CN109021552A - 一种彩色复合金字塔隔音材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色复合金字塔隔音材料及其制备方法，包括下述重量百分比的原料：聚氨酯22‑65％、聚丙烯纤维25‑60％、硅藻土20‑40％、匀泡剂0.3‑1.5％、发泡剂10‑20％、铝酸酯偶联剂0.5‑2％、硬脂酸1‑1.5％、催化剂0.4‑1％、表面活性剂0.3‑2％、着色剂0.1‑2.5％、溶剂1‑10％；本发明的彩色复合金字塔隔音材料可制成各种形状规格，安装简单、施工方便、经济使用，产品使用寿命长、纤维坚固不易折断、不会腐烂、抵御各种微生物、菌类、酸盐、碳氢化合物的腐蚀，且防火阻燃，压缩变形性低。

Description

一种彩色复合金字塔隔音材料及其制备方法
技术领域
本发明属于隔音材料技术领域，具体涉及一种彩色复合金字塔隔音材料及其制备方法。
背景技术
噪声污染已经成为世界性难题。噪声污染来源广，对人的身体和精神都有极大的不良影响，国际上将噪声污染列为世界三大环境污染之一，噪声污染成为环境治理过程中备受关注的热点问题。吸声技术广泛应用于工业产品、交通运输、国防和民用建筑等各个领域，从声学角度分析，主要应用于环保吸声降噪和建筑声学的音质控制。在噪声污染治理中，吸声、隔声材料的使用是噪声污染治理不可缺少的措施。
纤维类吸声材料具有来源广、孔隙度高、吸声性能优良、易加工成型、价格便宜等优点，使其在吸声材料中广泛应用。棉、麻等天然纤维由于可再生、可天然降解、绿色环保以及具有天然的植物空腔、较高的强度、较低的价格等在吸声材料中受到青睐。纤维吸声材料根据其选材的物理特性和外观又可以分为有机纤维吸声材料、无机纤维吸声材料、金属纤维吸声材料和复合纤维吸声材料，但是有机吸声材料防火、防腐、防蛀、防潮等性能差；无机纤维吸声材料为软性结构，需要在表面铺上保护层，进行保护和装饰用，比较复杂；金属纤维吸声材料在单一材料吸收高频噪声的性能优异，但其低频的吸声性能则有待提高，现有技术中的吸声材料多为白色或灰色，未见彩色吸声材料的公开报道，因此研究吸声性能良好，能够吸收或阻隔各种频率的声音的彩色复合纤维材料是有待解决的问题。
申请号为CN01107650.X的中国发明专利公开了一种网状复合吸声材料，该材料是以聚氨酯网状泡沫塑料为基材，经无机胶凝材料浸润、包覆、固化，使之复合成一体，其组份及含量(重量份)为：水泥45-85、水10-61、聚氨酯网状泡沫塑料0.5-2.5、钛酸酯0.06-0.18、粘土8-35、有机硅0.05-0.15其所得的材料也只是灰色，颜色单一，不能丰富视觉效果。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种彩色复合金字塔隔音材料及其制备方法，通过加入改性硅藻土、聚氨酯、聚丙烯纤维三种材料复合制成四菱锥外形的金字塔隔音材料，多孔结构能大量吸收射入的声波能量，对声波起到衰减作用，同时加入着色剂解决了现有技术中复合材料颜色单一的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种彩色复合金字塔隔音材料，包括下述重量百分比的原料：聚氨酯22-65％、聚丙烯纤维25-60％、硅藻土20-40％、匀泡剂0.3-1.5％、发泡剂10-20％、铝酸酯偶联剂0.5-2％、硬脂酸1-1.5％、催化剂0.4-1％、表面活性剂0.3-2％、着色剂0.1-2.5％、溶剂1-10％。
优选的,所述的聚氨酯的硬度为65-72D，聚丙烯纤维的面密度为145-650g/m2，催化剂为二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺的混合物，表面活性剂为聚醚多元醇，着色剂为无机颜料和有机颜料的混合物，溶剂为蒸馏水和乙醇中至少一种。
一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅藻土改性：在硅藻土中加入铝酸酯偶联剂、无水乙醇充分搅拌，搅拌均匀后，径直三分钟，放入硬脂酸，并继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡1-3h，震荡后取出烘干；
(2)聚氨酯发泡：取聚醚多元醇、蒸馏水、催化剂于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，再加入聚氨酯，充分混合后倒入模具自由发泡24h；
(3)混炼、造粒：将改性的硅藻土、聚氨酯泡沫置于烧杯中，烧杯放在30℃的水浴锅中预热8-12h，同聚丙烯纤维、发泡剂、匀泡剂、着色剂一起在研钵中混炼，放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(4)将造粒后的成品放入固定成型模具中，并在平板硫化机下压制成型，制备彩色复合金字塔隔音材料。
优选的,所述的所述的烘干温度为150-230℃，烘干时间为10-30min，发泡温度为170-180℃，厚度为16-18mm。
优选的,所述的混炼时间为8-12min，混炼温度170-200℃，双螺杆挤出机中温控一区温度为155℃，温控二区、三区温度均为160℃，温控四区、五区、六区温度均为165℃，温控七区温度为170℃，温控机头温度为175℃。
优选的,所述的平板硫化机硫化温度为145-160℃，压力为0.8-24Mpa。
一种采用彩色复合金字塔隔音材料的制备方法制备的彩色复合金字塔隔音材料的应用，该材料广泛应用于录音棚、录音室、影音室、视听室、鼓房、KTV、测音室、语音室、播音室、试音室、声学实验室、会议厅、演播厅、影剧院等场合的室内装饰，以及机房消音、发电机组消音、音箱吸音消音。
本发明有益效果是:
1.本发明加入改性硅藻土、聚氨酯、聚丙烯纤维，三种材料复合，其中硅藻土能够均衡的控制材料表面光泽，增加材料的耐磨性和抗划痕性，去湿、除臭、而且还能净化空气，隔音、防水和隔热、通透性好的特点。改性的硅藻土能降低成本发泡材料的组织中泡孔结构越来越多，孔隙率增加，孔径的尺寸均匀，使得金字塔隔音材料具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点。
2.本发明的金字塔隔音材料由于它的四菱锥外形，它还提供了一点扩散，让声音更加的有活力，金字塔隔音材料波浪状材料内部充满细小空隙，多孔结构能大量吸收射入的声波能量，对声波起到衰减作用，降低声波在室内反射声的干扰和回声，保持声音的纯度，吸音效果佳，吸声系数高达0.85，是消音降噪减震材料的高性能产品。
3.本发明的彩色复合金字塔隔音材料可制成各种形状规格，安装简单、施工方便、经济使用，产品使用寿命长、纤维坚固不易折断、不会腐烂、抵御各种微生物、菌类、酸盐、碳氢化合物的腐蚀，且防火阻燃，压缩变形性低。
4.本发明由于加入着色剂，可以得到不同颜色的产品，色彩鲜艳、亮丽，不褪色，且本发明的金字塔隔音材料可以二次使用，销毁容易，对环境没有二次污染，耐水，水浸后排水性强，是理想的室内隔音/吸音、音频反射材料。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明彩色复合金字塔隔音材料制备步骤中所得的改性硅藻土SEM图(×50k)。
图2是本发明彩色复合金字塔隔音材料实物图。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
红色复合金字塔隔音材料
原料：聚氨酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)35％、聚丙烯纤维25％、硅藻土20％、匀泡剂(BD-3086)1.5％、发泡剂(AK9005)10％、着色剂(永固红、金光红、镉红按体积比1：1：1混合)2％、铝酸酯偶联剂1％、硬脂酸1％、催化剂(二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺)0.5％、表面活性剂(聚醚多元醇)1％、溶剂(蒸馏水、无水乙醇)3％，其中聚氨酯的硬度为65-72D，聚丙烯纤维的面密度为145g/m2。
(1)硅藻土改性：在硅藻土中加入铝酸酯偶联剂、无水乙醇1％充分搅拌，搅拌均匀后，径直三分钟，放入硬脂酸，并继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡1h，震荡后取出烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为30min；
(2)聚氨酯发泡：取聚醚多元醇、蒸馏水2％、催化剂于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，再加入聚氨酯，充分混合后倒入模具自由发泡24h，发泡温度为170℃，厚度为16mm；
(3)混炼、造粒：将改性的硅藻土、聚氨酯泡沫置于烧杯中，烧杯放在30℃的水浴锅中预热8h，同聚丙烯纤维、发泡剂、匀泡剂、着色剂一起在研钵中混炼，混炼时间为8min，混炼温度200℃，放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机中温控一区温度为155℃，温控二区、三区温度均为160℃，温控四区、五区、六区温度均为165℃，温控七区温度为170℃，温控机头温度为175℃；
(4)将造粒后的成品放入固定成型模具中，并在平板硫化机下压制成型，硫化温度为145℃，压力为1.2Mpa，最后即得红色复合金字塔隔音材料。
实施例2
黄色复合金字塔隔音材料
原料：聚氨酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)30％、聚丙烯纤维27％、硅藻土21％、匀泡剂(二甲基硅油)1％、发泡剂(偶氮二甲酰胺)10％、着色剂(永固黄、耐晒黄G、镉黄按体积比2：2：1混合)2.5％、铝酸酯偶联剂1％、硬脂酸1％、催化剂(二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺)0.5％、表面活性剂(聚醚多元醇)1％、溶剂5％，其中聚氨酯的硬度为65-72D，聚丙烯纤维的面密度为347g/m2。
(1)硅藻土改性：在硅藻土中加入铝酸酯偶联剂、无水乙醇2％充分搅拌，搅拌均匀后，径直三分钟，放入硬脂酸，并继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡2h，震荡后取出烘干，烘干温度为200℃，烘干时间为25min；
(2)聚氨酯发泡：取聚醚多元醇、蒸馏水3％、催化剂于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，再加入聚氨酯，充分混合后倒入模具自由发泡24h，发泡温度为170℃，厚度为17mm；
(3)混炼、造粒：将改性的硅藻土、聚氨酯泡沫置于烧杯中，烧杯放在30℃的水浴锅中预热10h，同聚丙烯纤维、发泡剂、匀泡剂、着色剂一起在研钵中混炼，混炼时间为10min，混炼温度190℃，放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机中温控一区温度为155℃，温控二区、三区温度均为160℃，温控四区、五区、六区温度均为165℃，温控七区温度为170℃，温控机头温度为175℃；
(4)将造粒后的成品放入固定成型模具中，并在平板硫化机下压制成型，硫化温度为155℃，压力为20Mpa，最后即得黄色复合金字塔隔音材料。
实施例3
紫色复合金字塔隔音材料
原料：聚氨酯(二苯基甲烷二异氰酸酯)30％、聚丙烯纤维20％、硅藻土25％、匀泡剂(L580)1.5％、发泡剂(AK9005、偶氮二甲酰胺)10％、着色剂(锰紫VM42、永固紫RL按体积比1：3混合)2.5％、铝酸酯偶联剂1.5％、硬脂酸1％、催化剂(二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺)1％、表面活性剂(聚醚多元醇)1.5％、溶剂6％，其中聚氨酯的硬度为65-72D，聚丙烯纤维的面密度为650g/m2。
(1)硅藻土改性：在硅藻土中加入铝酸酯偶联剂、无水乙醇3％充分搅拌，搅拌均匀后，径直三分钟，放入硬脂酸，并继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡1-3h，震荡后取出烘干，烘干温度为230℃，烘干时间为10min；
(2)聚氨酯发泡：取聚醚多元醇、蒸馏水3％、催化剂于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，再加入聚氨酯，充分混合后倒入模具自由发泡24h，发泡温度为180℃，厚度为18mm；
(3)混炼、造粒：将改性的硅藻土、聚氨酯泡沫置于烧杯中，烧杯放在30℃的水浴锅中预热12h，同聚丙烯纤维、发泡剂、匀泡剂、着色剂一起在研钵中混炼，混炼时间为12min，混炼温度170℃，放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，双螺杆挤出机中温控一区温度为155℃，温控二区、三区温度均为160℃，温控四区、五区、六区温度均为165℃，温控七区温度为170℃，温控机头温度为175℃；
(4)将造粒后的成品放入固定成型模具中，并在平板硫化机下压制成型，硫化温度为160℃，压力为24Mpa，最后即得紫色复合金字塔隔音材料。
对实施例1-3所得的彩色复合金字塔隔音材料进行常规性能测试，结果如表1。
1.降噪系数测试：采用GB47-83标准
2.吸声系数测试：采用GB47-83标准
3.导热系数测试：采用GB/T10295-88标准
表1常规性能测试
项目 实施例1 实施例2 实施例3
降噪系数 0.79 0.77 0.81
吸声系数 0.78 0.80 0.81
导热系数 0.035 0.035 0.037
由表1知该发明所得的彩色复合金字塔隔音材料吸声降噪性能良好。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种彩色复合金字塔隔音材料，其特征在于，包括下述重量百分比的原料：聚氨酯22-65％、聚丙烯纤维25-60％、硅藻土20-40％、匀泡剂0.3-1.5％、发泡剂10-20％、铝酸酯偶联剂0.5-2％、硬脂酸1-1.5％、催化剂0.4-1％、表面活性剂0.3-2％、着色剂0.1-2.5％、溶剂1-10％。
2.根据权利要求1所述的一种彩色复合金字塔隔音材料，其特征在于，所述的聚氨酯的硬度为65-72D，聚丙烯纤维的面密度为145-650g/m2，催化剂为二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺的混合物，表面活性剂为聚醚多元醇，着色剂为无机颜料和有机颜料的混合物，溶剂为蒸馏水和乙醇中至少一种。
3.一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)硅藻土改性：在硅藻土中加入铝酸酯偶联剂、无水乙醇充分搅拌，搅拌均匀后，径直三分钟，放入硬脂酸，并继续进行充分混合，混合后放入超声波振荡器中振荡1-3h，震荡后取出烘干；
(2)聚氨酯发泡：取聚醚多元醇、蒸馏水、催化剂于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌均匀，再加入聚氨酯，充分混合后倒入模具自由发泡24h；
(3)混炼、造粒：将改性的硅藻土、聚氨酯泡沫置于烧杯中，烧杯放在30℃的水浴锅中预热8-12h，同聚丙烯纤维、发泡剂、匀泡剂、着色剂一起在研钵中混炼，放入双螺杆挤出机中进行挤出造粒；
(4)将造粒后的成品放入固定成型模具中，并在平板硫化机下压制成型，制备彩色复合金字塔隔音材料。
4.根据权利要求3所述的一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法，其特征在于，所述的所述的烘干温度为150-230℃，烘干时间为10-30min，发泡温度为170-180℃，厚度为16-18mm。
5.根据权利要求3所述的一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法，其特征在于,所述的混炼时间为8-12min，混炼温度170-200℃，双螺杆挤出机中温控一区温度为155℃，温控二区、三区温度均为160℃，温控四区、五区、六区温度均为165℃，温控七区温度为170℃，温控机头温度为175℃。
6.根据权利要求3所述的一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法，其特征在于，所述的平板硫化机硫化温度为145-160℃，压力为0.8-24Mpa。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的一种彩色复合金字塔隔音材料的制备方法制备的彩色复合金字塔隔音材料的应用，其特征在于，该材料广泛应用于录音棚、录音室、影音室、视听室、鼓房、KTV、测音室、语音室、播音室、试音室、声学实验室、会议厅、演播厅、影剧院等场合的室内装饰消音，以及机房消音、发电机组消音、音箱吸音消音。
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