CN110760054A - 一种抗冲击保温隔音板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于板材制备技术领域，具体涉及一种抗冲击保温隔音板的制备方法。本发明首先收集废弃电路板粉碎后筛分得到废弃电路板粉末，接着将蒙脱石粉碎后熔融拉丝，得到自制矿物纤维，随后本发明制备聚氨酯A组份和改性B组份，并将两者混合预聚并注入模具中，在干燥箱中发泡后，再于室温下熟化，最终制得抗冲击保温隔音板，本发明制备的抗冲击保温隔音板，抗压强度、扯断强度和抗拉伸强度都较高，导热系数低，保温性能良好，隔音系数较高，有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于板材制备技术领域，具体涉及一种抗冲击保温隔音板的制备方法。
背景技术
随着世界森林资源日趋减少和木材原料的匮乏，人们将目光转向资源丰富的麦秸、玉米秸秆、棉秆、高粱秆等非木材生物质资源，以缓解木材资源紧缺的燃眉之急，特别是在我国这样森林资源匮乏的国家，如何减少生物质资源的焚烧损失，实现对生物质资源的综合利用，是当前的紧迫任务。
人们以生物质为主要原料，开发了一系列满足人类生活和生产的复合材产品，其中最主要的包括各种生物质秸秆人造板、生物质秸秆-热固性高分子复合材料以及生物质秸秆-热塑料性塑料复合材料。
实木板材作为建筑装饰材料一直是最为理想的选择，实木板材具有环保健康的效果，既能够起到保暖作用又具有亲近自然的效果，有利于人们的身心健康。但是，实木板材作为建筑材料以及家具用材又存在的一定的不足之处，这些不足之处大大限制了其应用。实木板材由于是树木自然生长而成的，存在着结疤、年轮和迎风、向阳等问题导致的内生生长应力，而生长应力的积累最易在后期造成变形、开裂等缺陷。
现有技术中为了克服内生应力、木材尺寸大小以及生长缺陷存在的不足，以及各种树木生长成材后的不规则形状问题，往往采取化整为零的方法来将大型的板材冲成小的板条，将小的板条上的缺陷去除，然后再将小的板条拼接起来形成大尺寸的板材，再利用其它面材将覆盖包裹形成整张的成品板材。更有甚者，还有人将大的板材粉碎成为实木粉末，再用胶水将木粉混合压制成为板材，刨花板就是这样制成的。为了克服或者避免树木原有缺陷比如结疤、色差等造成的制成板材质量降低，通过径切、弦切的形式来做，借以提高成材的质量。
市场上有一些隔音板是在两块板之间安装橡胶层、减振材料或隔音毡等做成的，采用这种方法，在短期里可以在一定程度上提高隔音效果，但是其隔音效果会随着时间而逐渐降低。众所周知，橡胶等材料在空气中会慢慢老化，导致其逐渐变硬而丧失弹性，从而导致隔音效果随着时间而逐渐降低。另一方面，这种在两块板中间安装橡胶层或隔音毡层的做法，工程造价也非常高。
废弃电路板属于环境四大公害之一的固体电子废弃物，通常来自变电站、家用电器等。由于技术革新和市刺激，电器设备和电子产品的淘汰速度非常迅速，随之产生大量电子废弃物。据统计，废弃电路板约占电子 废弃物的3％，通常含有30％的塑料、30％的惰性氧化物以及40％的金属。其中，非金属材料的质量约占整体质量的60％，往往被填埋或焚烧，致资源浪费和二次污染，而金、银、铜等金属经分离后被回收利用。
目前隔音板存在：抗冲击性较低、保温效果一般、隔音效果一般等问题。
因此，发明一种优良的隔音板对板材制备技术领域具有积极意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的聚合物基隔音板材的抗冲击性较低，保温隔音性能较差的缺陷，提供了一种抗冲击保温隔音板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将A组份和B组份混合后装入烧杯中，搅拌混合，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；
（2）待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，保温发泡处理后取出，在室温下熟化12～15h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板；
所述A组份的制备步骤为：
称取质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、双二甲氨基乙基醚、二甲基乙醇胺、硅油、一氟二氯乙烷和聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以3000～4000r/min的转速搅拌混合15～20min得到A组份；
所述B组份的制备步骤为：
称取液化二苯基甲烷二异氰酸酯、废弃电路板粉末、自制矿物纤维、熟石膏、氢氧化钙和去离子水混合后得到B组份；
所述废弃电路板粉末的制备步骤为：
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎3～5h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，层层筛分30～40min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末；
所述自制矿物纤维的制备步骤为：
将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎3～5h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，高温熔融后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维。
所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（1）中，A组份和B组份的质量比为1:1.
所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（1）中，搅拌混合的转速为2000～3000r/min，搅拌混合的时间为10～15s。
所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（2）中，保温发泡处理的温度为65～70℃，保温发泡处理的时间为45～60min。
所述A组份的制备步骤中，按重量份数计，质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液为0.3～0.5份、双二甲氨基乙基醚为0.3～0.5份、二甲基乙醇胺为0.5～0.8份、硅油为0.6～0.8份、一氟二氯乙烷为10～12份、聚醚多元醇YD-105为40～50份。
所述B组份的制备步骤中，按重量份数计，液化二苯基甲烷二异氰酸酯为40～45份、废弃电路板粉末为25～30份、自制矿物纤维为10～15份、熟石膏为3～5份、氢氧化钙为3～5份、去离子水为10～15份。
所述废弃电路板粉末的制备步骤中，层层筛分时依次采用30目、220目、320目和400目的筛层。
所述自制矿物纤维的制备步骤中，氧化锆球磨珠和蒙脱石的球料质量比为20:1。
所述自制矿物纤维的制备步骤中，高温熔融的温度为1600～1700℃，高温熔融的时间为1～2h。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先收集废弃电路板粉碎后筛分得到废弃电路板粉末，接着将蒙脱石粉碎后熔融拉丝，得到自制矿物纤维，随后本发明制备聚氨酯A组份和改性B组份，并将两者混合预聚并注入模具中，在干燥箱中发泡后，再于室温下熟化，最终制得抗冲击保温隔音板，本发明的隔音板是以发泡聚氨酯作为基体材料，并且改性B组份中含有废弃电路板粉末，由于废弃电路板粉末中同时含有阻尼塑料和阻尼金属粉末，它和自制矿物纤维填充在聚氨酯基体中，起到钉扎界面的作用，改善材料的动态力学性质，当声波入射到材料内部时，由于存在多种材料阻尼失配性，加大对声能的消耗，自制矿物纤维和废弃电路板中金属颗粒的存在，打乱声波传播有序途径，增大声波的互相反射频率，最终达到减弱入射声能的效果，提高了隔音板材料的隔声减噪性能；
（2）本发明制得的隔音板是以发泡聚氨酯为基体，由于发泡聚氨酯材料具有许多连续和相互贯通的的气泡结构，因而具有一定的通气性，当声波入射到发泡聚氨酯材料表面时，声波产生的振动引起小孔或孔隙内的空气运动，造成和孔壁的摩擦由于空气分子与材料筋络的摩擦和粘滞力的作用，使相当一部分声能以热能的形式衰减，此外小孔中的空气和孔壁与多孔材料之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减，另外发泡聚氨酯隔音材料中的孔隙中含有大量空气，具有极低的热导率，可以有效降低热量的传导，因而有效提高了本发明隔音板的保温隔音性能；
（3）本发明隔音板的原料中，还包含熟石膏、氢氧化钙和自制矿物纤维，其中矿物纤维均匀的分散在聚氨酯基体中，起到了应力分散的作用，可以在隔音板受到外界冲击时，分散应力，提高隔音板的抗冲击性能，其次，本发明自制矿物纤维主要成分是氧化硅和氧化铝，而熟石膏主要成分为硫酸盐，由于自制矿物纤维本身为酸性物质，在氢氧化钙的强碱作用下受到侵蚀作用，能够打破其中的Si-O和Al-O化学键，而熟石膏与水反应后生成硫酸钙，氢氧化钙中有氢氧根离子和钙离子，氢氧根离子也能促进Si-O和Al-O化学键断开，并在硫酸盐的影响下，钙离子和断开的Si-O和Al-O化学键相互作用生成水硬性的胶凝材料，进而提高隔音板的抗冲击强度，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎3～5h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，依次采用30目、220目、320目和400目的筛层，层层筛分30～40min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末，备用；按球料质量比为20:1将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎3～5h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，加热升温至1600～1700℃，高温熔融1～2h后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维，备用；按重量份数计，称取0.3～0.5份质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、0.3～0.5份双二甲氨基乙基醚、0.5～0.8份二甲基乙醇胺、0.6～0.8份硅油、10～12份一氟二氯乙烷和40～50份聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以3000～4000r/min的转速搅拌混合15～20min得到A组份；按重量份数计，称取40～45份液化二苯基甲烷二异氰酸酯、25～30份备用的废弃电路板粉末、10～15份备用的自制矿物纤维、3～5份熟石膏、3～5份氢氧化钙和10～15份去离子水混合后得到B组份；将A组份和B组份按等质量比混合后装入烧杯中，并以2000～3000r/min的转速搅拌混合10～15s，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，加热升温至65～70℃，保温发泡处理45～60min后取出，在室温下熟化12～15h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板。
实施例1
废弃电路板粉末的制备：
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎3h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，依次采用30目、220目、320目和400目的筛层，层层筛分30min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末，备用；
自制矿物纤维的制备：
按球料质量比为20:1将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎3h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，加热升温至1600℃，高温熔融1h后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维，备用；
A组份的制备：
按重量份数计，称取0.3份质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、0.3份双二甲氨基乙基醚、0.5份二甲基乙醇胺、0.6份硅油、10份一氟二氯乙烷和40份聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以3000r/min的转速搅拌混合15min得到A组份；
B组份的制备：
按重量份数计，称取40份液化二苯基甲烷二异氰酸酯、25份备用的废弃电路板粉末、10份备用的自制矿物纤维、3份熟石膏、3份氢氧化钙和10份去离子水混合后得到B组份；
发泡预聚体的制备：
将A组份和B组份按等质量比混合后装入烧杯中，并以2000r/min的转速搅拌混合10s，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；
抗冲击保温隔音板的制备：
待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，加热升温至65℃，保温发泡处理45min后取出，在室温下熟化12h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板。
实施例2
废弃电路板粉末的制备：
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎4h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，依次采用30目、220目、320目和400目的筛层，层层筛分35min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末，备用；
自制矿物纤维的制备：
按球料质量比为20:1将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎4h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，加热升温至1650℃，高温熔融1.5h后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维，备用；
A组份的制备：
按重量份数计，称取0.4份质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、0.4份双二甲氨基乙基醚、0.65份二甲基乙醇胺、0.7份硅油、11份一氟二氯乙烷和45份聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以3500r/min的转速搅拌混合17.5min得到A组份；
B组份的制备：
按重量份数计，称取42.5份液化二苯基甲烷二异氰酸酯、27.5份备用的废弃电路板粉末、12.5份备用的自制矿物纤维、4份熟石膏、4份氢氧化钙和12.5份去离子水混合后得到B组份；
发泡预聚体的制备：
将A组份和B组份按等质量比混合后装入烧杯中，并以2500r/min的转速搅拌混合12.5s，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；
抗冲击保温隔音板的制备：
待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，加热升温至67.5℃，保温发泡处理53min后取出，在室温下熟化13.5h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板。
实施例3
废弃电路板粉末的制备：
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎5h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，依次采用30目、220目、320目和400目的筛层，层层筛分40min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末，备用；
自制矿物纤维的制备：
按球料质量比为20:1将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎5h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，加热升温至1700℃，高温熔融2h后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维，备用；
A组份的制备：
按重量份数计，称取0.5份质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、0.5份双二甲氨基乙基醚、0.8份二甲基乙醇胺、0.8份硅油、12份一氟二氯乙烷和50份聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以4000r/min的转速搅拌混合20min得到A组份；
B组份的制备：
按重量份数计，称取45份液化二苯基甲烷二异氰酸酯、30份备用的废弃电路板粉末、15份备用的自制矿物纤维、5份熟石膏、5份氢氧化钙和15份去离子水混合后得到B组份；
发泡预聚体的制备：
将A组份和B组份按等质量比混合后装入烧杯中，并以3000r/min的转速搅拌混合15s，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；
抗冲击保温隔音板的制备：
待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，加热升温至70℃，保温发泡处理60min后取出，在室温下熟化15h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板。
对比例1与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少废弃电路板粉末。
对比例2与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少自制矿物纤维。
对比例3郑州某公司生产的隔音板。
分别对本发明和对比例中的隔音板进行性能检测，检测结果如表1所示：
检测方法：
抗压强度参照GB10009的标准进行检测。
扯断强度参照GB18580-2001的标准进行检测。
抗拉伸强度参照GB1040的标准进行检测。
导热系数参照GB10295的标准进行检测。
隔音系数参照GB/T19889的标准进行检测。
表1隔音板性能测定结果
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 抗压强度（MPa） | 9.2 | 9.5 | 9.8 | 7.2 | 7.8 | 8.6 |
| 扯断强度（MPa） | 25 | 27 | 29 | 15 | 17 | 20 |
| 抗拉伸强度（MPa） | 62 | 65 | 68 | 50 | 53 | 56 |
| 导热系数（W/m·K） | 0.024 | 0.023 | 0.022 | 0.075 | 0.062 | 0.054 |
| 隔音系数（20~2000Hz） | 0.81 | 0.84 | 0.87 | 0.62 | 0.69 | 0.72 |
通过表1能够看出，本发明制备的抗冲击保温隔音板，抗压强度、扯断强度和抗拉伸强度都较高，导热系数低，保温性能良好，隔音系数较高，有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将A组份和B组份混合后装入烧杯中，搅拌混合，制得发泡预聚体，当发泡预聚体出现微弱乳白迹象时，立即将其注入高度为2cm，边长为20cm的正四边形不锈钢发泡模具中；
（2）待上述发泡预聚体注入完毕后，盖上不锈钢盖板，并将不锈钢发泡模具移入鼓风干燥箱中，保温发泡处理后取出，在室温下熟化12～15h，熟化结束后拆模，即得抗冲击保温隔音板；
所述A组份的制备步骤为：
称取质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液、双二甲氨基乙基醚、二甲基乙醇胺、硅油、一氟二氯乙烷和聚醚多元醇YD-105混合后放入搅拌器中，以3000～4000r/min的转速搅拌混合15～20min得到A组份；
所述B组份的制备步骤为：
称取液化二苯基甲烷二异氰酸酯、废弃电路板粉末、自制矿物纤维、熟石膏、氢氧化钙和去离子水混合后得到B组份；
所述废弃电路板粉末的制备步骤为：
收集废弃电路板放入粉碎机中，粉碎3～5h，将粉碎后的电路板装入电动振筛机中，层层筛分30～40min，收集过筛粉末即为废弃电路板粉末；
所述自制矿物纤维的制备步骤为：
将氧化锆球磨珠和蒙脱石混合后装入球磨罐中，研磨粉碎3～5h后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末放入高温电阻炉中，高温熔融后，将熔融液倒入拉丝漏板中拉丝成型，得到自制矿物纤维。
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（1）中，A组份和B组份的质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（1）中，搅拌混合的转速为2000～3000r/min，搅拌混合的时间为10～15s。
4.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述抗冲击保温隔音板的具体制备步骤（2）中，保温发泡处理的温度为65～70℃，保温发泡处理的时间为45～60min。
5.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述A组份的制备步骤中，按重量份数计，质量分数为33%的三亚乙基二胺的二丙二醇溶液为0.3～0.5份、双二甲氨基乙基醚为0.3～0.5份、二甲基乙醇胺为0.5～0.8份、硅油为0.6～0.8份、一氟二氯乙烷为10～12份、聚醚多元醇YD-105为40～50份。
6.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述B组份的制备步骤中，按重量份数计，液化二苯基甲烷二异氰酸酯为40～45份、废弃电路板粉末为25～30份、自制矿物纤维为10～15份、熟石膏为3～5份、氢氧化钙为3～5份、去离子水为10～15份。
7.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述废弃电路板粉末的制备步骤中，层层筛分时依次采用30目、220目、320目和400目的筛层。
8.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述自制矿物纤维的制备步骤中，氧化锆球磨珠和蒙脱石的球料质量比为20:1。
9.根据权利要求1所述的一种抗冲击保温隔音板的制备方法，其特征在于：所述自制矿物纤维的制备步骤中，高温熔融的温度为1600～1700℃，高温熔融的时间为1～2h。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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