CN111087567A - 一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，属于汽车内饰件技术领域。本发明首先以具有中空结构的芦苇芯为原料，由于改性芦苇芯碎末填料的加入，改性芦苇芯一般都分布于孔壁位置，改性芦苇芯充当了孔壁的作用，增加了声波与孔壁的摩擦次数，由此使得能量转化为热能损失得较多，提高隔音垫的隔音效果；改性芦苇芯的加入影响了聚氨酯泡沫泡孔的形成，使得聚氨酯泡沫孔径大小、孔径均匀度、泡孔数量和流阻率都发生了改变，孔径、泡孔数量和流阻率共同作用影响聚氨酯泡沫吸隔声性能，本发明芦苇芯的加入使得隔音垫流阻率增大，而流阻率越大，对低频噪声的吸收阻隔性能越好，增加了本发明隔音垫对低频噪音的隔音效果。

Description

一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法
技术领域
本发明公开了一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，属于汽车内饰件技术领域。
背景技术
汽车作为重要的交通工具，其运行过程中会有各种噪音传到车厢内，给驾乘人员及乘客造成噪音污染。因此，在汽车车厢内铺设隔音垫来进行隔音。
汽车隔音材料是指针对汽车噪音来设计的材料，主要的汽车隔音材料是丁基橡胶，属于环保的阻尼片，橡塑，EVA/EPDM板材等。针对汽车噪音的来源采用不同的汽车隔音材料，比如车门，车顶，车窗，车底甲盘，后尾箱，引擎盖等容易产生汽车噪音的部位，进行一些隔音材料的安装。
汽车车厢隔音垫的传统生产方式是将纤维经混棉、开松、铺网、针刺、热烫等工艺制成纤维毡，再将毡切片后放入模具成形。这样的生产方式成本高、制造周期长、隔音效果差而且立体效果差。
汽车隔音垫可应用于汽车发动机舱、乘客舱、行李箱等各部位，具有减震、吸引、隔热等特点，在越来越追求高性能、环保型、轻量化、舒适度的时代，汽车内饰与汽车外形一样成为人们选车的一个重要因素，因此对汽车内饰件的要求越来越高，目前汽车隔音垫主要以再生纤维毡和PU发泡料为主；存在以下技术问题：酚醛树脂加固的纤维毡气味大，容易污染环境；纤维毡裸露，容易引起挥发性有机化合物不合格，另外，隔音垫的低重量、高强度、隔音性、吸音性等性能指标成为瓶颈，制约着隔音垫的发展，现有技术中重量大、价格高、利用率低的隔音垫已经无法满足人们日益增长的需求，迫切需要开发性能更优越、具备多种功能的汽车隔音垫以增加市场竞争力，提高汽车内饰品质。
隔音垫的隔声效果直接决定于材料的密度。厚度相同，密度越大，隔声量越大。目前市面上的隔音垫多以密度低于2.0g/cm3的隔音垫为主，密度大于2.3g/cm3的隔音材料又存在着阻燃环保性差，价格昂贵等缺点。这是由于要得到高密度的隔音材料，提高隔音垫材料的填料的填充量是首要条件，这直接造成了材料加工流动性变差，加工性能的恶化，为了改变填充量增加带来的加工性能的恶化，现在采用的措施是增加填充量的同时增加增塑剂，而这样的后果是增加了材料成本，同时大量增塑剂降低了材料的阻燃性，增加了燃烧的烟雾及烟毒性，同时材料中大量增塑剂容易析出材料表面，造成材料的粘合隐患，以及析出表面的增塑剂挥发造成环境的污染。目前传统的泡沫聚氨酯隔音垫在中高频段隔音效果好，但是对于低频噪音的隔音效果较差，从而影响其隔音性能。
因此，发明一种在低频段隔音效果好的隔音垫对汽车内饰件技术领域是很有必要的。
发明内容
本发明主要解决的技术问题，针对目前传统的泡沫聚氨酯隔音垫在中高频段隔音效果好，但是对于低频噪音的隔音效果较差，从而影响其隔音性能的问题，提供了一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法为：
将反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，静置发泡，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫；
所述反应物的制备步骤是：
（1）按重量份数计，称取聚醚多元醇3630、去离子水、辛酸亚锡、三乙醇胺、三乙胺、硅油放入反应釜中，以300～400r/min的转速搅拌3～5min，得到预制液；
（2）向上述反应釜中继续加入改性芦苇芯碎末，以300～400r/min的转速搅拌反应2～3min，再向反应釜中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，以600～800r/min转速搅拌混合3～5min，得到反应物；
所述改性芦苇芯碎末的制备步骤是：
（1）将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚混合后得到混合液，再将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以700～800r/min的转速搅拌混合30～40min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；
（2）将上述得到滤液和预处理芦苇芯碎末混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合15～20min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末；
所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤为：
（1）将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以25～30kHz的频率超声振荡混合3～5min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为2～3mm的芦苇芯碎末；
（2）将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至35～55℃，静置酶解1～2h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末。
所述芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的具体制备步骤中，静置发泡的温度为50～60℃，静置发泡的时间为2～3h。
所述反应物的制备步骤（1）中，按重量份数计，聚醚多元醇3630为80～90份、去离子水为3～5份、辛酸亚锡为0.1～0.3份、三乙醇胺为3～5份、三乙胺为0.1～0.3份、硅油为0.9～1.2份。
所述反应物的制备步骤（2）中，改性芦苇芯碎末的加入量为预制液质量的4%。
所述反应物的制备步骤（2）中，二苯基甲烷二异氰酸酯的加入量为预制液质量的30%。
所述改性芦苇芯碎末的制备步骤（1）中，质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚的质量比为4:1，鸡蛋黄和混合液的质量比为1:5。
所述改性芦苇芯碎末的制备步骤（2）中，滤液和预处理芦苇芯碎末的质量比为5:1。
所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤（1）中，果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水的质量比为1:2:10。
所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤（2）中，芦苇芯碎末和混合酶液的质量比为1:15。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明首先以芦苇芯为原料，将其剪碎后和混合酶液反应，得到预处理芦苇芯碎末，再以预处理芦苇芯为载体，吸附负载卵磷脂，得到改性芦苇芯碎末，接着以改性芦苇芯碎末为填料，将其掺入发泡聚氨酯中，最后注模发泡，得到芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫，本发明首先以具有中空结构的芦苇芯为原料，用复合酶对其进行预处理，将芦苇芯表层的部分果胶以及木质素酶解去除，从而得到表面具有孔隙、凹槽以及具有中空结构的芦苇芯碎末，接着以乙醇和乙醚为溶剂，丙酮为沉淀剂，利用表面具有孔隙、凹槽以及具有中空结构的芦苇芯碎末作为吸附载体，将沉淀提取的卵磷脂吸附固载在芦苇芯碎末表面，得到改性芦苇芯碎末，并以改性芦苇芯碎末为填料，将其掺入发泡聚氨酯中，最后注模发泡，得到芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫，由于改性芦苇芯碎末填料的加入，当声波在聚氨酯泡沫孔洞中传播时，空气和孔壁间振动引起摩擦损失，声能转化成热能损耗掉，改性芦苇芯一般都分布于孔壁位置，改性芦苇芯充当了孔壁的作用，增加了声波与孔壁的摩擦次数，使得声波振动激发孔壁振动时消耗更多的声能，因为声波传播引起孔壁振动后恢复力较大，导致声波损失增加，同时，改性芦苇芯的存在增加了声波的反射次数，延长了声波传播路径，由此使得能量转化为热能损失得较多，引起吸声系数的增加，提高了隔音垫的隔音效果；
（2）其次，改性芦苇芯的加入影响了聚氨酯泡沫泡孔的形成，使得聚氨酯泡沫孔径大小、孔径均匀度、泡孔数量和流阻率都发生了改变，孔径、泡孔数量和流阻率共同作用影响聚氨酯泡沫吸隔声性能，与纯聚氨酯泡沫相比，改性芦苇芯聚氨酯泡沫材料中，由于芦苇芯表面负载了大量具有表面活性的卵磷脂，因此在改性芦苇芯周围由于卵磷脂的作用会聚集大量微小气泡，理论上泡沫孔径越小，流阻率越大，因此本发明芦苇芯的加入使得隔音垫流阻率增大，而流阻率越大，对低频噪声的吸收阻隔性能越好，从而增加了本发明隔音垫对低频噪音的隔音效果，同时由于改性芦苇芯的加入使得聚氨酯泡沫泡孔均匀度下降，它的中空结构呈现出一些较大的孔，而这些大孔又可以有效吸收低频声波，低频波在传播到孔壁处和改性芦苇芯界面时被转化为高阶对称模态，大大增加了声波的吸收，进而提高聚氨酯的低频吸声能力，另外，共振使得声波进行传递时能量衰弱而提高了吸声效果，尤其在低频段吸声效果越加明显，此外改性芦苇芯的加入使得聚氨酯泡沫中的泡沫筋络变宽，变宽的泡沫筋络增加了泡孔的强度，也有利于噪音的阻隔和产品性能的提高。
具体实施方式
按质量比为1:2:10将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以25～30kHz的频率超声振荡混合3～5min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为2～3mm的芦苇芯碎末；将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液按质量比为1:15混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至35～55℃，静置酶解1～2h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末，备用；将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚按质量比为4:1混合后得到混合液，再按质量比为1:5将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以700～800r/min的转速搅拌混合30～40min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；将上述得到滤液和备用的预处理芦苇芯碎末按质量比为5:1混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合15～20min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末，备用；按重量份数计，称取80～90份聚醚多元醇3630、3～5份去离子水、0.1～0.3份辛酸亚锡、3～5份三乙醇胺、0.1～0.3份三乙胺、0.9～1.2份硅油放入反应釜中，以300～400r/min的转速搅拌3～5min，得到预制液；向上述反应釜中继续加入预制液质量4%的备用改性芦苇芯碎末，以300～400r/min的转速搅拌反应2～3min，再向反应釜中加入预制液质量30%的二苯基甲烷二异氰酸酯，以600～800r/min转速搅拌混合3～5min，得到反应物；将上述反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，在50～60℃下静置发泡2～3h，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化24～30h，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫。
实施例1
预处理芦苇芯碎末的制备：
按质量比为1:2:10将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以25kHz的频率超声振荡混合3min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为2mm的芦苇芯碎末；
将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液按质量比为1:15混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至35℃，静置酶解1h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末，备用；
改性芦苇芯碎末的制备：
将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚按质量比为4:1混合后得到混合液，再按质量比为1:5将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以700r/min的转速搅拌混合30min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；
将上述得到滤液和备用的预处理芦苇芯碎末按质量比为5:1混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合15min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末，备用；
反应物的制备：
按重量份数计，称取80份聚醚多元醇3630、3份去离子水、0.1份辛酸亚锡、3份三乙醇胺、0.1份三乙胺、0.9份硅油放入反应釜中，以300r/min的转速搅拌3min，得到预制液；
向上述反应釜中继续加入预制液质量4%的备用改性芦苇芯碎末，以300r/min的转速搅拌反应2min，再向反应釜中加入预制液质量30%的二苯基甲烷二异氰酸酯，以600r/min转速搅拌混合3min，得到反应物；
芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备：
将上述反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，在50℃下静置发泡2h，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化24h，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫。
实施例2
预处理芦苇芯碎末的制备：
按质量比为1:2:10将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以27kHz的频率超声振荡混合4min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为2mm的芦苇芯碎末；
将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液按质量比为1:15混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至45℃，静置酶解1.5h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末，备用；
改性芦苇芯碎末的制备：
将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚按质量比为4:1混合后得到混合液，再按质量比为1:5将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以750r/min的转速搅拌混合35min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；
将上述得到滤液和备用的预处理芦苇芯碎末按质量比为5:1混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合17min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末，备用；
反应物的制备：
按重量份数计，称取85份聚醚多元醇3630、4份去离子水、0.2份辛酸亚锡、4份三乙醇胺、0.2份三乙胺、1.0份硅油放入反应釜中，以350r/min的转速搅拌4min，得到预制液；
向上述反应釜中继续加入预制液质量4%的备用改性芦苇芯碎末，以350r/min的转速搅拌反应2min，再向反应釜中加入预制液质量30%的二苯基甲烷二异氰酸酯，以700r/min转速搅拌混合4min，得到反应物；
芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备：
将上述反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，在55℃下静置发泡2.5h，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化26h，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫。
实施例3
预处理芦苇芯碎末的制备：
按质量比为1:2:10将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以30kHz的频率超声振荡混合5min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为3mm的芦苇芯碎末；
将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液按质量比为1:15混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至55℃，静置酶解2h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末，备用；
改性芦苇芯碎末的制备：
将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚按质量比为4:1混合后得到混合液，再按质量比为1:5将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以800r/min的转速搅拌混合40min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；
将上述得到滤液和备用的预处理芦苇芯碎末按质量比为5:1混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合20min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末，备用；
反应物的制备：
按重量份数计，称取90份聚醚多元醇3630、5份去离子水、0.3份辛酸亚锡、5份三乙醇胺、0.3份三乙胺、1.2份硅油放入反应釜中，以400r/min的转速搅拌5min，得到预制液；
向上述反应釜中继续加入预制液质量4%的备用改性芦苇芯碎末，以400r/min的转速搅拌反应3min，再向反应釜中加入预制液质量30%的二苯基甲烷二异氰酸酯，以800r/min转速搅拌混合5min，得到反应物；
芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备：
将上述反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，在60℃下静置发泡3h，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化30h，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫。
对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少芦苇芯。
对比例2：江苏盐城某公司生产的隔音垫。
隔音效果测试：传声和隔音测试在10平方米的标准房间内进行，ⅡC按照国际要求，进行各频段的声差的测量，直接根据ISO隔声评价曲线评价出来的结果即为隔声等级或计权隔声量，该值不包含墙体面积、受声室吸声量、侧向传声损失等修正；因此隔声等级常用来描述两个相邻房间之间的实际隔声效果，撞击隔音测试根据美国材料试验学会ASTM49209方法测试，撞击隔音等级根据美国材料实验学会ASTME989标准等级，ⅡC等级越高，隔声性能越好。
表1：隔音垫性能测定结果
检测项目 实例1 实例2 实例3 对比例1 对比例2
1/3倍率频带中心频率100赫兹时1/3倍率频带声压（dB） 47 49 50 30 35
1/3倍率频带中心频率125赫兹时1/3倍率频带声压（dB） 48 51 52 32 36
1/3倍率频带中心频率100赫兹时隔声量（dB） 80.0 80.2 80.3 62.3 65.8
1/3倍率频带中心频率125赫兹时隔声量（dB） 81.9 82.1 82.5 58.9 63.7
综合上述，从表1可以看出本发明的隔音垫可以有效对低频噪音进行隔绝，隔音效果好，具有广阔应用前景。
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)

1.一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
将反应物倒入隔音垫模具中，再将隔音垫模具移入保温箱中，静置发泡，保温发泡结束后取出隔音垫模具，放在空气中熟化，熟化结束后拆模即得芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫；
所述反应物的制备步骤是：
（1）按重量份数计，称取聚醚多元醇3630、去离子水、辛酸亚锡、三乙醇胺、三乙胺、硅油放入反应釜中，以300～400r/min的转速搅拌3～5min，得到预制液；
（2）向上述反应釜中继续加入改性芦苇芯碎末，以300～400r/min的转速搅拌反应2～3min，再向反应釜中加入二苯基甲烷二异氰酸酯，以600～800r/min转速搅拌混合3～5min，得到反应物；
所述改性芦苇芯碎末的制备步骤是：
（1）将质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚混合后得到混合液，再将鸡蛋黄和混合液混合后放入搅拌机中，以700～800r/min的转速搅拌混合30～40min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤液；
（2）将上述得到滤液和预处理芦苇芯碎末混合后放入烧杯中，再向烧杯中加入滤液等体积的丙酮，继续搅拌混合15～20min，搅拌混合结束后过滤分离得到滤饼，自然晾干即得改性芦苇芯碎末；
所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤为：
（1）将果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水混合后放入微波振荡仪中，以25～30kHz的频率超声振荡混合3～5min，得到混合酶液，再收集芦苇芯用剪刀剪成长度为2～3mm的芦苇芯碎末；
（2）将上述得到芦苇芯碎末和混合酶液混合后装入酶解罐中，并将酶解罐加热升温至35～55℃，静置酶解1～2h，待酶解结束后，过滤分离得到酶解滤渣，即为预处理芦苇芯碎末。
2.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的具体制备步骤中，静置发泡的温度为50～60℃，静置发泡的时间为2～3h。
3.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述反应物的制备步骤（1）中，按重量份数计，聚醚多元醇3630为80～90份、去离子水为3～5份、辛酸亚锡为0.1～0.3份、三乙醇胺为3～5份、三乙胺为0.1～0.3份、硅油为0.9～1.2份。
4.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述反应物的制备步骤（2）中，改性芦苇芯碎末的加入量为预制液质量的4%。
5.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述反应物的制备步骤（2）中，二苯基甲烷二异氰酸酯的加入量为预制液质量的30%。
6.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述改性芦苇芯碎末的制备步骤（1）中，质量分数为95%的乙醇溶液以及乙醚的质量比为4:1，鸡蛋黄和混合液的质量比为1:5。
7.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述改性芦苇芯碎末的制备步骤（2）中，滤液和预处理芦苇芯碎末的质量比为5:1。
8.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤（1）中，果胶酶、木质素过氧化物酶和去离子水的质量比为1:2:10。
9.根据权利要求1所述的一种芦苇芯聚氨酯复合低频汽车隔音垫的制备方法，其特征在于：所述预处理芦苇芯碎末的制备步骤（2）中，芦苇芯碎末和混合酶液的质量比为1:15。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112625334A (zh) * 2020-12-18 2021-04-09 常州迪声声学科技有限公司 一种抗冲击汽车前围隔音垫及其制备方法

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