CN109454898A - 一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，采用短纤维针刺体作为预制体骨架，采用树脂浸渍、固化、炭化的工艺进行硬化处理。该方法为：一、采用炭纤维针刺体作为预制体材料；二、树脂浸渍液的配置；三、树脂浸渍；四、固化处理；五、炭化处理；六、机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板。本发明采用炭纤维作为骨架，树脂炭基体作为增强体且经过石墨烯改性的低密度、多孔炭/炭吸音板，具有防水、防火、抗老化、抗冲击能力好，用材低能耗、环保、废弃后对环境无污染，在使用过程中，吸声效果好等优点。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，具体涉及一种耐腐蚀、抗老化、会议室吸音板材。
背景技术
会议室大厅的顶部吸声控制混响时间达到设计值时，通常不进行声学处理。作为反射面。会议室的声学结构的配置和选择，根据它的体积标准（即装饰的要求），并决定：在100 m3左右的小型会议室（一般圆桌会议），如果室内摆放的地毯窗帘沙发平时做不需要再作声学处理，吸音材料能够达到预期的混响时间值。在200 m3以上的会议厅，一般应设置吸音材料或结构。
一个好的听音环境的建立，包括建筑声学和电声两个方面的内容；专业音响工程中所指的建声主要是厅堂的建声，相同的设备发挥的水平高低不一的原因，一般都是建声条件的不同。无论多么优良的设备，一旦放在建声条件恶劣的环境中，肯定不会达到好的结果；而建声要求还会因为工程的使用要求不同而不同，也会受建筑装饰质量的影响。建声条件好的厅堂应该是混响合理，声音扩散性好，没有声聚焦、没有可闻的振动噪声、没有声阴影、没有声驻波等等；建声的要求不能单方面由音响设计人员进行，它需要建筑装饰技术人员的有力配合，选择一种好的吸音材料，使其音质达到最佳效果。
吸声材料在降低室内噪声，改善室内音质方面有着十分重要的作用，越来越受到人们的重视。吸声材料种类很多，不同的材质、不同的外观、不同的结构吸声系数也各不相同，运用时可以根据计算，确定吸声材料数量，选择具体材料时需兼顾吸声和美观的要求。由于会议厅采用短混响，因此，必须选用强吸声的结构。又因强吸声处理，因此建筑师经常采用各种容易引起声学缺陷的体形，如圆形、椭圆形、卵形平面、穹形屋顶等。而控制音质缺陷的措施，除了配置扩散结构外，通常用强吸声方法，因为它同时起到控制混响时间的作用。
低密度炭纤维复合材料对各个频率的声音均具有优良的吸声效果，加速吸音效率，起到了隔声降噪的效果，同时还具有阻燃隔热的作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、硬化效果好、具有防水、防火、抗老化、抗冲击能力好，用材低能耗、环保、废弃后对环境无污染，在使用过程中，吸声效果好等优点的石墨烯改性会议室吸音板的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.08 g/cm3-0.15g/cm3。
步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：（3-10），搅拌均匀。然后将石墨烯按一定比例添加到树脂浸渍液中，搅拌均匀。
步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为0.8MPa-4.0MPa下进行浸渍。
步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为110℃-200℃。
步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃-900℃。
步骤六：将步骤五出炉的会议室吸音板坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板。其最终密度为0.50 g/cm3-1.50 g/cm3。
上述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为1K-12K，炭纤维针刺体布针密度为10针/cm2-40针/cm2，炭纤维长度控制在5mm-100mm。
上述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的树脂为环氧树脂或酚醛树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.05wt%-0.5wt%。
上述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的浸渍工艺，浸渍时间为2h-10h。
上述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的固化升温速率为5℃/h-20℃/h，保温2h-5h。
上述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的炭化升温速率为5℃/h-30℃/h，保温2h-6h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、与传统吸音板的制备技术相比，本发明采用炭纤维作为骨架，树脂炭基体作为增强体且经过石墨烯改性的低密度、多孔炭/炭吸音板具有一定的机械强度，抗老化和耐腐蚀性能好等优点。
2、本发明工艺简单，吸声效果好，并且易于大批量生产，可按照不同要求将材料随意进行加工切割成型。
附图说明
图1是本发明制备石墨烯改性会议室吸音板的工艺流程框图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.08 g/cm3，炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为1K，布针密度为10针/cm2，炭纤维长度控制在5mm-100mm。
步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：3，树脂为环氧树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.05wt%，搅拌均匀。
步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为0.8MPa下进行浸渍，浸渍时间为2h。
步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为110℃，固化升温速率为5℃/h，保温2h。
步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃，炭化升温速率为5℃/h，保温2h。
步骤六：将步骤五出炉的会议室吸音板坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板。其最终密度为0.50 g/cm3。
实施例2
步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.10 g/cm3，炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为3K，布针密度为20针/cm2，炭纤维长度控制在5mm-100mm。
步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：6，树脂为酚醛树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.1wt%，搅拌均匀。
步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为2.0MPa下进行浸渍，浸渍时间为2.5h。
步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，保温3h。
步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为800℃，炭化升温速率为10℃/h，保温3h。
步骤六：将步骤五出炉的会议室吸音板坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板。其最终密度为1.16 g/cm3。
实施例3
步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.15g/cm3，炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为12K，布针密度为40针/cm2，炭纤维长度控制在5mm-100mm。
步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：10，树脂为环氧树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.5 wt%，搅拌均匀。
步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为4.0MPa下进行浸渍，浸渍时间为10h。
步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为200℃，固化升温速率为20℃/h，保温5h。
步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为900℃，炭化升温速率为20℃/h，保温5h。
步骤六：将步骤五出炉的会议室吸音板坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板。其最终密度为1.50 g/cm3。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.08 g/cm3-0.15g/cm3；
步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：（3-10），搅拌均匀，然后将石墨烯按一定比例添加到树脂浸渍液中，搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为0.8MPa-4.0MPa下进行浸渍；
步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为110℃-200℃；
步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃-900℃；
步骤六：将步骤五出炉的高铁降噪坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性会议室吸音板，其最终密度为0.50 g/cm3-1.50g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的炭纤维为PAN基炭纤维，丝束数为1K-12K，炭纤维针刺体布针密度为10针/cm2-40针/cm2，炭纤维长度控制在5mm-100mm。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的树脂为环氧树脂或酚醛树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.05wt%-0.5 wt%。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的浸渍工艺，浸渍时间为2h-10h。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的固化升温速率为5℃/h-20℃/h，保温2h-5h。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性会议室吸音板的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的炭化升温速率为5℃/h-30℃/h，保温2h-6h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190312 |