CN109609796A - 一种隔音复合板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔音复合板材，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉20‑30份；丝纤维10‑15份，天然橡胶10‑15份，丁腈橡胶8‑10份，硫酸钠水溶液5‑10份、乙醇5‑10份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋既得。本发明的复合板材包括泡沫铝外壳和内芯，噪音首先经泡沫铝反射和吸收，透过的部分噪音传输到内芯，经由内芯吸收，起到逐步削减噪音的目的。

Description

一种隔音复合板材
技术领域
本发明涉及隔音材料，尤其是涉及一种隔音复合板材。
背景技术
随着社会的发展，现代社会的噪音污染问题越来越严重，据现代医学研究显示长期在嘈杂的环境下工作和生活会大大增加精神和慢性疾病的发生概率。为了克服这些问题，本领域的技术人员发明了各式各样带有消音或隔音的材料。
泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高、可进行表面涂装等优势，使其在材料行业，进一步讲在隔音降噪行业广为青睐。申请号201410104996.0的中国专利公开了一种以泡沫铝为基体的铁氧体复合吸波材料。该吸波材料按质量百分比计，由发泡剂5％～15％、铁氧体20％～50％、铝粉25％～40％、氧化铝粉10％～25％组成。该发明发泡剂比较廉价，泡沫铝的孔径均匀，以铝铁复合，克服了单一铝材强度低的问题；但其降噪功能不够，板材强度不高。
随着有机材料的合成及其应用范围的拓展有机降噪材料也越来越多的申请号为201810759232.3的中国专利公开了一种吸声降噪材料及其制备工艺，由以下重量百分比的原料制成：膨胀蛭石35-40％、橡胶粒子25-30％、造孔剂15-20％、钠基鹏润土3-5％、改性淀粉3-5％、引气剂1-3％、无机纤维2-4％、触变剂1-3％和胶凝剂0.3-0.7％。该发明具有较好的吸声效果但力学性能有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种隔音复合板材，解决了现有吸音材料降噪功能不够理想问题同时具有突出的力学效果。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种隔音复合板材，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉20-30份；丝纤维10-15份，天然橡胶10-15份，丁腈橡胶8-10份，硫酸钠水溶液5-10份、乙醇5-10份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋既得。
优选地，所述泡沫铝的组成及其重量份数：发泡剂8-10份，合金40-50份和辅料45-50份。
优选地，所述膨胀棉的组成及其重量份数如下：棉浆15-20分、木质纤维素5-8份，二氧化硅10-15份，二甲亚砜6-8份，碳纳米管3-5份，多聚二甲基环硅氧烷4-6份、去离子水10-15份、氨水3-5份和羧甲基纤维素钠0.5-1份。
优选地，所述膨胀棉的制备方法，包括如下步骤：
1)将去离子水煮沸加入羧甲基纤维素钠，搅拌形成均匀粘稠状，加入碳纳米管、木质纤维素和二氧化硅分散均匀；
2)将棉浆加入到二甲亚砜和氨水混合液中，分散均匀；
3)将步骤1)和步骤2)所得混合物混合，60-70℃快速搅拌均匀后，膨化处理，既得膨胀棉。
优选地，所述硫酸钠的水溶液为室温下硫酸钠的饱和水溶液。
优选地，所述发泡剂为CaCO3、MgCO3以任以比混合。
优选地，所述辅料为所述辅料为陶瓷颗粒、四氧化三铁，氢氧化铝，氢氧化镁按照重量比：4-6:0.2:0.3:0.3。
优选地，所述合金的组成及其重量份数如下：6061铝合金95-98％，镍0.5-2％，钒0.2-0.5％，铈0.5-1％，Pt0.2-0.5％和Zr0.5-1.0％。
优选地，所述氧化膜为铝合金经阳极化处理获得。
其中，6061铝合金化学成分如下：(单位：％)铜Cu:0.15～0.4、锰Mn:0.15、镁Mg:0.8～1.2、锌Zn:0.25、铬Cr:0.04～0.35、钛Ti:0.15、硅Si:0.4～0.8、铁Fe:0.7和铝Al:余量。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的复合板材包括泡沫铝外壳和内芯，噪音首先经泡沫铝反射和吸收，透过的部分噪音传输到内芯，经由内芯吸收，起到逐步削减噪音的目的。
2.泡沫铝是在纯铝或铝合金中加入添加剂后，经过发泡工艺而成，同时兼有金属和气泡特征。它密度小、高吸收，耐冲击能力强、耐高温、防火性能强、抗腐蚀、隔音降噪、导热率低、电磁屏蔽性高、耐候性强、有过滤能力、易加工、易安装、成形精度高,但是也具有硬度和强度不足的缺陷，锆、镍、铈的加入增加合金的硬度，增加了铝合金的刚性和强度。同时使铝合金的硬度、强度、伸长率等力学性能有所提高，与加入镧系金属相比，达到了更好的力学性能，降低了成本和工艺难度，同时Pt改善铝合金的铸造性能，使得本发明可以应用的范围更广。金属表面具有自洁功能有效提高隔音板材的耐腐蚀功能，补强，耐腐蚀，耐光和热。
3.内芯由膨胀棉、纤维丝和金属骨架通过胶合而成。膨胀棉的膨胀系数大，张力强，噪音在膨胀棉内的消减有一个相对比较长的过程，有力有增强消音效果。
4.装有混合溶液的内芯包变形性强，表面张力大，在优异吸音效果的同时，具有突出反射作用可以将部分辐射到内内芯上的噪音反射回去，增强了降噪功能。以水为屏障设置了一层更为有力的声屏障，能够最大限度的吸收噪音，在水中加入硫酸钾，有助于提高水的表面张力，进一步提高其降噪功能。
5.丝纤维具有长、柔，弹的显著特性，是最长的纤维，丝纤维的加入能够构成内芯的弹力网状结构，增加内芯整体的柔韧度和张力，增加内芯的降噪功能。
具体实施方式
实施例1
一种隔音复合板材，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉20份；丝纤维10份，天然橡胶10份，丁腈橡胶8份，硫酸钠水溶液5份、乙醇5份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋既得。
所述泡沫铝的组成及其重量份数：发泡剂8份，合金40份和辅料45份。
所述膨胀棉的组成及其重量份数如下：棉浆15份、木质纤维素5份，二氧化硅10份，二甲亚砜6份，碳纳米管3份，多聚二甲基环硅氧烷4份、去离子水10份、氨水3份和羧甲基纤维素钠0.5份。
所述膨胀棉的制备方法，包括如下步骤：
1)将去离子水煮沸加入羧甲基纤维素钠，搅拌形成均匀粘稠状，加入碳纳米管、木质纤维素和二氧化硅分散均匀；
2)将棉浆加入到二甲亚砜和氨水混合液中，分散均匀；
3)将步骤1)和步骤2)所得混合物混合，60℃快速搅拌均匀后，膨化处理，既得膨胀棉。
所述硫酸钠的水溶液为室温下硫酸钠的饱和水溶液。
所述发泡剂为CaCO3。
所述辅料为陶瓷颗粒、四氧化三铁，氢氧化铝，氢氧化镁按照重量比：4:0.2:0.3:0.3。
所述合金的组成及其重量份数如下：6061铝合金95％，镍2％，钒0.5％，铈1％，Pt0.5％和Zr1.0％。
所述氧化膜为铝合金经阳极化处理获得。
实施例2
一种隔音复合板材，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉30份；丝纤维15份，天然橡胶15份，丁腈橡胶10份，硫酸钠水溶液10份、乙醇10份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋即得。
所述泡沫铝的组成及其重量份数：发泡剂10份，合金50份和辅料50份。
所述膨胀棉的组成及其重量份数如下：棉浆20份、木质纤维素8份，二氧化硅15份，二甲亚砜8份，碳纳米管5份，多聚二甲基环硅氧烷6份、去离子水15份、氨水5份和羧甲基纤维素钠1份。
所述膨胀棉的制备方法，包括如下步骤：
1)将去离子水煮沸加入羧甲基纤维素钠，搅拌形成均匀粘稠状，加入碳纳米管、木质纤维素和二氧化硅分散均匀；
2)将棉浆加入到二甲亚砜和氨水混合液中，分散均匀；
3)将步骤1)和步骤2)所得混合物混合，70℃快速搅拌均匀后，膨化处理，即得膨胀棉。
所述硫酸钠的水溶液为室温下硫酸钠的饱和水溶液。
所述发泡剂为MgCO3。
所述辅料为陶瓷颗粒、四氧化三铁，氢氧化铝，氢氧化镁按照重量比：6:0.2:0.3:0.3。
所述合金的组成及其重量份数如下：6061铝合金98％，镍0.5％，钒0.3％，铈0.5％，Pt0.2％和Zr0.5％。
所述氧化膜为铝合金经阳极化处理获得。
实施例3
一种隔音复合板材，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉25份；丝纤维12份，天然橡胶13份，丁腈橡胶9份，硫酸钠水溶液8份、乙醇7份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋既得。
所述泡沫铝的组成及其重量份数：发泡剂9份，合金45份和辅料47份。
所述膨胀棉的组成及其重量份数如下：棉浆17份、木质纤维素7份，二氧化硅12份，二甲亚砜7份，碳纳米管4份，多聚二甲基环硅氧烷5份、去离子水12份、氨水4份和羧甲基纤维素钠0.7份。
所述膨胀棉的制备方法，包括如下步骤：
1)将去离子水煮沸加入羧甲基纤维素钠，搅拌形成均匀粘稠状，加入碳纳米管、木质纤维素和二氧化硅分散均匀；
2)将棉浆加入到二甲亚砜和氨水混合液中，分散均匀；
3)将步骤1)和步骤2)所得混合物混合，60-70℃快速搅拌均匀后，膨化处理，即得膨胀棉。
所述硫酸钠的水溶液为室温下硫酸钠的饱和水溶液。
所述发泡剂为CaCO3、MgCO3以等重量混合。
所述辅料为陶瓷颗粒、四氧化三铁，氢氧化铝，氢氧化镁按照重量比：5:0.2:0.3:0.3。
所述合金的组成及其重量份数如下：6061铝合金97％，镍1％，钒0.2％，铈0.7％，Pt0.3％和Zr0.8％。
所述氧化膜为铝合金经阳极化处理获得。
对比例1
对比例1与实施例3基本相同，其不同之处在于，膨胀棉以等重量份的海绵替代。
对比例2
对比例2与实施例3基本相同，其不同之处在于，硫酸钠水溶液用等体积的去离子水替代。
对比例3
对比例3与实施例3基本相同，其不同之处在于，将氨水用等体积的去离子水替代。
对比例4
对比例4与实施例3基本相同，其不同之处在于，将金属镍用等重量份的钒替代。
性能测试：
测试1：降噪功能测试：见表1
1.分别对实施例3及对比例1-4所得耐腐蚀隔音降噪复合板材进行隔音性能测试(GB/T19889.10-2006)结果如下表1所示：
表1实施例3及对比例1-3所得降噪复合材料隔音性能测试结果
测试2：力学性能
使用实施例3、对比例1-3和现有的铝合金型材的力学性能进行测评，结果如表2所示
表2.力学性能测试
其中，耐腐蚀性按国标GB/T6892-2006规定，表面出现微小的疱疤、裂纹、薄片或粉末，仅带有轻微分离的现象(EA)级为合格；表面出现明显分层，并穿入进金属的现象(EB-ED)级为不合格。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种隔音复合板材，其特征在于，由泡沫铝外壳和填充在铝外壳中的有机内芯构成，所述泡沫铝表面镀有一层氧化膜；所述内芯为的组成及其重量份数如下：膨胀棉20-30份；丝纤维10-15份，天然橡胶10-15份，丁腈橡胶8-10份，硫酸钠水溶液5-10-20份、乙醇5-10份，其制备方法为：将所述原料加入到乙醇中混合均匀，再加硫酸钠水溶液溶胀后装入橡胶袋既得。
2.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述泡沫铝的组成及其重量份数：发泡剂8-10份，合金40-50份和辅料45-50份。
3.根据权利要求3所述的隔音复合板材，其特征在于，所述膨胀棉的组成及其重量份数如下：棉浆15-20分、木质纤维素5-8份，二氧化硅10-15份，二甲亚砜6-8份，碳纳米管3-5份，多聚二甲基环硅氧烷4-6份、去离子水10-15份、氨水3-5份和羧甲基纤维素钠0.5-1份。
4.根据权利要求3所述的隔音复合板材，其特征在于，所述膨胀棉的制备方法包括如下步骤：
1）将去离子水煮沸加入羧甲基纤维素钠，搅拌形成均匀粘稠状，加入碳纳米管、木质纤维素和二氧化硅分散均匀；
2）将棉浆加入到二甲亚砜和氨水混合液中，分散均匀；
3）将步骤1）和步骤2）所得混合物混合，60-70℃快速搅拌均匀后，膨化处理，既得膨胀棉。
5.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述硫酸钠的水溶液为室温下硫酸钠的饱和水溶液。
6.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述发泡剂为CaCO3、MgCO3以任以比混合。
7.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述辅料为陶瓷颗粒、四氧化三铁，氢氧化铝，氢氧化镁按照重量比：4-6:0.2:0.3:0.3。
8.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述合金的组成及其重量份数如下：6061铝合金95-98%，镍0.5-2%，钒0.2-0.5%，铈0.5-1%，Pt0.2-0.5%和Zr0.5-1.0%。
9.根据权利要求1所述的隔音复合板材，其特征在于，所述氧化膜为铝合金经阳极化处理获得。
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