CN114479214A - 一种隔声材料及其制作方法和一种净水机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种隔声材料及其制作方法和一种净水机。该隔声材料包括：丁腈100份，改性氧化石墨烯1‑2份，氧化锌1‑2份，硬脂酸1‑2份，促进剂10‑20份，硫磺1.2‑2.4份；所述改性氧化石墨烯的微观形貌为片状结构，且在所述隔声材料内均匀分布，构成所述隔声材料内部的网络架构。该隔声材料制作方法用于生产上述隔声材料。该净水机至少包含上述隔声材料。一方面，改性氧化石墨烯可以很好地分散在丁腈橡胶的基体中，提高复合材料的整体交联密度；另一方面，氧化石墨烯构建完善的填料网络，在很大程度上增大内摩擦阻力，使损耗因子增大，二者综合作用使得该隔声材料的减震消音效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种隔声材料及其制作方法和一种净水机。
背景技术
净水器也叫净水机、水质净化器，是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。平时所讲的净水器，一般是指用作家庭使用的小型净化器，因其体积小、使用方便、优化水质效果明显被广泛使用。净水器进行净水作业需将饮用水抽送至过滤组件，通常会运用到增压泵，而增压泵在工作的过程当中，其本身有一定的工作频率，而作为净水机结构支撑的壳体，也有着属于自身不同阶次的固有频率，当增压泵的工作频率对应不同阶次的固有频率时，便能激发起净水机整机壳体的一个振动，工作频率与固有频率或者固有频率的整数倍频率越接近，振动就越剧烈，产生的噪声就越大。也就是说，泵作为激励源，激励起壳体本身振动，进而产生振动噪声。另外，家用净水机中，增压泵作为主要振动部件，其内部有水轮运动，也能够产生相应的噪声。最后，由于增压泵增压后，增压泵出水口处压力较大，容易形成较强烈的水流脉冲，强烈的水流脉冲会引起管路的剧烈震动，也会产生一部分的噪声。
当前主要有以下几个方面来降低净水机噪声，各方式均存在一定的局限性：
1、研制自身振动噪声性能较为优异的水泵，此方法研发周期长、费用成本高。
2、增强净水机壳体自身的结构刚度，减少和增压泵自身的频率重合，增加净水机自身的结构刚度，可调整范围较窄，并且即使通过调整结构避开某一阶模态，仍然存在和其他阶次模态接近甚至重合的可能，这样就起不到相应的效果。
3、水泵单独安装在净水机壳体的外面，并且使用封闭的壳体将水泵包裹在内，严重影响产品外观，并且存在装配不便等问题。
发明内容
(一)本发明所要解决的技术问题是：现有净水机消除噪声方式不佳。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种隔声材料包括以下组成成分，各组份按重量份数计为：
丁腈100份，改性氧化石墨烯1-2份，氧化锌1-2份，硬脂酸1-2份，促进剂10-20份，硫磺1.2-2.4份；
所述改性氧化石墨烯的微观形貌为片状结构，所述改性氧化石墨烯在所述隔声材料内均匀分布，并构成所述隔声材料内部的网络架构。
一种生产上述隔声材料的制作方法，包括以下步骤：
第一步：将氧化石墨烯于乙醇中分散，获得混合液；
第二步：将混合液中加入偶联剂，获得结晶产物；
第三步：将结晶产物清洗干燥，得到改性石墨烯；
第四步：于丁腈中添加改性剂，混炼均匀后排胶制得混炼胶；
第五步：将混炼胶进行硫化获得隔声材料。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第一步中，混合液中氧化石墨烯的质量浓度为8g/L-15g/L。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第二步中，1份体积的混合液加入4-5份体积的偶联剂进行混合。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第二步中，偶联剂为硅烷偶联剂KH一550。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第三步中，将混合液中加入偶联剂后，于60℃水浴条件下搅拌反应5h，反应产物用去离子水淋洗后过滤、干燥，制得改性石墨烯。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第四步中，所述改性剂包括，改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺；所述改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺被依次添加。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第四步中，丁腈中依次添加改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺后，于转子转速为15-30r·min 1的密炼机中混炼7-12min。
作为本发明一种可选的实施方式，所述第五步中，流化反应在平板硫化机上于120℃环境下进行。
一种净水机，包含上述的隔声材料。
作为本发明一种可选的实施方式，所述机壳包括复合板；所述复合板包括,隔声材料板和强化板，所述隔声材料板和强化板叠层设置。
作为本发明一种可选的实施方式，所述复合板还包括装饰板，所述隔声材料板设置在所述装饰板和所述强化板之间，所述装饰板、隔声材料板和强化板相互叠层设置，且两两之间相互粘接。
作为本发明一种可选的实施方式，所述机壳还包括盖板，所述盖板与所述复合板相互拼接围合成箱体结构，所述复合板至少分布于该箱体结构的顶部以及左右两侧。
作为本发明一种可选的实施方式，所述强化板为不锈钢板或大密度塑料板。
本发明的有益效果：本发明提供的一种隔声材料，所述隔声材料包括以下组成成分，各组份按重量份数计为：丁腈100份，改性氧化石墨烯1-2份，氧化锌1-2份，硬脂酸1-2份，促进剂10-20份，硫磺1.2-2.4份；所述改性氧化石墨烯的微观形貌为片状结构，所述改性氧化石墨烯在所述隔声材料内均匀分布，并构成所述隔声材料内部的网络架构。
一方面，氧化石墨烯微观形貌上的片状结构，可以很好地分散在丁腈橡胶的基体中，它能够对于橡胶的高分子链有一个约束和交联的作用，提高复合材料的整体交联密度，从而提高阻尼因子强化橡胶材料自身的减震消音性能；另一方面，氧化石墨烯构建完善的填料网络，一定程度上形成了以网络形式均匀分布的微观约束阻尼的特殊结构，这种特殊结构可以在很大程度上增大内摩擦阻力，在动态情况下，可以将大量的能量以热的形式消耗转化，使损耗因子增大，二者综合作用的结果使得复合材料的损耗因子峰值增大，阻尼性能提高，减震消音效果显著。采用该隔声材料制作净水器的机壳，能够有效吸收增压泵震动以及阻隔增压泵产生的噪音传播，结构简单、费用低廉、消音效果显著，较现有同类隔声措施具有明显优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一个实施例提供的净水机的结构爆炸图。
图标：1-复合板；11-装饰板；12-隔声材料板；13-强化板；2-盖板。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一个实施例提供了一种隔声材料包括以下组成成分，各组份按重量份数计为：
丁腈100份，改性氧化石墨烯1-2份，氧化锌1-2份，硬脂酸1-2份，促进剂10-20份，硫磺1.2-2.4份；所述改性氧化石墨烯的微观形貌为片状结构，所述改性氧化石墨烯在所述隔声材料内均匀分布，并构成所述隔声材料内部的网络架构。
一方面，氧化石墨烯微观形貌上的片状结构，可以很好地分散在丁腈橡胶的基体中，它能够对于橡胶的高分子链有一个约束和交联的作用，提高复合材料的整体交联密度，从而提高阻尼因子强化橡胶材料自身的减震消音性能；另一方面，氧化石墨烯构建完善的填料网络，一定程度上形成了以网络形式均匀分布的微观约束阻尼的特殊结构，这种特殊结构可以在很大程度上增大内摩擦阻力，在动态情况下，可以将大量的能量以热的形式消耗转化，使损耗因子增大，二者综合作用的结果使得复合材料的损耗因子峰值增大，阻尼性能提高，减震消音效果显著；此外，氧化石墨烯片层结构对热量具有阻隔作用，而这种热阻隔效应在高温条件下更为明显，从而降低了隔声材料对高温的敏感性，拓宽了高温部分阻尼温域。采用该隔声材料制作净水器的机壳，能够有效吸收增压泵震动以及阻隔增压泵产生的噪音传播，结构简单、费用低廉、消音效果显著，较现有同类隔声措施具有明显优势。
一种生产上述隔声材料的制作方法，包括以下步骤：第一步：将氧化石墨烯于乙醇中分散，获得混合液；第二步：将混合液中加入偶联剂，获得结晶产物；第三步：将结晶产物清洗干燥，得到改性石墨烯；第四步：于丁腈中添加改性剂，混炼均匀后排胶制得混炼胶；第五步：将混炼胶进行硫化获得隔声材料。
其中，氧化石墨烯采用目前国际通用的改进Hummers法进行制备。
氧化石墨烯在和丁腈进行共混前，需要进行相应的改性，该改性方法为将氧化石墨烯溶液在乙醇巾超声分散，G0质量浓度为10g/L，然后加入硅烷偶联剂KH一550(硅烷偶联剂的质量浓度为10g/L)，石墨烯和硅烷偶联剂体积比例可以控制在1:4和1:5之间，在60℃水浴条件下搅拌反应5h，产物用去离子水淋洗后过滤、干燥，制得改性氧化石墨烯。
所述改性剂包括，改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺；所述改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺被依次添加。
改性氧化石墨烯+丁腈橡胶的胶料在密炼机(转子转速为15-30r·min，优选20r·min)中混炼7-12min优选10min，混炼前依次加入丁腈、改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂MBT和硫磺，丁腈、改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂MBT和硫磺，以丁腈橡胶为参考基点，改性氧化石墨烯优选占比为2％，控制在1％-2％之间(即加入丁腈橡胶质量的1％-2％)，氧化锌优选占比为1％，控制在1％-2％之间；硬脂酸占比为选占比为1％，控制在1％-2％之间；促进剂优选占比为14％，控制在10％-20％之间；硫磺占上述所有组分的比例为1.5％，控制在1％-2％之间；混炼均匀后排胶至开炼机，下片，混炼胶在平板硫化机上于120℃下硫化。
根据本发明的一个实施例，所述第一步中，混合液中氧化石墨烯的质量浓度为8g/L-15g/L；所述第二步中，1份体积的混合液加入4-5份体积的偶联剂进行混合。
如图所示，一种净水机，至少包含上述的隔声材料。
根据本发明的一个实施例，所述机壳包括复合板1；所述复合板1包括,隔声材料板12和强化板13，所述隔声材料板12和强化板13叠层设置。
该双层复合板1由两部分组成，第一部分是隔声材料板12，该隔声材料板12特有的粘弹特质，多用于隔振与隔声领域，在其玻璃化转变温域内展现出优良的阻尼特征，相比于一般普通成分的橡胶材料，该隔声材料板12由改性的氧化石墨烯和丁腈橡胶共混而成，具有阻尼因子大、力学强度高、玻璃化转变温域和有效阻尼温域宽的优秀特点，其中氧化石墨烯作为丁腈橡胶基体中的功能性补强填料，其独特的二维片状结构以及表面含有的诸多含氧官能团，与丁腈更容易产生相互作用，改善丁腈在复合材料中的分散性，提高二者复合橡胶的阻尼性能以及隔声性能；另一部分是强化板13，根据隔声量质量定律，材料的面密度提高一倍，隔声量能够达到6dBA，强化板13辅助隔声材料板12增强隔声材料板12的密度，利用该隔声材料高阻尼特性，可以改变该复合结构的固有频率，通过阻尼特性可以使振动的能量转化为热能将声能进行耗散，有效的抑制吻合效应，使得整体组合的隔声量得到保证。
根据本发明的一个实施例，所述复合板1还包括装饰板11，所述隔声材料板12设置在所述装饰板11和所述强化板13之间，所述装饰板11、隔声材料板12和强化板13相互叠层设置，且两两之间相互粘接。
装饰板11、隔声材料板12和强化板13之间的接合方式为，用打磨砂轮将强化板13一侧以及装饰板11内侧的平滑表面打磨出凹凸不平的水波纹，对强化板13以及净水机盖板2的水波纹表面进行清洁处理后涂抹开姆洛克胶粘剂，在强化板13和装饰板11的水波纹表面之间放置隔声材料板12并压贴、粘合，整个结构在平板硫化机上于120℃硫化环境内进行硫化得到。
根据本发明的一个实施例，所述机壳还包括盖板2，所述盖板2与所述复合板1相互拼接围合成箱体结构，所述复合板1至少分布于该箱体结构的顶部以及左右两侧。这样包覆的一个原因为，对于净水机而言，主要的发声部位为位于左侧的滤芯振动噪声、右侧的水泵工作噪声，左侧和右侧之间的壳体响应噪声以及上部的水路水流噪声，在这三个方位进行包覆，可以有效的使这三个方位的噪声在一定的空间内进行隔绝，并反复耗散。此外根据净水机具体需要，还可将复合板1设置与其他方位，或对净水机件全方位包覆。
根据本发明的一个实施例，所述强化板13为不锈钢板或大密度塑料板。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (14)
1.一种隔声材料，其特征在于，包括以下组成成分，各组份按重量份数计为：
丁腈100份，改性氧化石墨烯1-2份，氧化锌1-2份，硬脂酸1-2份，促进剂10-20份，硫磺1.2-2.4份；
所述改性氧化石墨烯的微观形貌为片状结构，所述改性氧化石墨烯在所述隔声材料内均匀分布，并构成所述隔声材料内部的网络架构。
2.一种生产权利要求1所述隔声材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将氧化石墨烯于乙醇中分散，获得混合液；
第二步：将混合液中加入偶联剂，获得结晶产物；
第三步：将结晶产物清洗干燥，得到改性石墨烯；
第四步：于丁腈中添加改性剂，混炼均匀后排胶制得混炼胶；
第五步：将混炼胶进行硫化获得隔声材料。
3.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第一步中，混合液中氧化石墨烯的质量浓度为8g/L-15g/L。
4.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第二步中，1份体积的混合液加入4-5份体积的偶联剂进行混合。
5.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第二步中，偶联剂为硅烷偶联剂KH一550。
6.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第三步中，将混合液中加入偶联剂后，于60℃水浴条件下搅拌反应5h，反应产物用去离子水淋洗后过滤、干燥，制得改性石墨烯。
7.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第四步中，所述改性剂包括，改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺；所述改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺被依次添加。
8.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第四步中，丁腈中依次添加改性氧化石墨烯、氧化锌、硬脂酸、促进剂和硫磺后，于转子转速为15-30r·min的密炼机中混炼7-12min。
9.根据权利要求2所述的隔声材料的制作方法，其特征在于，所述第五步中，流化反应在平板硫化机上于120℃环境下进行。
10.一种净水机，其特征在于，包含利用上述权利要求1所述的隔声材料制造的减噪件，所述减噪件设置在净水机中噪音源部件的外侧。
11.根据权利要求10所述的净水机，包括出水组件和机壳，其特征在于，所述机壳包括复合板(1)；所述复合板(1)包括,隔声材料板(12)和强化板(13)，所述隔声材料板(12)和强化板(13)叠层设置。
12.据权利要求11所述的净水机，其特征在于，所述复合板(1)还包括装饰板(11)，所述隔声材料板(12)设置在所述装饰板(11)和所述强化板(13)之间，所述装饰板(11)、隔声材料板(12)和强化板(13)相互叠层设置，且两两之间相互粘接。
13.根据权利要求11所述的净水机，其特征在于，所述机壳还包括盖板(2)，所述盖板(2)与所述复合板(1)相互拼接围合成箱体结构，所述复合板(1)至少分布于该箱体结构的顶部以及左右两侧。
14.据权利要求11所述的净水机，其特征在于，所述强化板(13)为不锈钢板或大密度塑料板。
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