CN113912957A - 一种吸声材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于噪音污染处理技术领域，公开了一种吸声材料及其制备方法，原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料，且吸声材料的原料不包含重金属元素，解决吸声材料中低频吸声系数低及保温性能差的问题。本发明公开的吸声材料中低频吸声性能优秀，保温性能好，原料及生产过程对环境影响小，能满足吸声材料使用需求。

Description

一种吸声材料及其制备方法
技术领域
本发明属于噪音污染处理技术领域，尤其涉及一种吸声材料及其制备方法。
背景技术
随城市化的进程，日常生产生活中噪音污染越来越严重。由于噪声污染来源广,对人的身体和精神都有极大的不良影响，许多日常活动无法避免地产生噪音，因此在噪音传播过程中进行阻断十分有必要。
在噪声污染防治中,吸声材料的应用是不可缺少的技术环节。声音源于物体的振动,它引起邻近空气的振动而形成声波,并在空气介质中向四周传播。吸声材料是借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声波具有吸收作用的材料。吸声材料对入射声波的反射很小，声波容易进入和透过，通过增加声波在吸声材料中的内耗将使声能转变为内能，吸声材料吸收绝大部分入射声波的声能，达到吸收噪音的目的。吸声材料的使用能有效吸收噪音，阻断噪音传播并减少环境中噪音，很好地减少了噪声污染。
日常生活生产中噪音源频率一般在中低频范围内，现有技术吸声材料主要集中于对中高频噪音的吸收，中低频吸声系数偏低，并且保温性能不高。出于节能及中低频吸声需求，开发一款中低频吸声系数高且保温性能好的吸声材料是十分有必要的。
发明内容
本申请实施例通过提供一种吸声材料，解决了现有技术中低频吸声系数偏低、保温性能差的问题，实现吸声材料中低频吸声系数高、保温性能好的目的。
本申请实施例一方面提供了一种吸声材料，原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料，吸声材料的原料不包含重金属元素。
作为优选，交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种。
作为优选，偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种，阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种，填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种。
作为优选，发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
本申请实施例另一方面提供了一种吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
备料：准备原料，原料包括聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、交联剂、偶联剂、发泡剂、阻燃剂和填料；基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶及交联剂混合，得到基体树脂；填充材料混合：将偶联剂、玻璃纤维、阻燃剂及填料进行混合，得到填充材料；在基体树脂中加入填充材料进行混合，得到混炼材料；发泡：将混炼材料及发泡剂加入模具进行发泡，脱模得吸声材料。
作为优选，备料步骤中原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料。
作为优选，交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种，偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种，阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种，填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种，发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
作为优选，基体树脂混合具体步骤为，将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到基体树脂。
作为优选，填充材料混合具体步骤为，将偶联剂、玻璃纤维、阻燃剂及填料放入高混机混匀，控制高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到填充材料。
作为优选，混炼材料混合具体步骤为，在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度400～600rpm，混炼温度200～240℃，混炼时间10～15分钟，得到混炼材料。
作为优选，发泡具体步骤为，将混炼材料放入模具，并加入发泡剂，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度180～200℃，发泡压力为40～60MPa，发泡完成脱模。
综上，本申请实施例至少具有以下有益效果：
1.本申请实施例在原料中乙丙橡胶及玻璃纤维并控制发泡量，解决吸声材料中低频吸声系数低问题，使制得的吸声材料具有良好的中低频吸声性能。
2.本申请实施例原料选用聚苯乙烯与低热导率材料原料，解决吸声材料保温性能低问题，使制得的吸声材料具有良好的保温性能。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合实施例对本申请具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本申请。
本申请目的在于解决现有技术中吸声材料中低频吸声系数低及保温性能差的问题，通过使用聚苯乙烯作为主材，添加乙丙橡胶、玻璃纤维及其他低热导率材料，并控制材料发泡量，使吸声材料具有良好的中低频吸声性能与保温性能。
本申请实施例一方面提供了一种吸声材料，原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料，吸声材料的原料不包含重金属元素。
本申请实施例以聚苯乙烯作为主材，发泡后形成闭合微孔结构，使吸声材料具有良好的保温性能，并且聚苯乙烯具有小球结构，有利于连通气孔的形成，连通气孔越多越密集则吸声材料吸声性能越好。在原料中添加一定量的乙丙橡胶，引入大量柔性分子使吸声材料在遇到声波时产生滞后效应，内部产生一定弹性形变起到吸收消耗声能的作用，并且添加乙丙橡胶还能增加吸声材料中低频吸声系数，使吸声材料在低频段具有更好的吸声性能。聚苯乙烯和乙丙橡胶的混合材料发泡后形成的柔性材料闭孔结构依靠共振还能有效吸收中频声波，能有效增加吸声材料中低频吸声系数。为了保证吸声材料的中低频吸声性能，需要控制吸声材料的发泡量，在本申请实施例中发泡剂的用量需要控制，以保证最终制品得到适宜发泡，具有良好的中低频吸声性能。玻璃纤维在吸声材料中不仅能起到增强吸声材料机械强度作用，还起到增强吸声材料中低频吸声系数的作用。玻璃纤维细长，导热系数低且具有优良的中低频吸声性能。本申请实施例中添加玻璃纤维，在聚苯乙烯发泡时能形成密集的连通微孔结构，具有良好的吸声功能。聚苯乙烯闭合微孔、连通微孔及玻璃纤维无序分布，进一步增加吸声材料低频声波阻尼及保温性能。
作为一种实现方式，交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种。
过氧化二异丙苯与过氧化氢二异丙苯性质类似，在本申请实施例中作为聚苯乙烯及乙丙橡胶的交联剂，对于聚苯乙烯及乙丙橡胶都具有很好的交联效果。并且过氧化二异丙苯还能提高制品耐热性能与耐候性能，有利于细微均匀泡孔，控制形成的泡孔保证吸声材料对中低频声波的吸声性能。
作为一种实现方式，偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种，阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种，填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种。
钛酸酯偶联剂及硅烷偶联剂在本申请实施例中作为偶联剂，能提高无机材料与树脂的相容性，使无机材料更均匀地分散在树脂中保证吸声材料性能均一稳定，降低熔融粘度，改善加工性能，提高制品的抗冲强度，拉伸强度，柔韧性等力学性能。吸声材料应用常常需要具有一定阻燃性能，因此需要在其中添加一定量的阻燃填料，本申请实施例中添加氢氧化镁、氢氧化铝作为阻燃填料，不仅增加吸声材料阻燃性能，氢氧化镁、氢氧化铝本身的低热导率及中低频吸声性能还能改善吸声材料吸声性能与保温性能。纳米碳酸钙、二氧化钛和氧化锌在吸声材料中主要起到增强机械性能作用，作为填充剂对吸声材料具有增韧补强的作用，并且能起到增加吸声材料制备时流动性，提高成型性，提高弯曲强度和弯曲弹性模量。氧化锌与氧化二异丙苯并用还能提高吸声材料强度及耐老化性。
作为一种实现方式，发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
偶氮二甲酰胺与偶氮二甲酸钡都是偶氮化合物发泡剂在本申请实施例中作为发泡剂无毒无污染，能增加吸声材料的弹性，提高吸声材料强度且发泡孔径密而均匀，能保证吸声材料具有良好的微孔结构。偶氮二甲酸钡分解后产生的碳酸钡还能作为填料填充吸声材料，增强吸声材料性能。
本申请实施例一方面提供了一种吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
备料：准备原料，原料包括聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、交联剂、偶联剂、发泡剂、阻燃剂和填料；基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶及交联剂混合，得到基体树脂；填充材料混合：将偶联剂、玻璃纤维、阻燃剂及填料进行混合，得到填充材料；在基体树脂中加入填充材料进行混合，得到混炼材料；发泡：将混炼材料及发泡剂加入模具进行发泡，脱模得吸声材料。
聚苯乙烯、乙丙橡胶及交联剂预先混合保证交联剂与树脂充分接触，使交联时更加均匀。填充材料混合单独进行混合，能使偶联剂与无机材料表面充分接触，提高偶联剂对无机材料表面的改性效果，使填充材料能更好地与基体树脂进行混合。
作为一种实现方式，备料步骤中原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料。
作为一种实现方式，交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种，偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种，阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种，填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种，发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
作为一种实现方式，基体树脂混合具体步骤为，将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到基体树脂。
作为一种实现方式，填充材料混合具体步骤为，将偶联剂、玻璃纤维、阻燃剂及填料放入高混机混匀，控制高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到填充材料。
使用高混机以保证混合材料混合均匀，使最终制品性能均匀。
作为一种实现方式，混炼材料混合具体步骤为，在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度400～600rpm，混炼温度200～240℃，混炼时间10～15分钟，得到混炼材料。
将基体树脂与填充材料放入混炼机中进行混炼不仅将原料充分混合，在这过程中基体树脂还会发生交联固化，因此混炼要保证混炼温度及混炼时间，使树脂间固化完全，并保证其流动性以利于后续发泡与成型。
作为一种实现方式，发泡具体步骤为，将混炼材料放入模具，并加入发泡剂，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度180～200℃，发泡压力为40～60MPa，发泡完成脱模。
发泡过程中发泡温度与压力比较重要，这两个条件直接影响吸声材料的发泡成果，为保证吸声材料中低频吸声性能的优秀需要把控发泡温度与发泡压力，使形成的微孔结构符合中低频声波共振要求，过大过小的微孔都会直接影响吸声材料吸声性能。
为了更好的理解上述技术方案，下面结合具体实施例来对上述技术方案进行进一步阐述，但本发明并不限于举出的实施例。
实施例1
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、3％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度190℃，发泡压力为40MPa，发泡完成脱模。
实施例2
一种吸声材料，原料包括以重量份计40％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、23％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、4％的偶氮二甲酸钡、1％的硅烷偶联剂、2％的氢氧化铝及3％的二氧化钛。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化氢二异丙苯、偶氮二甲酸钡、硅烷偶联剂、氢氧化铝及二氧化钛；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、过氧化氢二异丙苯放入高混机混匀，控制高混机速度400rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将硅烷偶联剂、玻璃纤维、氢氧化铝及二氧化钛放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度220℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酸钡，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度195℃，发泡压力为50MPa，发泡完成脱模。
实施例3
一种吸声材料，原料包括以重量份计48％的聚苯乙烯、20％的乙丙橡胶、16.5％的玻璃纤维、3％的过氧化二异丙苯、4％的偶氮二甲酰胺、1.5％的硅烷偶联剂、2％的氢氧化镁及5％的氧化锌。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、硅烷偶联剂、氢氧化镁及氧化锌；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度550rpm，温度为35℃，混合12分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将硅烷偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及氧化锌放入高混机混匀，控制高混机速度400rpm，温度为40℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度500rpm，混炼温度210℃，混炼时间10分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度200℃，发泡压力为60MPa，发泡完成脱模。
实施例4
一种吸声材料，原料包括以重量份计42％的聚苯乙烯、22％的乙丙橡胶、22％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、5％的偶氮二甲酰胺、0.5％的钛酸酯偶联剂、1.5％的氢氧化镁及5％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度550rpm，温度为30℃，混合15分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度600rpm，混炼温度220℃，混炼时间13分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度200℃，发泡压力为55MPa，发泡完成脱模。
比较例1
脲醛泡沫塑料
比较例2
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、20％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、1％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度190℃，发泡压力为40MPa，发泡完成脱模。
比较例3
一种吸声材料，原料包括以重量份计40％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、8％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度190℃，发泡压力为40MPa，发泡完成脱模。
比较例4
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、3％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度150℃，发泡压力为40MPa，发泡完成脱模。
比较例5
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、3％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度220℃，发泡压力为40MPa，发泡完成脱模。
比较例6
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、3％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度190℃，发泡压力为20MPa，发泡完成脱模。
比较例7
一种吸声材料，原料包括以重量份计45％的聚苯乙烯、25％的乙丙橡胶、18％的玻璃纤维、2％的过氧化二异丙苯、3％的偶氮二甲酰胺、1％的钛酸酯偶联剂、2％的氢氧化镁及4％的纳米碳酸钙。
吸声材料制备步骤包括：
备料：按原料重量百分比准备聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、过氧化二异丙苯、偶氮二甲酰胺、钛酸酯偶联剂、氢氧化镁及纳米碳酸钙；
基体树脂混合：将聚苯乙烯、乙丙橡胶、交联剂放入高混机混匀，控制高混机速度600rpm，温度为40℃，混合15分钟，得到基体树脂；
填充材料混合：将钛酸酯偶联剂、玻璃纤维、氢氧化镁及纳米碳酸钙放入高混机混匀，控制高混机速度500rpm，温度为30℃，混合20分钟，得到填充材料；
混炼材料混合：在基体树脂中加入填充材料，在混炼机上进行混炼，控制混炼机速度450rpm，混炼温度200℃，混炼时间12分钟，得到混炼材料；
发泡：将混炼材料放入模具，并加入偶氮二甲酰胺，在烘箱中升温发泡，控制烘箱温度190℃，发泡压力为90MPa，发泡完成脱模。
测试性能与结果
性能测试：
1.吸声性能的测试：样品的吸声性能采用JTZB驻波管吸声系数测定仪测试，测量过程严格按照GBJ88-85《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》。驻波是声波传播的一个特性，其原理是在法向入射正弦平面波和从试件反射回来的平面波叠加后产生驻波。测试标准试块直径为10cm,实验中测试试样在200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz7个频率下的吸声系数，并选取250、400、800Hz三个频率下的吸声系数平均值作为材料的平均吸声系数，反映材料的整体吸声性能。
2.保温性能测试：温性能用导热系数来表征。材料的导热系数用瞬态热线法按GB/T11205-1989的方法在TC3000系列导热系数仪(西安夏溪电子科技有限公司)进行测试，用HotDisk作为传感器测试固体样品的导热系数；试样的尺寸最小为25mm×25mm×0.3mm，对形状无特定要求。
性能测试结果：实施例1～4及比较例1～7性能测试结果如下表所示。
表1 实施例1～4及比较例1～7性能测试结果
Figure BDA0003354742240000151
根据表中数据，实施例1～4的平均中低频吸声系数均超过0.5，吸声材料中低频吸声性能优秀，且常温热导系数均小于0.05W/(m·K)，吸声材料保温性能良好，能够同时满足中低频吸声性能与保温性能的要求。
比较例1中为常规脲醛泡沫塑料，由表中数据可知，对比实施例平均中低频吸声系数低且常温导热系数高，不能满足中低频吸声与保温性能的需求。相比于实施例1，比较例2～7改变发泡剂添加量、发泡温度及发泡压力，直接影响吸声材料发泡量，比较例2中发泡剂添加量过少、比较例4中发泡温度过低、比较例7中发泡压力过大都会造成吸声材料发泡不良，降低吸声材料中低频吸声系数；比较例3中发泡剂添加量过少、比较例5中发泡温度过低、比较例6中发泡压力过小造成吸声材料发泡过度出现塌陷现象，使吸声材料机械性能大大下降，且发泡孔径过大中低频吸声系数降低。由表中数据可知，比较例2～7吸声材料平均中低频吸声系数均有下降。
综上所述，本申请实施例提供的发泡材料中低频吸声性能好，保温性能优，满足吸声材料使用需求。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种吸声材料，其特征在于：
原料包括以重量百分比计40～55％的聚苯乙烯、15～25％的乙丙橡胶、
15～25％的玻璃纤维、2～3％的交联剂、0.5～3％的偶联剂、3～5％的发泡剂、1～5％的阻燃剂和3～5％的填料；
所述吸声材料的所述原料不包含重金属元素。
2.根据权利要求1所述吸声材料，其特征在于：
所述交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种。
3.根据权利要求1所述吸声材料，其特征在于：
所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种；
所述阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种；
所述填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种。
4.根据权利要求1所述吸声材料，其特征在于：
所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
5.一种吸声材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
备料：准备原料，所述原料包括聚苯乙烯、乙丙橡胶、玻璃纤维、交联剂、偶联剂、发泡剂、阻燃剂和填料；
基体树脂混合：将所述聚苯乙烯、所述乙丙橡胶及所述交联剂混合，得到基体树脂；
填充材料混合：将所述偶联剂、所述玻璃纤维、所述阻燃剂及所述填料进行混合，得到填充材料；
混炼材料混合：在所述基体树脂中加入所述填充材料进行混合得到混炼材料；
发泡：将所述混炼材料及所述发泡剂加入模具，放入烘箱进行发泡，脱模得所述吸声材料。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
所述备料步骤中所述原料包括以重量百分比计40～55％的所述聚苯乙烯、
15～25％的所述乙丙橡胶、15～25％的所述玻璃纤维、2～3％的所述交联剂、0.5～3％的所述偶联剂、3～5％的所述发泡剂、1～5％的所述阻燃剂和3～5％的所述填料。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于：
所述交联剂包括过氧化二异丙苯或过氧化氢二异丙苯中至少一种；
所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中至少一种；
所述阻燃剂包括氢氧化镁或氢氧化铝中至少一种；
所述填料包括纳米碳酸钙、二氧化钛或氧化锌中至少一种；
所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺或偶氮二甲酸钡中至少一种。
8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
所述基体树脂混合具体步骤为，将所述聚苯乙烯、所述乙丙橡胶及所述交联剂放入高混机混匀，控制所述高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到所述基体树脂；
所述填充材料混合具体步骤为，将所述偶联剂、所述玻璃纤维、所述阻燃剂和所述填料放入高混机混匀，控制所述高混机速度500～700rpm，温度为30～40℃，混合15～20分钟，得到所述填充材料。
9.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
混炼材料混合具体步骤为，在所述基体树脂中加入所述填充材料，在混炼机上进行混炼，控制所述混炼机速度400～600rpm，混炼温度200～240℃，混炼时间10～15分钟，得到所述混炼材料。
10.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于：
所述发泡具体步骤为，将所述混炼材料放入所述模具，并加入所述发泡剂，在烘箱中升温发泡，控制所述烘箱温度180～200℃，发泡压力为40～60MPa，发泡完成脱模。
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