CN108093614B - 一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸波材料技术领域，具体涉及一种具有隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，通过将30‑40份聚酯纤维、40‑60份三元乙丙橡胶、40‑60份聚氨酯橡胶、30‑40份聚氯乙烯、50‑70份钛酸钡、50‑70份纳米碳化硅、70‑90份无机填料、20‑30份塑化剂、10‑20份阻燃剂以及50‑70份弹性薄膜与30‑50份聚氨酯橡胶的结合物有机结合，经高速搅拌、入模、热压成型等步骤制作而成，本吸波复合材料合理搭配、科学配伍，制备方法简单，不仅具有高效率的吸波性能，而且具有隔声、隔热、环保等性能。

Description

一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及吸波材料技术领域，特别涉及一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法。
背景技术
随着电子设备越来越普及，这些电子设备将电磁波辐射到环境中，给人们的生活环境造成了严重的电磁污染，由此，吸波材料(一种能抵挡或削弱电磁波辐射的材料)得到了广泛的应用。而今，随着电子科技的迅猛发展，吸波材料被广泛应用于通信、人体防护等诸多领域；同时，人们对吸波材料的性能要求也越来越高，除要求其具备较高的吸波效率外，还要求它具备轻巧、隔声、隔热、环保等性能。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，所制得的吸波复合材料不仅吸波效率高，而且具有隔声、隔热、环保等性能。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料按聚酯纤维30-40份、三元乙丙橡胶40-60份、聚氨酯橡胶40-60份、聚氯乙烯30-40份、钛酸钡50-70份、纳米碳化硅50-70份、无机填料70-90份、塑化剂20-30份和阻燃剂10-20份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至300-400r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型得到块状结构A；
S3、将50-70份弹性薄膜和30-50份聚氨酯橡胶置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至250-300r/min，搅拌时长为30min，得到混合物备用；
S4、将S3步骤中所得的混合物放入S2步骤中所述的方形模具中，热压成型得到块状结构B；
S5、用毛刷往S2步骤中所述的块状结构A的其中一个面上均匀涂抹一层胶黏剂；
S6、将块状结构A和块状结构B依次按照块状结构A、块状结构B、块状结构A的顺序放入到S2步骤中所述的方形模具中，所述块状结构B的上下表面分别与块状结构A的涂胶面相接触，热压成型，自然晾干即得到隔声吸波隔热环保型复合材料。
优选的，所述聚酯纤维的直径为20-80um，长为6-10mm。
优选的，所述纳米碳化硅的粒径为20-40nm。
优选的，所述无机填料由中空玻璃微球和陶瓷微球按照1:1的重量配比混合而成。
更优选的，所述中空玻璃微球和陶瓷微球的直径分别为10-12μm和15-20μm。
优选的，所述塑化剂为邻苯二甲酸酯塑化剂。
优选的，所述阻燃剂由磷酸三丁酯、多聚磷酸铵和氢氧化铝按照3:2:1的重量配比混合而成。
优选的，所述弹性薄膜由聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜按照1:1的重量配比混合而成。
优选的，所述胶黏剂为环氧树脂、酚醛树酯和氰基丙烯酸酯按照1:1:1的重量配比混合而成。
优选的，步骤S2、S4和S6中所述的热压成型的条件为成型压力80-350MPa、成型温度180-300℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)通过将钛酸钡、纳米碳化硅等吸波材料与具有隔热性能的无机填料、聚酯纤维等原料有机结合在一起，使该复合材料具有隔热的性能；
(2)通过添加适当的阻燃剂，使该复合材料具有耐高功率的性能，安全环保；
(3)通过在该复合材料中间添加一层由弹性薄膜构成的隔声层，使其具有较好的隔声性能；
(4)本吸波复合材料合理搭配、科学配伍，制备方法简单，不仅具有高效率的吸波性能，而且具有隔声、隔热、环保等性能。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料按聚酯纤维30份、三元乙丙橡胶40份、聚氨酯橡胶40份、聚氯乙烯30份、钛酸钡50份、纳米碳化硅50份、无机填料70份、塑化剂20份和阻燃剂10份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至300r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；为使本发明取得更好的性能，在本实施例中，聚酯纤维的直径为50um，长为8mm；纳米碳化硅的粒径为30nm；无机填料由中空玻璃微球(直径为11μm)和陶瓷微球(直径为18μm)按照1:1的重量配比混合而成；塑化剂选用邻苯二甲酸酯塑化剂；阻燃剂由磷酸三丁酯、多聚磷酸铵和氢氧化铝按照3:2:1的重量配比混合而成。
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型得到块状结构A，热压成型的条件为成型压力80MPa、成型温度180℃；
S3、将50份弹性薄膜和30份聚氨酯橡胶置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至250r/min，搅拌时长为30min，得到混合物备用；为保证隔声性能，所选用的弹性薄膜由聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜按照1:1的重量配比混合而成；
S4、将S3步骤中所得的混合物放入S2步骤中所述的方形模具中，热压成型得到块状结构B，热压成型的条件为成型压力200MPa、成型温度150℃；
S5、用毛刷往S2步骤中所述的块状结构A其中一个面积较大的表面上均匀涂抹一层胶黏剂，为保证粘结效果，所采用的胶黏剂为环氧树脂、酚醛树酯和氰基丙烯酸酯按照1:1:1的重量配比混合而成；
S6、将块状结构A和块状结构B依次按照块状结构A、块状结构B、块状结构A的顺序放入到S2步骤中所述的方形模具中，所述块状结构B的上下表面分别与块状结构A的涂胶面相接触，热压成型，自然晾干即得到隔声吸波隔热环保型复合材料。
本实施例制备的吸波材料的厚度为3mm，热变形温度为170-220℃，该吸波材料在2-30GHz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率均小于-9dB，其中，在10-22GHz频率范围内反射率小于-18dB，在12-18GHz频率范围内反射率小于-27dB，最大反射率出现在15GHz处，反射率为-34dB；在声波频率为2-30GHz的范围内，平均隔声量为20；在30℃-150℃范围内，降温幅度达6℃-15℃。
实施例2
一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料按聚酯纤维40份、三元乙丙橡胶60份、聚氨酯橡胶60份、聚氯乙烯40份、钛酸钡70份、纳米碳化硅70份、无机填料90份、塑化剂30份和阻燃剂20份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至400r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；为使本发明取得更好的性能，在本实施例中，聚酯纤维的直径为80um，长为10mm；纳米碳化硅的粒径为40nm；无机填料由中空玻璃微球(直径为12μm)和陶瓷微球(直径为20μm)按照1:1的重量配比混合而成；塑化剂选用邻苯二甲酸酯塑化剂；阻燃剂由磷酸三丁酯、多聚磷酸铵和氢氧化铝按照3:2:1的重量配比混合而成。
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型得到块状结构A，热压成型的条件为成型压力350MPa、成型温度300℃；
S3、将70份弹性薄膜和50份聚氨酯橡胶置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至300r/min，搅拌时长为30min，得到混合物备用；为保证隔声性能，所选用的弹性薄膜由聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜按照1:1的重量配比混合而成；
S4、将S3步骤中所得的混合物放入S2步骤中所述的方形模具中，热压成型得到块状结构B，热压成型的条件为成型压力350MPa、成型温度300℃；
S5、用毛刷往S2步骤中所述的块状结构A其中一个面积较大的表面上均匀涂抹一层胶黏剂，为保证粘结效果，所采用的胶黏剂为环氧树脂、酚醛树酯和氰基丙烯酸酯按照1:1:1的重量配比混合而成；
S6、将块状结构A和块状结构B依次按照块状结构A、块状结构B、块状结构A的顺序放入到S2步骤中所述的方形模具中，所述块状结构B的上下表面分别与块状结构A的涂胶面相接触，热压成型，自然晾干即得到隔声吸波隔热环保型复合材料。
本实施例制备的吸波材料的厚度为3mm，热变形温度为180-230℃，该吸波材料在2-31GHz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率均小于-10dB，其中，在10-24GHz频率范围内反射率小于-19dB，在12-18GHz频率范围内反射率小于-29dB，最大反射率出现在15GHz处，反射率为-35dB；在声波频率为2-30GHz的范围内，平均隔声量为21；在30℃-150℃范围内，降温幅度达6℃-16℃。
实施例3
一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料按聚酯纤维35份、三元乙丙橡胶50份、聚氨酯橡胶50份、聚氯乙烯35份、钛酸钡60份、纳米碳化硅60份、无机填料80份、塑化剂25份和阻燃剂15份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至350r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；为使本发明取得更好的性能，在本实施例中，聚酯纤维的直径为20um，长为6mm；纳米碳化硅的粒径为20nm；无机填料由中空玻璃微球(直径为10μm)和陶瓷微球(直径为15μm)按照1:1的重量配比混合而成；塑化剂选用邻苯二甲酸酯塑化剂；阻燃剂由磷酸三丁酯、多聚磷酸铵和氢氧化铝按照3:2:1的重量配比混合而成。
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型得到块状结构A，热压成型的条件为成型压力300MPa、成型温度250℃；
S3、将60份弹性薄膜和40份聚氨酯橡胶置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至280r/min，搅拌时长为30min，得到混合物备用；为保证隔声性能，所选用的弹性薄膜由聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜按照1:1的重量配比混合而成；
S4、将S3步骤中所得的混合物放入S2步骤中所述的方形模具中，热压成型得到块状结构B，热压成型的条件为成型压力300MPa、成型温度250℃；
S5、用毛刷往S2步骤中所述的块状结构A其中一个面积较大的表面上均匀涂抹一层胶黏剂，为保证粘结效果，所采用的胶黏剂为环氧树脂、酚醛树酯和氰基丙烯酸酯按照1:1:1的重量配比混合而成；
S6、将块状结构A和块状结构B依次按照块状结构A、块状结构B、块状结构A的顺序放入到S2步骤中所述的方形模具中，所述块状结构B的上下表面分别与块状结构A的涂胶面相接触，热压成型，自然晾干即得到隔声吸波隔热环保型复合材料。
本实施例制备的吸波材料的厚度为3mm，热变形温度为180-250℃，该吸波材料在2-33GHz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率均小于-10dB，其中，在8-23GHz频率范围内反射率小于-20dB，在12-20GHz频率范围内反射率小于-30dB，最大反射率出现在16GHz处，反射率为-38dB；在声波频率为2-33GHz的范围内，平均隔声量为23；在30℃-150℃范围内，降温幅度达7℃-20℃。
对比例1
一种吸波复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将原料按环氧树脂80份、塑料微球15份、三元乙丙橡胶30份、钛酸钡60份、碳黑60份、铁粉30份、双氰胺固化剂10份和芳香族脲5份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至350r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型，热压成型的条件为成型压力300MPa、成型温度250℃；
S3、将所述基材经过烘干以产生气泡，并冷却至室温。
本实施例制备的吸波材料的厚度为3mm，热变形温度为110-150℃，该吸波材料在2-20GHz的频率范围内具有良好的吸波性能，反射率均小于-7dB，其中，在6-18GHz频率范围内反射率小于-10dB，在10-16GHz频率范围内反射率小于-12dB，最大反射率出现在13GHz处，反射率为-20dB；在声波频率为2-20GHz的范围内，平均隔声量为10；在30℃-150℃范围内，降温幅度达0℃。
可见，与对比例1相比，实施例1-3中的吸波材料吸波性能更好，吸波效率更高，而且具有较好的隔声、隔热和阻燃性能。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将原料按聚酯纤维30-40份、三元乙丙橡胶40-60份、聚氨酯橡胶40-60份、聚氯乙烯30-40份、钛酸钡50-70份、纳米碳化硅50-70份、无机填料70-90份、塑化剂20-30份和阻燃剂10-20份的重量配比置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至300-400r/min，搅拌时长为1h，得到混合物备用；
S2、将S1步骤中所得的混合物放入方形模具中，热压成型得到块状结构A；
S3、将50-70份弹性薄膜和30-50份聚氨酯橡胶置于高速搅拌机中混合均匀，将转速调至250-300r/min，搅拌时长为30min，得到混合物备用；
S4、将S3步骤中所得的混合物放入S2步骤中所述的方形模具中，热压成型得到块状结构B；
S5、用毛刷往S2步骤中所述的块状结构A的其中一个面上均匀涂抹一层胶黏剂；
S6、将块状结构A和块状结构B依次按照块状结构A、块状结构B、块状结构A的顺序放入到S2步骤中所述的方形模具中，所述块状结构B的上下表面分别与块状结构A的涂胶面相接触，热压成型，自然晾干即得到隔声吸波隔热环保型复合材料。
2.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚酯纤维的直径为20-80um，长为6-10mm。
3.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米碳化硅的粒径为20-40nm。
4.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述无机填料由中空玻璃微球和陶瓷微球按照1:1的重量配比混合而成。
5.如权利要求4所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述中空玻璃微球和陶瓷微球的直径分别为10-12μm和15-20μm。
6.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述塑化剂为邻苯二甲酸酯塑化剂。
7.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂由磷酸三丁酯、多聚磷酸铵和氢氧化铝按照3:2:1的重量配比混合而成。
8.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述弹性薄膜由聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜按照1:1的重量配比混合而成。
9.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂为环氧树脂、酚醛树酯和氰基丙烯酸酯按照1:1:1的重量配比混合而成。
10.如权利要求1所述的一种隔声吸波隔热环保型复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2、S4和S6中所述的热压成型的条件为成型压力80-350MPa、成型温度180-300℃。
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