CN108299754B - 一种吸音微球材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及扬声器技术领域，特别是涉及一种吸音微球材料及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：将烘焙后的沸石粒子加入硅烷偶联剂溶液中加热搅拌获得表面改性沸石粒子，该烘焙后的沸石粒子的表面具有预定的羟基密度；将表面改性沸石粒子和胶黏剂乳液搅拌获得混合浆料；将混合浆料进行造粒、筛分获得目标粒径的吸声微球材料。本发明采用硅烷偶联剂对多孔沸石原料粒子进行表面改性，通过控制沸石原料粒子表面的羟基密度，从而控制改性沸石粒子表面的硅烷接枝率，防止其微孔结构被大量堵塞进入降低材料的吸音性能。

Description

一种吸音微球材料及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及扬声器技术领域，特别是涉及一种吸音微球材料及其制备方法。
【背景技术】
当前扬声器用吸音微球材料，主要是由多个沸石粒子通过粘接成型的方式得到。在用该方式制备得到吸音微球材料之后，可将该吸音微球材料填充入扬声器模组内腔的后声腔中。扬声器在工作时，腔体会产生强烈振动，长此以往吸音微球材料会出现外层沸石粒子脱落乃至整球破碎的情况，影响扬声器的吸声效果和使用寿命。
现有的解决方式一般是：通过增加胶黏剂含量或选择低玻璃化转变温度的胶黏剂的方式以有效解决所制吸音微球材料在常规工作温度、频率下的抗冲击问题。
发明人在实现本发明的过程中发现：使用聚合物类胶黏剂作为沸石粒子粘接剂相对于无机胶黏剂能更有效地提升吸声微球材料的抗冲性能和使用寿命。然而在高温工作环境下，聚合物胶黏剂很容易在沸石粒子的多孔表面发生流动延展，从而堵塞材料的微观孔道，降低材料的吸音性能。因此采用沸石粒子粘接成型的传统制备方法需要严格控制聚合物胶黏剂的用量和物理性质。尽管相关技术都选择了疏水性较强的沸石粒子作为原料，但无机沸石材料与有机聚合物的复合性和粘接效力都有待加强。
【发明内容】
本发明实施例的一个目的是提供一种吸音微球材料及其制备方法，其旨在解决现有吸音微球材料其沸石粒子的粘接效力不够的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
在第一方面，本发明实施例提供一种吸音微球材料的制备方法，其包括如下步骤：将烘焙后的沸石粒子加入硅烷偶联剂溶液中加热搅拌获得表面改性沸石粒子，所述烘焙后的沸石粒子的表面具有预定的羟基密度；将所述表面改性沸石粒子和胶黏剂乳液搅拌获得混合浆料；将所述混合浆料进行造粒、筛分获得目标粒径的吸声微球材料。
可选地，按照质量比，所述烘焙后的沸石粒子与所述硅烷偶联剂溶液的质量比为1:10～4:10。
可选地，所述硅烷偶联剂溶液中，硅烷偶联剂的质量百分数为1-10％。
可选地，所述预定的羟基密度为0.1～5.0OH/nm2。
可选地，所述预定的羟基密度为0.4～1.5OH/nm2。
可选地，所述硅烷偶联剂的结构通式为：RnSiX(4-n)；其中，所述R为非水解的有机官能团，所述X为水解基团，所述n取值为1～3。
可选地，所述硅烷偶联剂的结构通式为：R2nSi2O(4-n)；其中，n取值为2～3。
可选地，所述R为羟基或者有机官能化的羟基，碳原子数量为1～20个。
可选地，所述胶黏剂乳液中选用的胶黏剂为聚丙烯酸酯类、聚氨酯类以及环氧树脂类中的一种或几种。
在第二方面，本发明实施例提供一种应用上述吸音微球材料的制备方法制备得到的吸音微球材料。
本发明采用硅烷偶联剂对多孔沸石原料粒子进行表面改性，通过控制沸石原料粒子表面的羟基密度，从而控制改性沸石粒子表面的硅烷接枝率，防止其微孔结构被硅烷改性基团大量堵塞进而降低材料的吸音性能。另一方面，硅烷偶联剂能在无机沸石和有机聚合物胶黏剂之间形成连接，从而形成无机-硅烷偶联剂-有机的结合层。这样做的好处在于提升了沸石-聚合物胶黏剂界面的粘接性，在保证吸音微球材料力学强度的基础上，可以适当减少胶黏剂使用量，从而在不改变胶黏剂种类的情况下有效提升材料整体的吸音效果。
【附图说明】
图1是本发明实施例提供的一种吸音微球材料的制备方法的流程示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明不同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结合。
本发明实施例主要应用于扬声器中的吸音材料，为了便于本领域技术人员对本发明实施例的理解，发明人对应用于扬声器中的吸音材料的作用机理阐述如下：
扬声器作为一种将电信号转换为声音信号能量转换器，被广泛运用于多种电子器件中。扬声器模组的外壳内腔从结构上可分为前、后两个声腔，其中影响扬声器音质最重要的因素便是后腔的吸音效果。新一代微型扬声器多采用多孔吸音材料来实现吸音，而沸石吸声微球是颗粒状多孔吸声材料中的一种，其微球表面富有细孔，孔道之间相互贯通并深入到微球内部。声波作为一种机械能，当进入多孔吸音材料后会引起空气振动，由于该振动受到曲折的孔隙壁的阻挡，空气与孔隙壁发生摩擦将造成能量损失。于此同时，声波可在孔隙壁间经历多次反射和折射，使大部分能量变成热能散失到环境中去，达到降噪效果。此外，多孔吸音材料比较大表面积和气体快速吸附-脱附性质，可使得声腔谐振空间虚拟增大，从而有效的降低扬声器模组的中低频共振频率F0。
如背景技术中所记载的，采用沸石粒子粘接成型的传统制备方法制得吸音材料需要严格控制聚合物胶黏剂的用量和物理性质。尽管相关技术都选择了疏水性较强的沸石粒子作为原料，但无机沸石材料与有机聚合物的复合性和粘接效力都有待加强。
基于此，本发明下述实施例提供一种吸音微球材料，其通过硅烷偶联剂对沸石粒子的表面进行改性以增加无机沸石粒子与有机聚合物胶黏剂之间的界面相互作用，使得无机沸石粒子和有机聚合物胶黏剂之间形成很好连接，以保证在不降低声学性能和不增加有机聚合物胶黏剂含量的基础上，提升吸声微球材料的力学抗冲性。
以下首先对本发明实施例提供的吸音微球材料的制备方法进行说明。
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种吸音微球材料的制备方法的流程示意图，如图1所示，该方法100包括：
步骤10、将烘焙后的沸石粒子加入硅烷偶联剂溶液中加热搅拌获得表面改性沸石粒子。
所述沸石粒子可以选用以下一种或者多种结构的沸石粒子进行烘焙：FER沸石、MFI沸石、MEL沸石、CHA沸石、IHW沸石、IWV沸石、ITE沸石、UTL沸石、VET沸石、MTW沸石或者FAU沸石。较佳地，所述沸石粒子原料的硅铝比大于200，较高的硅铝比能够增加沸石粒子的疏水性，减少吸声微球材料的吸湿性，从而增加其抗老化性。其中，沸石粒子具有不同的微孔直径和颗粒直径，在本实施例中，所述沸石粒子原料的微孔直径范围为0.38nm～0.74nm，优选为0.4nm～0.6nm。
本发明对沸石粒子原料的固有孔的直径进行了优选，优选的沸石粒子的直径为0.4nm～0.6nm，之所以进行优选是因为，一般而言，固有孔的直径越小，吸音效能越好。由于声音通过空气振动传播，而空气主要成分为氮气，因此所选沸石的固有孔直径的下限由氮气分子的动力学直径(约0.36nm)给出。进一步的，材料的气顺性也直接影响其吸音性能，例如对于具有0.44nm×0.36nm的孔直径的DDR沸石的吸音性能由于气顺性问题反而较差。因此选择合适的孔道直径非常重要，根据实验结果，在本实施例中优先为0.4nm～0.6nm。
沸石粒子在进行表面改性之前需要通过烘焙使其表面具有预定羟基密度。此处的羟基密度表示沸石离子表面单位面积内的羟基个数(φOH)，沸石表面的羟基密度与表面改性后的沸石粒子的硅烷接枝率密切相关。在本实施例中，经过改性后的沸石粒子，其预定的羟基密度为0.1～5.0OH/nm2，较佳地，其预定的羟基密度为0.4～1.5OH/nm2。本发明通过烘焙使沸石粒子表面具有预定羟基密度，所述烘焙温度为150～1100℃，较佳地，烘焙温度为600～900℃，烘焙时间为：8～24h，上述烘焙处理可以得到不同羟基密度的沸石粒子，其中，焙烧温度越高，烘焙时间越长，所获沸石粒子表面的羟基密度越低，基于此本领域技术人员可以基于现有技术得到具有预定羟基密度的沸石粒子。并且，对本领域技术人员来说沸石粒子表面的官能团的测定方法也是已知的，在此不再赘述。
硅烷偶联剂含有有机官能基团和可水解含硅基团，可水解含硅基团对无机物表面羟基具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性。该硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，在本实施例中硅烷偶联剂可与沸石粒子和下述的胶黏剂形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。
在本实施例中，所述硅烷偶联剂的结构通式可以为：RnSiX(4-n)；其中，R为非水解的、可与高分子聚合物由较强相互作用的有机官能团；X为可水解基团，在遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分时，均可引起分解；n取值为1～3。较佳地，结构通式为RnSiX(4-n)的硅烷偶联剂，其每个R官能团均彼此独立，具有1～20个碳原子的烃基或有机官能化的具有1至20个碳原子的烃基，所述有机官能团是指：与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如乙烯基、甲基丙烯酰基、氨基、环氧基、酰胺基、巯基等；较佳地，结构通式为RnSiX(4-n)的硅烷偶联剂，其每个X可水解基团彼此独立，具有1～3个碳原子烷氧基，例如：甲氧基、乙氧基等；在一些实施例中，每个X可水解基团彼此独立，可以为卤族元素，例如：氟、氯、溴和碘。
本实施例中，所述硅烷偶联剂的结构通式还可以为：R2nSi2OX(4-n)；其中，R为非水解的、可与高分子聚合物由较强相互作用的有机官能团；X为可水解基团，在遇水溶液、空气中的水分或无机物表面吸附的水分时，均可引起分解；n取值为2～3。较佳地，所述硅烷偶联剂的结构通式为：R3SiOSiR3。较佳地，结构通式R2nSi2OX(4-n)的硅烷偶联剂，其每个R官能团均彼此独立，具有1～20个碳原子的烃基或有机官能化的具有1～20个碳原子的烃基；所述有机官能团是指：与聚合物分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如乙烯基、甲基丙烯酰基、氨基、环氧基、酰胺基、巯基等。
在本实施例中，沸石原料粒子与硅烷偶联剂溶液的添加质量比为1:10～4:10；加热搅拌获得表面改性沸石粒子的反应温度为30～70℃，搅拌反应时间1～4h，机械搅拌速率500～2000rpm。
此处需要说明的是，若选择的硅烷偶联剂的结构通式为：RnSiX(4-n)，则在加入沸石原料粒子之前，硅烷偶联剂需在含水有机溶剂中预水解，该预水解包括如下步骤：
(a)预水解溶液中的有机溶剂为醇类：例如乙醇、甲醇、异丙醇等；
(b)预水解溶液中，去离子水质量占所述预水解溶液总质量的1～5％；
(c)预水解溶液中，硅烷偶联剂质量占所述预水解溶液总质量的1～10％；
(d)预水解反应温度为室温，搅拌时间0.5～2h，机械搅拌速率500～2000rpm，必要时可加入少量盐酸或氨水促进水解。
而若选择的硅烷偶联剂的结构通式为：R2nSi2O(4-n)，则在加入沸石原料粒子之前，硅烷偶联剂无需预水解，硅烷偶联剂溶液所用溶剂可以是不溶于水的有机溶剂，例如烷烃、卤烷或其混合物；较佳地，所述有机溶剂为卤烷：例如氯仿、二氯甲烷等。所述硅烷偶联剂溶液中，所述硅烷偶联剂的质量百分数为1～10％。
步骤20、将表面改性沸石粒子和胶黏剂乳液搅拌获得混合浆料。
在本实施例中，所述胶黏剂为聚合物胶黏剂，所述聚合物胶黏剂包括：聚丙烯酸酯类、聚氨酯类、环氧树脂类中的一种或几种。所述胶黏剂与上述制备得到的表面改性沸石粒子在溶剂水中，通过搅拌充分混合，得到混合浆料，混合浆料中，沸石粒子质量占浆料总质量的5％～45％，优选为25％～35％；胶黏剂质量占浆料总质量的1％～5％。
在本实施例中，机械搅拌的速率250～1000rpm，搅拌时间1～4h。本领域技术人员亦可以根据实际搅拌情况进行合适搅拌速率和搅拌时间的合适调整，其中，搅拌速率越慢则搅拌时间越长，相对应地，搅拌速率越快则搅拌时间越短。
步骤30、将混合浆料进行造粒、筛分获得目标粒径的吸声微球材料。
在本实施中可以选择以下方法进行造粒：喷雾干燥制粒、挤出滚圆制粒、熔融制粒、转动制粒或者流化床制粒。较佳地，可以选用喷雾干燥进行制粒后，进行筛分获得目标尺寸的吸声微球材料。
以下详细介绍利用喷雾干燥进行制粒的过程，该过程包括：
1.将混合浆料在氮气氛围或者空气氛围下进行喷雾干燥制粒，得到初步成型颗粒；
2.将所述初步成型颗粒在100～150℃，干燥1～3h，得到干燥颗粒；
3.将所述干燥颗粒利用40～100目筛网筛分获得目标粒径的吸声微球材料。
其中，本领域技术人员很容易得出，干燥温度越低则干燥时间越长，相对应地，干燥温度越高则干燥时间越短。
本发明采用硅烷偶联剂对多孔沸石原料粒子进行表面改性，通过控制沸石原料粒子表面的羟基密度，从而控制改性沸石粒子表面的硅烷接枝率，防止其微孔结构被硅烷改性基团大量堵塞进而降低材料的吸音性能。另一方面，硅烷偶联剂能在无机沸石和有机聚合物胶黏剂之间形成连接，从而形成无机-硅烷偶联剂-有机的结合层。这样做的好处在于提升了沸石-聚合物胶黏剂界面的粘接性，在保证吸音微球材料力学强度的基础上，可以适当减少胶黏剂使用量，从而在不改变胶黏剂种类的情况下有效提升材料整体的吸音效果。
以下结合具体实施例，详细说明本发明实施例提供的吸音微球材料的制备方法及该制备方法得到的吸音微球材料的吸音效果。
1、制备吸音微球材料
实施例1
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为FER，微孔平均孔径约为0.49nm)于800℃条件下焙烧12h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：0.6～0.8OH/nm2。
2)按照质量比计，称取90份无水甲醇、5份去离子水和5份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基(KH570)混合均匀，在室温下1000rpm机械搅拌1h，使部分硅氧偶联剂水解。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述部分硅氧偶联剂水解后的溶液中，在50℃的恒温水浴条件下，1000rpm机械搅拌反应3h。过滤所得固体，然后用150份无水甲醇超声洗涤；洗涤3遍后于120℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取25份上述改性沸石粒子和100份聚苯乙烯-丙烯酸酯胶黏剂乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酯混合浆料。其中，该100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液是指聚苯乙烯-丙烯酸酯胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且聚苯乙烯-丙烯酸酯的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+聚苯乙烯-丙烯酸酯+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度110℃，出口温度90℃，喷雾压力0.45MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在120℃的烘箱中加热固化干燥1.5h，最后用80～100目筛网筛分获得粒径约为150～180μm的吸声微球材料。
实施例2
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为FER，微孔平均孔径约为0.49nm)于700℃条件下焙烧12h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：1.0～2.0OH/nm2。
2)按照质量比计，称取90份无水甲醇、5份去离子水和5份γ-氨丙基三乙氧基(KH550)混合均匀，在室温下1000rpm机械搅拌1h，使部分硅氧偶联剂水解。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述部分硅氧偶联剂水解后的溶液中，在60℃的恒温水浴条件下，1500rpm机械搅拌反应2h。过滤所得固体，然后用150份无水乙醇超声洗涤；洗涤3遍后于120℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取30份上述改性沸石粒子和100份聚氨酯胶黏剂乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/聚氨酯混合浆料。其中，该100份聚氨酯乳液是指聚氨酯胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且聚氨酯的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+聚氨酯+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性聚氨酯混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度110℃，出口温度90℃，喷雾压力0.4MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在120℃的烘箱中加热固化干燥1.5h，最后用60～70目筛网筛分获得粒径约为220～250μm的吸声微球材料。
实施例3
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为FER，微孔平均孔径约为0.49nm)于700℃条件下焙烧12h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：1.0～1.2OH/nm2。
2)按照质量比计，称取90份无水甲醇、5份去离子水和5份γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基(KH560)混合均匀，在室温下1000rpm机械搅拌1h，使部分硅氧偶联剂水解。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述部分硅氧偶联剂水解后的溶液中，在50℃的恒温水浴条件下，1000rpm机械搅拌反应3h。过滤所得固体，然后用150份无水乙醇超声洗涤；洗涤3遍后于120℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取35份上述改性沸石粒子和100份环氧树脂乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/环氧树脂混合浆料。其中，该100份环氧树脂乳液是指环氧树脂胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且环氧树脂的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+环氧树脂+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性沸石粒子/环氧树脂混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度140～160℃，出口温度100～110℃，喷雾压力0.3MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在150℃的烘箱中加热固化干燥1h，最后用40～45目筛网筛分获得粒径约为325～380μm的吸声微球材料。
实施例4
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为MFI，微孔平均孔径约为0.55nm)于800℃条件下焙烧12h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：0.7～0.9OH/nm2。
2)按照质量比计，称取90份无水甲醇、5份去离子水和5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基氯硅烷混合均匀，在室温下1000rpm机械搅拌1h，使部分硅氧偶联剂水解。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述部分硅氧偶联剂水解后的溶液中，在60℃的恒温水浴条件下，1200rpm机械搅拌反应2h。过滤所得固体，然后用150份无水乙醇超声洗涤；洗涤3遍后于120℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取30份上述改性沸石粒子和100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料。其中，该100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液是指聚苯乙烯-丙烯酸酯胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且聚苯乙烯-丙烯酸酯的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+聚苯乙烯-丙烯酸酯+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度140～160℃，出口温度100～110℃，喷雾压力0.4MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在120℃的烘箱中加热固化干燥1.5h，最后用60～70目筛网筛分获得粒径约为220～250μm的吸声微球材料。
实施例5
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为MFI，微孔平均孔径约为0.55nm)于700℃条件下焙烧12h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：1.1～1.3OH/nm2。
2)按照质量比计，称取90份无水甲醇、5份去离子水和5份正辛基三甲氧基硅烷)混合均匀，在室温下1000rpm机械搅拌1h，使部分硅氧偶联剂水解。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述部分硅氧偶联剂水解后的溶液中，在50℃的恒温水浴条件下，1500rpm机械搅拌反应3h。过滤所得固体，然后用150份无水乙醇超声洗涤；洗涤3遍后于120℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取35份上述改性沸石粒子和100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料。其中，该100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液是指聚苯乙烯-丙烯酸酯胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且聚苯乙烯-丙烯酸酯的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+聚苯乙烯-丙烯酸酯+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度140～160℃，出口温度100～110℃，喷雾压力0.35MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在120℃的烘箱中加热固化干燥1.5h，最后用40～45目筛网筛分获得粒径约为270～325μm的吸声微球材料。
实施例6
1)将干燥的沸石原料粒子(沸石结构为FER，微孔平均孔径约为0.49nm)于800℃条件下焙烧24h，所制沸石粒子表面的羟基密度为：0.5～0.6OH/nm2。
2)按照质量比计，称取称取90份氯仿和10份二正辛基四甲氧硅氧烷混合均匀混合均匀。
3)将30份上述步骤制得的焙烧过的沸石粒子加入到上述溶液中，在40℃的恒温水浴条件下，1500rpm机械搅拌反应6h。过滤所得固体，然后用150份氯仿超声洗涤；洗涤3遍后于100℃下干燥4h，获得表面改性的沸石粒子。
4)称取30份上述改性沸石粒子和100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液进行混合，然后在1000rpm机械搅拌0.5h，以获得均匀分散的改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料。其中，该100份聚苯乙烯-丙烯酸酯乳液是指聚苯乙烯-丙烯酸酯胶黏剂分散在水中形成的溶液质量)，并且聚苯乙烯-丙烯酸酯的质量含量为混合浆料总质量(改性沸石粒子质量+聚苯乙烯-丙烯酸酯+溶剂水的质量)的4％。
5)将改性沸石粒子/聚苯乙烯-丙烯酸酯混合浆料加入至喷雾干燥制粒机中，设置喷雾干燥制粒机的进口温度140～160℃，出口温度100～110℃，喷雾压力0.4MPa，进行干燥制粒，得到初步成型颗粒。
6)将上述初步成型颗粒在120℃的烘箱中加热固化干燥1.5h，最后用60～70目筛网筛分获得粒径约为220～250μm的吸声微球材料。
2、对照组实施例
将上述实施例在其余制备条件不变的情况下，仅不对沸石粒子的表面进行处理，并且不添加硅烷偶联剂分别制备得到与实施例1相对应的对比实施例1吸音微球材料、与实施例2相对应的对比实施例2吸音微球材料、与实施例3相对应的对比实施例3吸音微球材料、与实施例4相对应的对比实施例4吸音微球材料、与实施例5相对应的对比实施例5吸音微球材料以及与实施例6相对应的对比实施例6吸音微球材料。
3、实施例1-6抗冲击性能测试
将上述实施例1-6制备得到的吸声微球材料进行跌落试验。该跌落试验具体如下：
1)将0.1g实施例1-6制备得到的吸声微球材料作为试验样品装入微型扬声器后腔中，其中，扬声器后腔体积为0.8立方厘米。
2)将扬声器组装在一个铝合金盒内，铝合金盒的尺寸为150×75×10mm(用以模拟吸音颗粒材料在手机中的使用环境)；为每一个跌落的实验样品配重150g。
3)提起试验样品至1500mm的跌落高度(跌落高度是指准备释放时样品的最低点与冲击台面之间的距离)位置，并按预定状态将其支撑住。其中，其提起高度与预定高度之差不得超过预定高度的±2％。
4)选择铝合金盒的最长棱和最大面为跌落测试对象；按一角、三棱和六面的预定状态进行先跌角，再跌棱，后跌面跌落(角、棱、面跌落分别测一次为一组实验)，其中，在跌落时需要满足以下条件：
(a)角跌落时，试验样品上规定面与冲击台面之间的夹角误差不大于±5°或此夹角的10％(以较大数值为准)，以使试验样品的重力线通过被跌落的角；
(b)棱跌落时，跌落的棱与水平面之间的夹角最大不超过2°，试验样品上规定面与冲击台面夹角的误差不大于±5°或此夹角的10％(以较大数值为准)，以使试验样品的重力线通过被跌落的棱；
(c)面跌落时，使试验样品的跌落面与水平面之间的夹角最大不超过2°；以使试验样品的重力线通过被跌落的面；
(d)实际冲击速度与自由跌落时的冲击速度之差不超过自由跌落时的±1％。
4、对照组的抗冲击性能测试
将对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5以及对比实施例6，分别按照上述步骤的方法进行抗冲击性能测试。
5、实施例1-6谐振频率测试
将重量为0.1g的所述沸石颗粒运用于扬声器箱中时，以扬声器箱工装后腔体积为0.8立方厘米为例，成型后的所述沸石颗粒大小与谐振频率降低值。
6、对照组的谐振频率测试
将对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4、对比实施例5以及对比实施例6，分别按照上述步骤的方法进行谐振频率测试。
7、对跌落之后的各实施例组样品以及对照组样品的谐振频率降低值和跌落实验值结果进行数据记录，该记录结果表1。
表1
Figure BDA0001575175420000121
Figure BDA0001575175420000131
Figure BDA0001575175420000141
基于上述表格1所示的测试结果，发明人在对吸音微球材料进行研制的过程中发现：
在跌落实验中，实施例1-6能够得到完整微球，即使微球有所破损也只有少量粉末，并非大量破碎，其相对于表面未经处理的吸音微球材料(对比实施例1-6)谐振频率f0降低值区别不大，但抗冲性能明显增加。这说明：沸石表面通过硅烷偶联剂改性后，增加了沸石与胶黏剂的相互作用，微球力学强度明显改善。
本发明对沸石粒子的烘焙温度和表面的羟基密度进行优选，优选的烘焙温度为150～1100℃，优选的羟基密度为0.1～5OH/nm2，这是因为：沸石表面的羟基密度与表面改性后的沸石粒子的硅烷接枝率密切相关，沸石粒子表面较低的羟基密度会降低表面改性的效率和效果，对吸声微球材料抗冲性能的提升效果不明显。沸石粒子表面羟基密度太高，表面烷基接枝率也会变高，则易发生沸石粒子微孔堵塞状况，影响沸石气顺性，从而降低吸声微球材料的吸音效果。
本发明对硅烷偶联剂的含量进行优选，这是因为硅烷偶联剂的质量分数过低，会降低硅烷改性效率和效果；进一步的，硅氧偶联剂溶解在有机溶剂中极容易吸收空气中的水分发生水解，而硅烷偶联剂的质量百分数过高会造成大量的水解产物反而会附着在沸石表面堵塞微孔，或者进入微孔孔道，增加后续清洗难度并降低改性沸石的气顺性。令本申请的一个目的之一即是控制沸石表面的接枝率，因此硅烷偶联剂的质量百分数须与沸石表面羟基的密度相适应，不易过高。
本发明需要控制沸石粒子表面的硅烷接枝率，因此，除了羟基密度需要调节，发生改性反应时所使用的硅烷偶联剂溶液浓度和用量也需要控制。并且在具体实验过程中，沸石原料粒子表面羟基含量，硅烷偶联剂种类、沸石原料粒子与硅烷偶联剂溶剂的质量比、反应温度以及反应时间多种因素相互关联并彼此配合，本发明所限定的各种含量，(例如沸石粒子与硅烷偶联剂溶液的质量比和沸石粒子质量占浆料总质量百分数)需要本领域技术人员付出创造性的劳动得出。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种吸音微球材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将烘焙后的沸石粒子加入硅烷偶联剂溶液中加热搅拌获得表面改性沸石粒子，所述烘焙后的沸石粒子的表面具有预定的羟基密度，其中，所述预定的羟基密度为0.1~5.0 OH/nm2；
将所述表面改性沸石粒子和胶黏剂乳液搅拌获得混合浆料；
将所述混合浆料进行造粒、筛分获得目标粒径的吸声微球材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按照质量比，所述烘焙后的沸石粒子与所述硅烷偶联剂溶液的质量比为1:10-4:10。
3.根据权利要求 2所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂溶液中，硅烷偶联剂的质量百分数为1-10%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预定的羟基密度为0.4~1.5OH/nm2。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的结构通式为：RnSiX(4-n)；
其中，所述R为非水解的有机官能团，所述X为水解基团，所述n取值为1-3。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述R为烃基或者有机官能化的烃基，碳原子数量为1~20个。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂乳液中选用的胶黏剂为聚丙烯酸酯类、聚氨酯类以及环氧树脂类中的一种或几种。
8.一种应用如权利要求1-7任一所述的吸音微球材料的制备方法制备得到的吸音微球材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111115650B (zh) * 2018-10-30 2022-07-08 中国石油化工股份有限公司 沸石分子筛改性方法
CN109351337B (zh) * 2018-12-18 2022-03-22 东北大学 一种硅烷偶联剂改性沸石的制备方法及其应用
CN110012412B (zh) * 2019-04-24 2023-10-27 东莞顺合丰电业有限公司 吸音颗粒及其制造方法、以及扬声器结构
KR20210039139A (ko) * 2019-10-01 2021-04-09 현대자동차주식회사 방음 및 기계적 물성이 우수한 수지 복합재
CN111152514A (zh) * 2020-02-10 2020-05-15 南京旅游职业学院 一种具有缓冲层的吸音组合地板
CN111586550B (zh) * 2020-04-14 2022-01-11 深圳市大分子科技有限公司 一种吸音微球材料、扬声器壳体以及扬声器
CN113060975B (zh) * 2021-03-26 2022-08-02 镇江贝斯特新材料有限公司 一种耐低温的吸音材料及其制备方法与应用
CN113429901A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 宁波长阳科技股份有限公司 一种隔热降噪车衣膜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6042476A (ja) * 1983-08-16 1985-03-06 Kuraray Co Ltd シ−ト状制振材
CN105171884A (zh) * 2015-07-15 2015-12-23 百仪家具有限公司 一种吸音隔音生态高密度纤维板及其制备方法
CN107500604A (zh) * 2017-09-21 2017-12-22 苏州夸克新材料科技有限公司 一种改进型的吸音材料

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6042476A (ja) * 1983-08-16 1985-03-06 Kuraray Co Ltd シ−ト状制振材
CN105171884A (zh) * 2015-07-15 2015-12-23 百仪家具有限公司 一种吸音隔音生态高密度纤维板及其制备方法
CN107500604A (zh) * 2017-09-21 2017-12-22 苏州夸克新材料科技有限公司 一种改进型的吸音材料

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