CN108410085A - 一种轻质降噪复合泡沫材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质降噪复合泡沫材料及其制备方法,由包含以下重量份的组分制成:聚氯乙烯42‑62份、岩棉14‑23份、丁苯橡胶7‑15份、玻璃微珠10‑20份、玻璃纤维2‑8份、发泡剂0.5‑1.5份、润滑剂0.3‑0.8份、抗氧剂0.2‑0.6份、偶联剂0.5‑0.9份。本发明本发明制备的发泡聚氯乙烯无机物混合吸声材料,具有轻质、吸声效果好、强度高的优点,通过利用无机材料优良的低频吸声性能来改善发泡聚合物的低频吸声,岩棉的加入极大改善复合材料的中低频吸声性能,同时,通过玻璃纤维增强聚氯乙烯同时并以玻璃微珠填充聚氯乙烯,通过玻璃微珠的空心结构达到对聚氯乙烯复合材料整体降低密度的作用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及一种轻质降噪复合泡沫材料及其制备方法。
背景技术
随着工业的发展,噪声已经成为当今世界三大污染源之一。噪声不仅危害人的听觉***,使人疲倦、耳聋,而且还会加速建筑物、机械结构的老化,影响设备及仪表的精度和使用寿命。噪声控制问题逐渐引起各国政府和科技工作者的重视,目前的主要解决办法是采用吸声材料进行吸声降噪处理。吸声材料按吸声机理分为多孔吸声材料和共振吸声结构材料两大类。多孔吸声材料具有高频吸声系数大、比重小等优点,但低频吸声系数低;共振吸声结构材料的低频吸声系数高,但加工性能差。当前我国所采用的吸声材料以超细玻璃棉为主,它的吸声系数大、比重小,但是强度低、性脆易断裂、易飞扬、吸尘,使其应用受到了严重限制。因此,必须开发性能优良的新型吸声材料。
基于此,有必要提出一种轻质降噪复合泡沫材料及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷,本发明的目的是提供一种轻质降噪复合泡沫材料。
本发明的另一个目的是提供一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法。
为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:
一种轻质降噪复合泡沫材料,由包含以下重量份的组分制成:
聚氯乙烯 42-62份;
岩棉 14-23份;
丁苯橡胶 7-15份;
玻璃微珠 10-20份;
玻璃纤维 2-8份;
发泡剂 0.5-1.5份;
润滑剂 0.3-0.8份;
抗氧剂 0.2-0.6份;
偶联剂 0.5-0.9份。
作为优选,所述玻璃微珠的密度范围为0.8-1.2g/cm3。
作为优选,所述玻璃纤维的直径为10-16微米。
作为优选,所述发泡剂重量比为1:2-1:6的甲醇和乙二醇丁醚的混合物。
作为优选,所述稀释剂选自苄基缩水甘油醚、乙酸丁酯和丁基缩水甘油醚中的一种或两种。
作为优选,所述润滑剂选自硬酯醇、硅酮,硬脂酸锌和多聚磷酸PPA中的任意一种或几种。
作为优选,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配物;优选抗氧剂1098与抗氧剂626的复配剂。
作为优选,所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、KH560中的一种或两种。
本发明还提供一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯42-62份、丁苯橡胶7-15份、玻璃微珠10-20份、玻璃纤维2-8份、润滑剂0.3-0.8份、抗氧剂0.2-0.6份、偶联剂0.5-0.9份放入高混机高速混匀;
(2)加入岩棉14-23份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂0.5-1.5份,在烘箱中升温发泡后即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
本发明与现有技术相比,具有如下的有益效果:
(1)本发明制备的发泡聚氯乙烯无机物混合吸声材料,具有轻质、吸声效果好、强度高的优点,通过利用无机材料优良的低频吸声性能来改善发泡聚合物的低频吸声,岩棉的加入极大改善复合材料的中低频吸声性能,而丁苯橡胶的加入,提高了高频吸声的效果,进而使得本发明的复合材料具有吸声效果好、适用频率范围宽等优点。
(2)本发明通过玻璃纤维增强聚氯乙烯同时并以玻璃微珠填充聚氯乙烯,通过玻璃微珠的空心结构达到对聚氯乙烯复合材料整体降低密度的作用。本发明在配方中加入玻璃微珠,在改善材料的机械性能同时保持了材料的低密度,同时玻璃微珠空心粒子的特殊结构也使材料具有一定的降噪功能。
(3)本发明的轻质降噪复合泡沫材料具有可加工性能好、工艺简单、成本低等优点,可广泛适用于工业和民用建筑等领域。
具体实施方式
以下通过实施例形式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例,凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯42份、丁苯橡胶7份、玻璃微珠10份、玻璃纤维2份、润滑剂0.3份、抗氧剂0.2份、偶联剂0.5份放入高混机高速混匀,控制高混机速度700rpm,温度为30℃,混合15分钟;
(2)加入岩棉14份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料,控制混炼机速度500rpm,混炼温度220℃,混炼时间10分钟;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂0.5份,在烘箱中升温发泡,控制烘箱温度180-200℃,即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
实施例2
一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯62份、丁苯橡胶15份、玻璃微珠20份、玻璃纤维8份、润滑剂0.8份、抗氧剂0.6份、偶联剂0.9份放入高混机高速混匀,控制高混机速度500rpm,温度为60℃,混合5分钟;
(2)加入岩棉23份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料,控制混炼机速度700rpm,混炼温度180℃,混炼时间5分钟;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂1.5份,在烘箱中升温发泡,控制烘箱温度175-195℃,即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
实施例3
一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯50份、丁苯橡胶11份、玻璃微珠15份、玻璃纤维5份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.4份、偶联剂0.7份放入高混机高速混匀,控制高混机速度500rpm,温度为40℃,混合10分钟;
(2)加入岩棉19份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料,控制混炼机速度600rpm,混炼温度195℃,混炼时间8分钟;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂1份,在烘箱中升温发泡,控制烘箱温度175-190℃,即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
实施例4
一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯42份、丁苯橡胶8份、玻璃微珠15份、玻璃纤维8份、润滑剂0.3份、抗氧剂0.2份、偶联剂0.8份放入高混机高速混匀,控制高混机速度650rpm,温度为60℃,混合5分钟;
(2)加入岩棉20份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料,控制混炼机速度650rpm,混炼温度190℃,混炼时间10分钟;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂0.7份,在烘箱中升温发泡,控制烘箱温度175-190℃,即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
实施例5
一种轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯55份、丁苯橡胶9份、玻璃微珠18份、玻璃纤维4份、润滑剂0.6份、抗氧剂0.2份、偶联剂0.8份放入高混机高速混匀,控制高混机速度650rpm,温度为60℃,混合5分钟;
(2)加入岩棉14-23份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料, 控制混炼机速度600rpm,混炼温度175℃,混炼时间15分钟;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂1.3份,在烘箱中升温发泡, 控制烘箱温度175-190℃,即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
试验方法
(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、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz11个频率下的吸声系数,并选取250、500、1000、2000Hz四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)抗压强度测试
根据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》的规定,将干燥的样品制成160mm×40mm×40mm的小方体,使用WDW-2000微机控制电子式万能材料试验机测试样品的抗压强度。
实验例1
按照本发明实施例1-5以及市售的两种降噪复合泡沫材料作为对比例1和对比例2,验证在不同频率下的吸声系数进行测试,所得结果如下:
表1 性能检测结果
通过表1可以看出,本发明吸声效果相比现有技术中常规吸声材料在全频范围内均具有更为优异的吸声性能。
实验例2
按照本发明实施例1-5以及市售的两种降噪复合泡沫材料作为对比例1和对比例2力学性能测试,所得结果如下:
测试标准:抗压强度按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》测试;拉伸强度按GB/T1040.1-2006《塑料 拉伸性能测定》;弯曲强度按GB/T9341-2008《塑料 弯曲性能测定》;简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008《塑料 简支梁缺口冲击性能测定 》
表2 性能检测结果
项目 | 抗压强度(MPa) | 拉伸强度(MPa) | 弯曲强度(MPa) | 简支梁缺口冲击强度(KJ/m2) |
实施例1 | 10.5 | 72.8 | 88.5 | 20.1 |
实施例2 | 10.8 | 70.5 | 86.7 | 21.3 |
实施例3 | 11.2 | 69.4 | 85.2 | 19.9 |
实施例4 | 11.5 | 67.9 | 83.2 | 21.3 |
实施例5 | 11.0 | 70.6 | 87.1 | 22.9 |
对比例1 | 8.8 | 59.4 | 68.3 | 16.7 |
对比例2 | 9.1 | 62.2 | 72.6 | 18.5 |
对比例3 | 8.3 | 56 | 63.4 | 15.7 |
通过表2可以看出,本发明吸声材料相比现有技术中常规吸声材料具有较好的力学性能。
综上,本发明制备的发泡聚氯乙烯无机物混合吸声材料,具有轻质、吸声效果好、强度高的优点,通过利用无机材料优良的低频吸声性能来改善发泡聚合物的低频吸声,岩棉的加入极大改善复合材料的中低频吸声性能,而丁苯橡胶的加入,提高了高频吸声的效果,进而使得本发明的复合材料具有吸声效果好、适用频率范围宽等优点,同时,通过玻璃纤维增强聚氯乙烯同时并以玻璃微珠填充聚氯乙烯,通过玻璃微珠的空心结构达到对聚氯乙烯复合材料整体降低密度的作用。本发明在配方中加入玻璃微珠,在改善材料的机械性能同时保持了材料的低密度,同时玻璃微珠空心粒子的特殊结构也使材料具有一定的降噪功能。
上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)
1.一种轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,由包含以下重量份的组分制成:
聚氯乙烯 42-62份;
岩棉 14-23份;
丁苯橡胶 7-15份;
玻璃微珠 10-20份;
玻璃纤维 2-8份;
发泡剂 0.5-1.5份;
润滑剂 0.3-0.8份;
抗氧剂 0.2-0.6份;
偶联剂 0.5-0.9份。
2.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述玻璃微珠的密度范围为0.8-1.2g/cm3。
3.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述玻璃纤维的直径为10-16微米。
4.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述发泡剂重量比为1:2-1:6的甲醇和乙二醇丁醚的混合物。
5.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述稀释剂选自苄基缩水甘油醚、乙酸丁酯和丁基缩水甘油醚中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述润滑剂选自硬酯醇、硅酮,硬脂酸锌和多聚磷酸PPA中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂复配物;优选抗氧剂1098与抗氧剂626的复配剂。
8.根据权利要求1所述的轻质降噪复合泡沫材料,其特征在于,所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、KH560中的一种或两种。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的轻质降噪复合泡沫材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将聚氯乙烯42-62份、丁苯橡胶7-15份、玻璃微珠10-20份、玻璃纤维2-8份、润滑剂0.3-0.8份、抗氧剂0.2-0.6份、偶联剂0.5-0.9份放入高混机高速混匀;
(2)加入岩棉14-23份,然后在开放式炼塑机上进行混炼,得到混炼材料;
(3)将混炼材料放入模具,并加入发泡剂0.5-1.5份,在烘箱中升温发泡后即得所述的轻质降噪复合泡沫材料。
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