CN111154230A - 一种隔音复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种隔音复合材料及其制备方法,属于材料加工技术领域,包括以下重量份原料:环氧树脂120~180份,改性空心玻璃微珠10~55份、固化剂80~120份、促进剂1~2份、增韧剂10~18份。本发明利用改性空心玻璃微珠具有低密度、高强度、隔音、吸波等优异特性,与环氧树脂复合不仅利于提高基体的力学性能、降低其密度,并且在环氧树脂基体内构建无数的微小空腔,这些空腔将为隔音复合材料赋予优异的隔声性能。但是,环氧树脂与改性空心玻璃微珠密度差别较大,在复合过程中容易发生宏观相分离。本发明能够阻断声音的传播,减弱投射声能,具有非常好的隔音效果,具有轻量化的优点,产品成本低廉,尤其适合作为汽车的隔音材料。

Description

一种隔音复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料加工技术领域,特别涉及一种隔音复合材料及其制备方法。
背景技术
凡是能用来阻断噪音的材料,统称为隔音材料,隔音是指通过某种物品把声音或噪音隔绝、隔断、分离等,因此就需要隔音材料,材料一侧的入射声能与另一侧的透射声能相关的分贝数就是该材料的隔音量。
随着当前汽车轻量化、环保化需求的日益突出,轻质、高刚、易加工成型的隔音材料显得极为重要。目前,控制噪音的基本方式有隔声、吸声、阻尼和隔振。传统隔声材料工程一般采用密度高、厚度大的材料以提高隔声效果,但其成本高,施工困难。聚合物具有种类多、质量轻、易加工等特点,但其密度较小,隔音效果不佳。为了充分发挥聚合物的优势,增强其隔声效果,近年来开发了以聚合物为基体的符合隔音材料,该类材料采用多相复合材料体系,在材料内部形成密度不同的多相界面结构。它既具有高效的吸声、隔声性能、加工性能好、耐腐蚀性等诸多优点。但目前的改性隔音材料大多是通过高含量、高密度物质填充或是发泡的方法以达到吸音效果,这两种情况分别带来材料密度过大以及力学性能的妥协,与汽车轻量化的趋势相背离。
发明内容
本发明提供一种隔音复合材料的制备方法,。
为了达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现:
一方面,本发明提供一种隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂120~180份,改性空心玻璃微珠10~55份、固化剂80~120份、促进剂1~2份、增韧剂10~18份。
更优选地,所述隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂120~150份,改性空心玻璃微珠20~30份、固化剂85~110份、促进剂1~2份、增韧剂12~15份。
更优选地,所述隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂140份,改性空心玻璃微珠28份、固化剂95份、促进剂1.5份、增韧剂15份。
进一步地,所述固化剂为甲基六氢苯酐,促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑。
进一步地,所述增韧剂为液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物,所述共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%。
另一方面,本发明一种隔音复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌6~10h,停止搅拌静置浸泡24h以上,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,55~70℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,超声波分散30min以上,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,搅拌6~8h,60~65℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、固化剂、促进剂、增韧剂放入搅拌机中搅拌均匀,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,得到隔音复合材料。
进一步地,所述步骤(1)中乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1。
进一步地,所述步骤(1)硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%。
进一步地,所述步骤(2)中搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上。
进一步地,所述步骤(3)中升温固化具体为:先升温至60~65℃,固化2~3h,再升温到100~105℃,固化2~3h,最后升温到150~160℃,固化2~3h。
本发明的有益效果是:
本发明提供一种隔音复合材料的制备方法,利用改性空心玻璃微珠具有低密度、高强度、隔音、吸波等优异特性,与环氧树脂复合不仅利于提高基体的力学性能、降低其密度,并且在环氧树脂基体内构建无数的微小空腔,这些空腔将为隔音复合材料赋予优异的隔声性能。但是,环氧树脂与改性空心玻璃微珠密度差别较大,在复合过程中容易发生宏观相分离。因此将液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物作为体系作为增韧剂,用于减弱二者复合时的相分离程度。本发明的隔音复合材料能够阻断声音的传播,减弱投射声能,具有非常好的隔音效果,材料使用寿命长,且具有轻量化的优点,产品成本低廉,能够大范围推广应用,尤其适合作为汽车的隔音材料。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域的技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂120kg,改性空心玻璃微珠10kg、甲基六氢苯酐80kg、2-乙基-4-甲基咪唑1kg、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物10kg。
一种隔音复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌6h,停止搅拌静置浸泡24h,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,60℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1,超声波分散30min,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%,搅拌6h,60℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、甲基六氢苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物放入搅拌机中搅拌均匀,共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%,搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,升温固化具体为:先升温至60℃,固化3h,再升温到100℃,固化3h,最后升温到150℃,固化3h,得到隔音复合材料。
实施例2
一种隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂150kg,改性空心玻璃微珠30kg、甲基六氢苯酐90kg、2-乙基-4-甲基咪唑1.5kg、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物12kg。
一种隔音复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌8h,停止搅拌静置浸泡30h,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,65℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1,超声波分散35min,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%,搅拌7h,60℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、甲基六氢苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物放入搅拌机中搅拌均匀,共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%,搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,升温固化具体为:先升温至65℃,固化2h,再升温105℃,固化2h,最后升温到160℃,固化2h,得到隔音复合材料。
实施例3
一种隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂155kg,改性空心玻璃微珠35kg、甲基六氢苯酐100kg、促进剂2份、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物15份。
一种隔音复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌6h,停止搅拌静置浸泡36h,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,65℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1,超声波分散38min,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%,搅拌8h,65℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、甲基六氢苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物放入搅拌机中搅拌均匀,共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%,搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,升温固化具体为:先升温至65℃,固化2h,再升温105℃,固化2h,最后升温到155℃,固化2h,得到隔音复合材料。
实施例4
一种隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂160kg,改性空心玻璃微珠40kg、甲基六氢苯酐105kg、2-乙基-4-甲基咪唑2kg、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物16kg。
一种隔音复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌10h,停止搅拌静置浸泡36h,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,65℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1,超声波分散40min,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%,搅拌8h,65℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、甲基六氢苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑、液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物放入搅拌机中搅拌均匀,共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%,搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,升温固化具体为:先升温至62℃,固化3h,再升温到103℃,固化3h,最后升温到158℃,固化3h,得到隔音复合材料。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种隔音复合材料,其特征在于:包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂120~180份,改性空心玻璃微珠10~55份、固化剂80~120份、促进剂1~2份、增韧剂10~18份。
2.根据权利要求1所述的隔音复合材料,其特征在于:所述隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂120~150份,改性空心玻璃微珠20~30份、固化剂85~110份、促进剂1~2份、增韧剂12~15份。
3.根据权利要求1所述的隔音复合材料,其特征在于:所述隔音复合材料,包括以下重量份原料制备得到:环氧树脂140份,改性空心玻璃微珠28份、固化剂95份、促进剂1.5份、增韧剂15份。
4.根据权利要求1所述的隔音复合材料,其特征在于:所述固化剂为甲基六氢苯酐,促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑。
5.根据权利要求1所述的隔音复合材料,其特征在于:所述增韧剂为液态端羧基丁腈橡胶与EP-51型环氧树脂的共混物,所述共混物中所述EP-51型环氧树脂的质量占所述共混物总质量的60%。
6.一种隔音复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)改性空心玻璃微珠的制备:将空心玻璃微珠浸泡在碱性溶液中,搅拌6~10h,停止搅拌静置浸泡24h以上,再用蒸馏水反复洗涤、抽滤,直到滤液pH为中性,55~70℃恒温真空干燥,向干燥后的空心玻璃微珠加入乙醇和蒸馏水的混合液和氨水,超声波分散30min以上,再加入硅烷偶联剂的乙醇溶液,搅拌6~8h,60~65℃恒温真空干燥,进行浮选,取上层悬浮液进行减压抽滤、真空干燥,获得改性空心玻璃微珠;
(2)搅拌混合:将环氧树脂、改性空心玻璃微珠、固化剂、促进剂、增韧剂放入搅拌机中搅拌均匀,获得混合原料。
(3)注塑成型:在室温下,将混合原料注入涂有硅脂的不锈钢模具中进行浇铸,再进行升温固化,得到隔音复合材料。
7.根据权利要求6所述的隔音复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中乙醇和蒸馏水的混合液中乙醇和蒸馏水的体积比为1:1。
8.根据权利要求6所述的隔音复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)硅烷偶联剂的乙醇溶液中乙醇的质量分数为10%。
9.根据权利要求6所述的隔音复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中搅拌分为两个阶段,搅拌分为两个阶段,第一阶段以1600r/min,混合3min,第二阶段以2000r/min,脱泡1min,反复循环进行3次以上。
10.根据权利要求6所述的隔音复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中升温固化具体为:先升温至60~65℃,固化2~3h,再升温到100~105℃,固化2~3h,最后升温到150~160℃,固化2~3h。
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