫高频吸声性能的前提下，提高其低频吸声性能的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法，解决了现有声学包装材料存在低频吸声性能不佳的问题。同时做到废物再利用，解决了废弃橡胶带来的环境问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种声学材料，具体的说是一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断进步以及生活水平的不断提高，人们对汽车的舒适性和安全性要求越来越高，而车内噪声不仅影响汽车的舒适性还影响着驾乘人员的健康，因此需要采取必要的措施来降低车内噪声。
目前车内降噪措施最有效最根本的方法是采用声学包装材料。其中声学包装材料会对车内声学特征产生影响，通过空气的振动及摩擦消耗声能，不仅能降低车内噪声，还可以调节车内声品质，以满足人们的要求。
聚氨酯泡沫是较为常用的一种声学包装材料，不仅具有柔性材料的阻尼吸声机理，也具有多孔材料的吸声机理。聚氨酯泡沫内部具有复杂的气泡及气孔流路等微观空间，声波入射到泡沫表面时，一部分被反射，另一部分进入材料内部，进入材料内部的声波激发泡沫内部的空气和腔壁振动，导致空气与腔壁之间产生摩擦，从而将声能转换成热能消耗。同时，空气与腔壁之间的热交换也会使得部分声能转换成热能而消耗，从而降低车内噪声。纯聚氨酯泡沫具有质量轻、中高频吸声系数高等优点，但存在低频吸声性能不佳的缺点。
发明内容
本发明提供了一种通过添加不同的功能粒子制备的复合型声学材料，并且在不改变聚氨酯泡沫高频吸声性能的前提下，提高其低频吸声性能的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法，解决了现有声学包装材料存在低频吸声性能不佳的问题，同时改善废弃橡胶带来的环境问题。
本发明技术方案结合附图如下：
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料，所述材料按以下配比组成：
硬度为65HA的三元乙丙橡胶2g或4g或6g或8g或硬度为70HA的三元乙丙橡胶4g或硬度为85HA的三元乙丙橡胶4g。
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、分别将60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33和1.8g硅油混合加入纸杯中，在室温下用电动搅拌器以2000rpm的转速搅拌2分钟，得到混合物Ⅰ；
步骤二、将硬度为65HA的三元乙丙橡胶分别按照2g或4g或6g或8g或硬度70HA三元乙丙橡胶4g或硬度85HA三元乙丙橡胶4g加入步骤一中得到的混合物Ⅰ中，再次用电动搅拌器搅拌2分钟得到均匀混合物Ⅱ；
步骤三、分别将30g4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入步骤二中得到的混合物Ⅱ中，再用电动搅拌器搅拌均匀得到混合物Ⅲ；
步骤四、将步骤三中得到的混合物Ⅲ分别快速倒入模具中，在室温下进行发泡，2-3分钟后将模具放入50℃的恒温箱中固化30分钟，最后置于室温继续固化23小时得到复合吸声材料。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述的三元乙丙橡胶含量不同时的聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法得到的复合材料平均吸声系数达到0.631；
2、本发明所述的三元乙丙橡胶含量不同时的聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法得到的复合材料的吸声系数最高为0.954；
3、本发明所述的三元乙丙橡胶硬度不同时的聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法得到的复合材料平均吸声系数达到0.632；
4、本发明所述的三元乙丙橡胶硬度不同时的聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法得到的复合材料的吸声系数最高为0.914；
5、本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法通过添加不同硬度或不同含量的三元乙丙橡胶来改善聚氨酯的低频吸声特性，可以很好的利用废弃橡胶，减少环境污染，成本低，符合社会发展的经济、环保性要求。
附图说明
图1为本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法的流程框图；
图2为本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法中实施例一中的比流阻与三元乙丙橡胶含量的关系曲线图；
图3为本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法中实施例一中的吸声系数与频率的关系曲线图；
图4为本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法中实施例二中的比流阻与三元乙丙橡胶硬度的关系曲线图；
图5为本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法中实施例二中的吸声系数与频率的关系曲线图。
具体实施方式
本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料是将聚氨酯与不同含量的三元乙丙橡胶或者聚氨酯与不同硬度的三元乙丙橡胶复合制备而成。这种材料具有较好的低频吸声性能。本发明所述的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料及其制备方法旨在利用废弃材料改善纯聚氨酯泡沫的低频吸声性能。
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料，所述材料按以下配比组成：
硬度为65HA的三元乙丙橡胶2g或4g或6g或8g或硬度为70HA的三元乙丙橡胶4g或硬度为85HA的三元乙丙橡胶4g。
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
参阅图1，步骤一、分别将60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33和1.8g硅油混合加入纸杯中，在25℃下用电动搅拌器以2000rpm的转速搅拌2分钟，得到混合物Ⅰ；
步骤二、将硬度为65HA的三元乙丙橡胶2g或4g或6g或8g或者硬度70HA三元乙丙橡胶4g或硬度85HA三元乙丙橡胶4g加入步骤一中得到的混合物Ⅰ中，再次用电动搅拌器搅拌2分钟得到均匀混合物Ⅱ；
步骤三、分别将30g4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入步骤二中得到的混合物Ⅱ中，再用电动搅拌器搅拌均匀得到混合物Ⅲ；
步骤四、将步骤三中得到的混合物Ⅲ分别快速倒入模具中，在室温下进行发泡，2-3分钟后将模具放入50℃的恒温箱中固化30分钟，最后置于室温继续固化23小时得到复合吸声材料。
室温可以为20℃。
实施例一
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料，所述材料按以下配比组：
硬度为65HA的三元乙丙橡胶2g或4g或6g或8g。
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将4份组分与含量完全相同的配方：60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33、1.8g硅油中的每份分别混合后加入4个相同的纸杯中，在20℃下用电动搅拌器以2000rpm转速搅拌2分钟得到4种相同的混合物Ⅰ；
步骤二、将2g、4g、6g、8g的硬度为65HA的三元乙丙橡胶分别加入步骤一中的4个纸杯中，再次使用电动搅拌器搅拌均匀，得到4种不同的混合物Ⅱ；
步骤三、将4份30g4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯分别加入步骤二中的4个纸杯中，采用电动搅拌器搅拌均匀，得到4种不同的混合物Ⅲ；
步骤四、将步骤三中得到的4种混合物Ⅲ分别快速倒入4个模具中，在20℃下进行发泡，2-3分钟后将模具放入50℃的恒温箱中固化30分钟，最后置于20℃继续固化23小时得到4种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料。
参阅图2，图中所示为实施例一中复合声学包装材料的比流阻与橡胶含量的关系曲线图。由图可知，当三元乙丙橡胶含量为8g时，三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的比流阻达到最大值70.94kPa·s·m-2。
参阅图3，图中所示为实施例一中复合声学包装材料的吸声系数与频率的关系曲线。如图所示，三元乙丙橡胶硬度为65HA，分别加入2g、6g和8g时，复合材料的低频吸声性能较纯聚氨酯泡沫有明显的改善。当加入2g硬度为65HA的三元乙丙橡胶时，吸声系数最高达0.954。当加入8g硬度为65HA的三元乙丙橡胶时，复合材料高频吸声性能基本不变，低频吸声效果得到很大提升，综合吸声性能最好。
结合图2和3，当硬度为65HA的三元乙丙橡胶含量为8g时，按实施例一制成的三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料比流阻值最大，高频吸声系数基本不变，低频吸声效果得到很大提升，此时复合材料的综合吸声性能最好。
实施例二
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料，所述材料按以下配比组：
硬度为65HA的三元乙丙橡胶4g或硬度为70HA的三元乙丙橡胶4g或硬度为85HA的三元乙丙橡胶4g。
一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、将3份组分与含量完全相同的配方：60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33、1.8g中的每份分别混合加入3个相同的纸杯中，在20℃下用电动搅拌器以2000rpm转速搅拌2分钟得到3种相同的混合物Ⅰ；
步骤二、将硬度为65HA、70HA和85HA的三种不同硬度的三元乙丙橡胶各4g分别加入步骤一中得到的3种混合物Ⅰ中，再次采用电动搅拌器搅拌2分钟得到3种不同的混合物Ⅱ；
步骤三、分别将30g4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入步骤二中得到的3种不同的混合物Ⅱ中，再用电动搅拌器搅拌均匀得到3种不同的混合物Ⅲ；
步骤四、将步骤三中得到的3种混合物Ⅲ分别快速倒入3个模具中，在20℃下进行发泡，2-3分钟后将模具放入50℃的恒温箱中固化30分钟，最后置于20℃继续固化23小时得到3种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料。
参阅图4，图中为实施例二中三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的比流阻与橡胶硬度的关系曲线图。由图可知，随着三元乙丙橡胶硬度的提高，复合材料的比流阻值逐渐增大。
参阅图5，图中是实施例二中复合声学包装材料的吸声系数与频率的关系曲线图。由图可知，加入4g硬度为70HA的三元乙丙橡胶时，复合材料在400-1000Hz的低频段区间内，吸声性能得到很大提高，吸声系数最高为0.914。
结合图4和5，当加入4g硬度为70HA的三元乙丙橡胶时，复合材料比流阻值较大，且在高频段有较小的提升，在低频段内，尤其是400-1000Hz时，吸声性能提高最为明显。综合考虑，按实施例二方法制备，加入4g硬度为70HA的三元乙丙橡胶得到的聚氨酯复合声学包装材料的吸声性能最好。
Claims (2)
1.一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料，其特征在于，所述材料按着以下配比组成：
硬度为65HA的三元乙丙橡胶2g或4g或6g或8g或硬度为70HA的三元乙丙橡胶4g或硬度为85HA的三元乙丙橡胶4g。
2.根据权利要求1所述的一种三元乙丙橡胶聚氨酯复合声学包装材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、分别将60g聚醚多元醇330N、40g聚醚多元醇3630、3g去离子水、3g三乙醇胺、0.05g催化剂A1、1g催化剂A33和1.8g硅油混合加入纸杯中，在室温下用电动搅拌器以2000rpm的转速搅拌2分钟，得到混合物Ⅰ；
步骤二、将硬度为65HA的三元乙丙橡胶分别按照2g或4g或6g或8g或硬度70HA三元乙丙橡胶4g或硬度85HA三元乙丙橡胶4g加入步骤一中得到的混合物Ⅰ中，再次用电动搅拌器搅拌2分钟得到均匀混合物Ⅱ；
步骤三、分别将30g4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯加入步骤二中得到的混合物Ⅱ中，再用电动搅拌器搅拌均匀得到混合物Ⅲ；
步骤四、将步骤三中得到的混合物Ⅲ分别快速倒入模具中，在室温下进行发泡，2-3分钟后将模具放入50℃的恒温箱中固化30分钟，最后置于室温继续固化23小时得到复合吸声材料。
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