CN108866815A - 一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，包括以下步骤：取玉米秸秆粉制得纳米纤维素；冷冻干燥后剪切；加异构十醇聚氧乙烯醚和四氯化锡反应；产物水洗离心后，得纤维素气凝胶；加入分散剂、云母粉、氧化石墨烯、埃洛石纳米管、水性聚氨酯和蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切；用超声波细胞粉碎机超声；将珊瑚绒纤维浸渍其中，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13‑14mm。本法所制备的珊瑚绒吸声降噪纺织材料在中高频声波范围中都具有很好的吸收效果，属于高效吸声材料。

Description

一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法。
背景技术
在工业制造、家用电器、交通工具以及城市建筑等领域，噪声与振动控制受到越来越多的关注。作为与大气污染、水污染和固体废弃物污染并列的噪音污染，已成为当今社会四大环境公害之一，严重干扰了大众的正常学习、生活和工作。噪声容易使人感到耳鸣、心慌、烦躁，严重影响了人们的身体健康和生活质量。随着人们健康意识增强，吸声材料的使用已经普及建筑、交通等各领域。纺织纤维材料以其疏松、多孔、轻薄、价格低廉、易加工等优良的性质，被认为是良好的吸声隔音材料。而通过对其改性整理提高其吸声效果具有重要的意义，以期其能广泛应用在生活、汽车、航天、建筑等领域。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，在中高频声波范围中都具有很好的吸收效果，属于高效吸声材料。
技术方案：一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20-40份玉米秸秆粉，加入100-150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4-5，75℃下处理5-6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（2）用亚氯酸钠在pH4-5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50-80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10-20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20-25 min；
（5）加入0.5-1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05-0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5-6次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入5-8份分散剂、1-2份云母粉、1-3份氧化石墨烯、1-2份埃洛石纳米管、10-15份水性聚氨酯和400-500份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20-25min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500-2000W下超声20-25min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中1-2h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13-14mm。
进一步的，所述分散剂聚乙二醇、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸或六偏磷酸钠中的一种或几种。
进一步的，所述云母粉的粒径为1-10μm。
进一步的，所述埃洛石纳米管的外径为0.5-2μm，长度为5-10μm。
有益效果：
1. 气凝胶具有质轻、孔隙率高等特性，是一种具有纳米三维网络结构的多孔材料，具有低声
速特性，具有良好的吸声性能，目前已有少量将硅气凝胶应用于吸声材料的，但是还没有将纤维素气凝胶应用于纺织吸声材料的。
2. 本发明方法所制备的纺织材料在声波频率500Hz-1600Hz范围中，吸声系数高达0.92，在声波频率2000Hz-6300Hz范围中，吸声系数高达0.82，一般认为当平均吸声系数大于0.2的是吸声材料，如果平均吸声系数大于 0.56时，则称为高效吸声材料，因此，本材料属于高效吸声材料。
具体实施方式
实施例1
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份玉米秸秆粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入5份六偏磷酸钠、1份云母粉、1份氧化石墨烯、1份埃洛石纳米管、10份水性聚氨酯和400份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中1h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13mm。
实施例2
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取30份玉米秸秆粉，加入130份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4.5，75℃下处理5.5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2.5h；
（2）用亚氯酸钠在pH4.5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2.5h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入70ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入15份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切23 min；
（5）加入0.8份异构十醇聚氧乙烯醚和0.08份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入7份三乙醇胺、1.5份云母粉、2份氧化石墨烯、1.5份埃洛石纳米管、13份水性聚氨酯和450份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切23min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率1800W下超声23min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中1.5h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13.5mm。
实施例3
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取40份玉米秸秆粉，加入150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH5，75℃下处理6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理3h；
（2）用亚氯酸钠在pH5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理3h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切25 min；
（5）加入1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心6次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入8份聚乙二醇、2份云母粉、3份氧化石墨烯、2份埃洛石纳米管、15份水性聚氨酯和500份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切25min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率2000W下超声25min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中2h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为14mm。
对比例1
本实施例与实施例1的差别在于不含有纤维素气凝胶，具体为：
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）将5份六偏磷酸钠、1份云母粉、1份氧化石墨烯、1份埃洛石纳米管、10份水性聚氨酯和400份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（2）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min；
（3）将珊瑚绒纤维浸渍其中1h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（4）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13mm。
对比例2
本实施例与实施例1的差别在于不含埃洛石纳米管，具体为：
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份玉米秸秆粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入5份六偏磷酸钠、1份云母粉、1份氧化石墨烯、10份水性聚氨酯和400份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中1h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13mm。
对比例3
本实施例与实施例1的差别在于不含有水性聚氨酯，具体为：
一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
（1）取20份玉米秸秆粉，加入100份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4，75℃下处理5h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（2）用亚氯酸钠在pH4下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2h；
（3）用1%的盐酸溶液处理后加入50ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
（4）冷冻干燥后，加入10份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20 min；
（5）加入0.5份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
（6）产物水洗离心5次后，得纤维素气凝胶；
（7）加入5份六偏磷酸钠、1份云母粉、1份氧化石墨烯、1份埃洛石纳米管和400份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20min；
（8）用超声波细胞粉碎机在超声功率1500W下超声20min；
（9）将珊瑚绒纤维浸渍其中1h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
（10）采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13mm。
吸声系数根据GB/T18696.2-2002《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第二部分：传递函数法》进行测定。
表1 珊瑚绒吸声降噪纺织材料的吸声性能
。
本发明方法所制备的纺织材料在声波频率500Hz-1600Hz范围中，吸声系数高达0.92，在声波频率2000Hz-6300Hz范围中，吸声系数高达0.82，一般认为当平均吸声系数大于0.2的是吸声材料，如果平均吸声系数大于 0.56时，则称为高效吸声材料，因此，本材料属于高效吸声材料。

Claims (4)

1.一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，其特征在于：成分按重量份计，包括以下步骤：
取20-40份玉米秸秆粉，加入100-150份体积比为2:1的苯乙醇溶液进行索氏抽提，脱除抽提物，用亚氯酸钠在pH4-5，75℃下处理5-6h，再用2wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
用亚氯酸钠在pH4-5下处理1h，再用5wt%氧氧化钾在90℃下处理2-3h；
用1%的盐酸溶液处理后加入50-80ml去离子水，置于超声波植物细胞粉碎机中超声处理，超声功率为1200W，超声时间为30min；
冷冻干燥后，加入10-20份二甲基亚砜，经高速粉碎机在转速6×103rpm下剪切20-25min；
加入0.5-1份异构十醇聚氧乙烯醚和0.05-0.1份四氯化锡，室温条件下反应1 h；
产物水洗离心5-6次后，得纤维素气凝胶；
加入5-8份分散剂、1-2份云母粉、1-3份氧化石墨烯、1-2份埃洛石纳米管、10-15份水性聚氨酯和400-500份蒸馏水，混合均匀后用高速剪切乳化机在剪切速率3000r/min下剪切20-25min；
用超声波细胞粉碎机在超声功率1500-2000W下超声20-25min；
将珊瑚绒纤维浸渍其中1-2h，不断搅拌，取出后烘干清洗再烘干；
采用非织造工艺中的针刺加固工艺成型即得，其中，针刺密度为300刺/cm2，厚度为13-14mm。
2.根据权利要求 1所述的一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，其特征在于：所述分散剂聚乙二醇、三乙醇胺、月桂醇硫酸钠、月桂酰基谷氨酸或六偏磷酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求 1所述的一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，其特征在于：所述云母粉的粒径为1-10μm。
4.根据权利要求 1所述的一种珊瑚绒吸声降噪纺织材料的制备方法，其特征在于：所述埃洛石纳米管的外径为0.5-2μm，长度为5-10μm。
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