CN109776036A - 一种抑菌防潮吸声板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑菌防潮吸声板的制备方法，属于装饰材料技术领域。本发明首先以高岭土、蒙脱土为原料，高岭土、蒙脱土的比表面积大、孔隙率高、抗压强度高，使得吸声板的吸声效果优异，再以柠檬皮为原料，将其粉碎后，用乙醇溶液提取其中的柠檬精油，柠檬精油具有疏水防潮性，本发明再以苎麻纤维为原料，将其经碱液处理后，以异丙醇为烷化剂，使得苎麻纤维烷基化，再以冬青叶为原料，冬青叶中含有原儿茶酸还有一些黄酮类物质，具有抑菌抗菌作用，将烷基化苎麻纤维、花生油、冬青叶共混发酵，花生油被分解成脂肪酸与甘油，根据极性相似相容原理，使得两种物质结合在一起，最后放入模具中，热压成型，得到抑菌防潮吸声板，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明公开了一种抑菌防潮吸声板的制备方法，属于装饰材料技术领域。
背景技术
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能具有吸收作用的材料，按其物理性能和吸声方式可分为多孔性吸声材料和共振吸声结构两大类。
多孔性吸声材料的结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，其吸声原理是声波进入材料孔隙后，引起孔隙中空气和材料的细小纤维振动导致摩擦和粘滞阻力，声能转变成热能而被吸收，工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。
降噪音最有效的、最根本的方式是采用吸声材料。多孔材料因其极强的声音衰减性能，通常用于各种工业应用中来吸收声音传播过程的能量。这些多孔材料已经被广泛地用于建筑施工，交通航空应用等诸多领域，并且已在提高声学性能如吸声、降噪和减震中扮演着显著角色。除了应用于噪声控制上，利用吸声性能还可以研究材料的其他性能，如剪切模量、粘弹性性能、渗透性能等。多孔材料的吸声机理是材料内部有大量微小的连通的孔隙，孔隙间彼此贯通形成空气通道，且通过表面与外界相通，可模拟为由固体框架间形成许多细管或毛细管组成的管道构造。
工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。多孔性灰泥吸声材料种类繁多，由于原料使用的不同，分为矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖、砂岩环保吸声板等。虽然该类吸声材料种类很多，但由于受制作方法、成孔机理和结构强度的限制，其孔隙率低，吸声系数低，吸声效果不好，都没有得到大面积的推广。
例如专利一种砂岩环保吸声板，它是由天然圆砂粒或天然彩色圆砂粒与环氧树脂胶混合后压成板材构成基础层，膨化珍珠岩颗粒与环氧树脂胶混合后压在板材上构成轻质层，网格布压在轻质层上起到强度拉力和骨架作用，该吸声板采用基础层、轻质材料层、网格布层和装饰面层的四层结构，其结构复杂、制造工序多，成本高。砖岩环保吸声板中基础层和轻质层的成孔机理是水分子蒸发环氧树脂胶固化后出现的自然孔隙起到吸声作用，由于水分子蒸发形成的空隙是断续的、随机的，所以其孔隙率是不可预知的，并且水分子蒸发形成的空隙大多为无法通气和储气的闭孔，该闭孔是无法完成吸声功能的，所以其吸声系数是不确定的，吸声效果并不好。并且由于采用砂粒外表面的不规则性，造成砂粒之间粘结的比表面积增大，加大了粘结剂的用量，使该吸声板的成本居高不下，影响其推广使用。现有的吸声板还存在防潮性能差、易虫蛀、霉变导致室外使用受限，并且其抗压强度低，使其使用范围存在较大的局限性的缺点。
因此，发明一种防潮性好且力学性能好的吸声板对装饰材料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，针对目前市面上存在的吸声板的防潮性能差，易被细菌感染，导致室外使用受限，并且其抗压强度低的缺陷，提供了一种抑菌防潮吸声板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种抑菌防潮吸声板的制备方法为：
将改性无机物粉末、改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机热压1～2h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板；
改性无机物粉末的制备方法为：
（1）将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎40～50min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨20～30min，过200目筛，得到无机物粉末；
（2）将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应15～20min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；
（3）收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎20～30min，得到混合液，将所得混合液、质量分数为30%的乙醇溶液混合后，放入搅拌机中，搅拌30～40min后，过滤，收集滤液，将所得混合物和滤液混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至25～35℃，搅拌反应20～30min，得到改性无机物粉末；
改性苎麻纤维制备方法为：
（1）将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍15～20min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以400～600r/min的转速，搅拌反应15～20min，得到预处理物；
（2）取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎15～20min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入沼气液以及蒸馏水，密封发酵1～2周，出料，得到改性苎麻纤维。
改性无机物粉末、改性苎麻纤维混合质量比为1︰1。
不锈钢模具中热压时控制压力为2～3MPa，温度为100～150℃。
改性无机物粉末的制备方法中高岭土、蒙脱土混合质量比为1︰1。
改性无机物粉末的制备方法中无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2。
改性无机物粉末的制备方法中混合液与质量分数为30%的乙醇溶液混合质量比为2︰3，混合物和滤液混合质量比为2︰1。
改性苎麻纤维制备方法中碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液混合质量比为5︰1，苎麻纤维置于氢氧化钠溶液中浸渍时间可进一步提高至30～35min。
改性苎麻纤维制备方法中预处理物、花生油、冬青叶粉碎物混合质量比为2︰1︰1，发酵时所加入加入沼气液以及蒸馏水的质量分别限定为发酵底物质量7～8%和5～6%。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首先以高岭土、蒙脱土为原料，高岭土、蒙脱土的比表面积大、孔隙率高、抗压强度高，这两种无机物的主要成分为二氧化硅，另外也含有氧化镁、氧化铝等物质，二氧化硅的化学性质稳定，不与盐酸反应，而氧化镁、氧化铝与盐酸反应会生成氯化铝、氯化镁等可溶于水的物质，经蒸馏水冲洗后，这些可溶于水的物质被除去，使得无机物中原本属于氧化铝、氧化镁的位置被空出，从而提升了无机物的孔隙率，使得本发明制得的吸声板的吸声效果优异，再以柠檬皮为原料，将其粉碎后，用乙醇溶液提取其中的柠檬精油，柠檬精油具有疏水防潮性，并且，它具有抗菌、抗微生物及抗病毒性，将无机物与柠檬精油混合反应，使得柠檬精油分子进入到无机物的孔隙中，柠檬精油表面的活性基团与无机物表面的活性基团因产生氢键吸附力、范德华力而结合在一起，得到改性无机物，使得改性无机物具有疏水防潮以及抑菌效果，进而使得本发明制得的吸声板的防潮、抑菌性能提升、抗压强度增大；
（2）本发明再以苎麻纤维为原料，将其经碱液处理后，以异丙醇为烷化剂，使得苎麻纤维烷基化，得到烷基化苎麻纤维，由于烷基的存在，使得纤维素氢键减少，纤维素分子之间的距离增大，孔隙率提升，它的使用使得吸声板的吸声效果进一步增强，并且阻止了纤维素大分子之间因氢键吸附力而重新结合在一起，阻止了苎麻纤维的重结晶，使得本发明制得的吸声板的韧性提升，抗压强度提升，再以冬青叶为原料，冬青叶中含有原儿茶酸还有一些黄酮类物质，具有抑菌抗菌作用，将烷基化苎麻纤维、花生油、冬青叶共混发酵，花生油被分解成脂肪酸与甘油，脂肪酸与甘油又反应生成脂肪酸脂，脂肪酸脂具有疏水防潮的作用，通过发酵作用，使得脂肪酸脂、冬青叶中含有原儿茶酸还有一些黄酮类物质与苎麻纤维结合在一起，得到改性苎麻纤维，使得改性苎麻纤维具有疏水防潮及抑菌作用，由于改性无机物粉末与改性苎麻纤维都带有非极性基团，都具有疏水性，根据极性相似相容原理，使得两种物质结合在一起，最后放入模具中，热压成型，得到抑菌防潮吸声板，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎40～50min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨20～30min，过200目筛，得到无机物粉末；将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应15～20min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎20～30min，得到混合液，将混合液、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰3混合后，放入搅拌机中，搅拌30～40min后，过滤，收集滤液；将备用混合物、上述滤液按质量比为2︰1混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至25～35℃，搅拌反应20～30min，得到改性无机物粉末，备用；将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍15～20min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以400～600r/min的转速，搅拌反应15～20min，得到预处理物；取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎15～20min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量7～8%的沼气液以及发酵底物质量5～6%的蒸馏水，密封发酵1～2周，出料，得到改性苎麻纤维；将备用改性无机物粉末、上述改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机在压力为2～3MPa，温度为100～150℃的条件下，热压1～2h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板。
改性无机物粉末的制备：将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎40min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨20min，过200目筛，得到无机物粉末；
将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应15min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；
收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎20min，得到混合液，将混合液、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰3混合后，放入搅拌机中，搅拌30min后，过滤，收集滤液；
将备用混合物、上述滤液按质量比为2︰1混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至25℃，搅拌反应20min，得到改性无机物粉末，备用；
改性苎麻纤维的制备：
将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍15min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以400r/min的转速，搅拌反应15min，得到预处理物；
取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎15min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量7%的沼气液以及发酵底物质量5%的蒸馏水，密封发酵1周，出料，得到改性苎麻纤维；
抑菌防潮吸声板的制备：
将备用改性无机物粉末、上述改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机在压力为2MPa，温度为100℃的条件下，热压1h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板。
改性无机物粉末的制备：将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎45min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨25min，过200目筛，得到无机物粉末；
将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应17min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；
收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎25min，得到混合液，将混合液、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰3混合后，放入搅拌机中，搅拌35min后，过滤，收集滤液；
将备用混合物、上述滤液按质量比为2︰1混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至30℃，搅拌反应25min，得到改性无机物粉末，备用；
改性苎麻纤维的制备：
将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍17min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以500r/min的转速，搅拌反应17min，得到预处理物；
取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎17min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量7%的沼气液以及发酵底物质量5%的蒸馏水，密封发酵1周，出料，得到改性苎麻纤维；
抑菌防潮吸声板的制备：
将备用改性无机物粉末、上述改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机在压力为2MPa，温度为120℃的条件下，热压1.5h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板。
改性无机物粉末的制备：将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎50min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨30min，过200目筛，得到无机物粉末；
将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应20min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；
收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎30min，得到混合液，将混合液、质量分数为30%的乙醇溶液按质量比为2︰3混合后，放入搅拌机中，搅拌40min后，过滤，收集滤液；
将备用混合物、上述滤液按质量比为2︰1混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至35℃，搅拌反应30min，得到改性无机物粉末，备用；
改性苎麻纤维的制备：
将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍20min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以600r/min的转速，搅拌反应20min，得到预处理物；
取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎20min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入发酵底物质量8%的沼气液以及发酵底物质量6%的蒸馏水，密封发酵2周，出料，得到改性苎麻纤维；
抑菌防潮吸声板的制备：
将备用改性无机物粉末、上述改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机在压力为3MPa，温度为150℃的条件下，热压2h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板。
对比例1：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性无机物粉末。
对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少改性苎麻纤维。
对比例3：广州某公司生产的抑菌防潮吸声板。
防潮性测试：将实例1～3和对比例中的吸声板浸入水中24h后取出，观察是否有水分浸入板材内部，并测得抑菌率。
抑菌率测试按抗菌板材标准LYT1926-2010进行检测。
抗压强度测试按GBT1935-2009标准进行检测。
吸音系数测试按GB/T18696.2-2002采用吸音系数测试仪进行检测。
表1吸声板性能测定结果
| 测试项目 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 防潮性 | 无水分浸入板材内部 | 无水分浸入板材内部 | 无水分浸入板材内部 | 有水分浸入板材内部 | 有水分浸入板材内部 | 有水分浸入板材内部 |
| 抑菌率（%） | 95.8 | 96.2 | 96.3 | 85.3 | 78.6 | 86.4 |
| 抗压强度（MPa） | 26.0 | 26.4 | 26.6 | 23.3 | 20.1 | 23.6 |
| 吸声系数（NRC） | 0.70 | 0.72 | 0.73 | 0.50 | 0.52 | 0.54 |
根据上述检测数据可知本发明的抑菌防潮吸声板防潮性好，浸入水中24h后，无水分浸入板材内部，抑菌率高，不易被细菌感染，抗压强度高，力学性能好，吸音系数高，具有广阔的应用前景。
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 (8)
1.一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
将改性无机物粉末、改性苎麻纤维按质量比为1︰1混合后，注入不锈钢模具中，用热压机热压1～2h，冷却至室温，拆模，即得抑菌防潮吸声板；
所述的改性无机物粉末的具体制备步骤为：
（1）将高岭土、蒙脱土按质量比为1︰1混合后，放入粉碎机中粉碎40～50min，过100目筛，得到无机物粉碎物，随后放入研磨机中研磨20～30min，过200目筛，得到无机物粉末；
（2）将上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2混合后，放入反应釜中，在室温条件下，搅拌反应15～20min后，用蒸馏水冲洗，得到混合物，备用；
（3）收集柠檬皮，将其放入粉碎机中，粉碎20～30min，得到混合液，将所得混合液、质量分数为30%的乙醇溶液混合后，放入搅拌机中，搅拌30～40min后，过滤，收集滤液，将所得混合物和滤液混合后，放入带有搅拌器的反应釜中，加热升温至25～35℃，搅拌反应20～30min，得到改性无机物粉末；
所述的改性苎麻纤维具体制备步骤为：
（1）将苎麻纤维放入质量分数为20%的氢氧化钠溶液中浸渍15～20min，得到碱浸产物，将碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液按质量比为5︰1混合后，放入搅拌仪中，以400～600r/min的转速，搅拌反应15～20min，得到预处理物；
（2）取冬青叶，放入粉碎仪中，粉碎15～20min，得到冬青叶粉碎物，将上述预处理物、花生油、冬青叶粉碎物按质量比为2︰1︰1混合后得到发酵底物，将发酵底物放入发酵罐中，再向发酵罐中加入沼气液以及蒸馏水，密封发酵1～2周，出料，得到改性苎麻纤维。
2.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性无机物粉末、改性苎麻纤维混合质量比为1︰1。
3.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的不锈钢模具中热压时控制压力为2～3MPa，温度为100～150℃。
4.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性无机物粉末的具体制备步骤（1）中高岭土、蒙脱土混合质量比为1︰1。
5.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性无机物粉末的具体制备步骤（2）中上述无机物粉末、质量分数为10%的盐酸按质量比为1︰2。
6.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性无机物粉末的具体制备步骤（3）中混合液与质量分数为30%的乙醇溶液混合质量比为2︰3，混合物和滤液混合质量比为2︰1。
7.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性苎麻纤维具体制备步骤（1）中碱浸产物、质量分数为30%的异丙醇溶液混合质量比为5︰1，苎麻纤维置于氢氧化钠溶液中浸渍时间可进一步提高至30～35min。
8.根据权利要求1所述的一种抑菌防潮吸声板的制备方法，其特征在于：所述的改性苎麻纤维具体制备步骤（2）中所述的预处理物、花生油、冬青叶粉碎物混合质量比为2︰1︰1，发酵时所加入加入沼气液以及蒸馏水的质量分别限定为发酵底物质量7～8%和5～6%。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112519340A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-19 | 中南林业科技大学 | 一种基于苎麻纤维与苎麻骨的吸波复合材料及其制备方法 |
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2019
- 2019-02-20 CN CN201910126945.0A patent/CN109776036A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN112519340A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-03-19 | 中南林业科技大学 | 一种基于苎麻纤维与苎麻骨的吸波复合材料及其制备方法 |
| CN112519340B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-04-22 | 中南林业科技大学 | 一种基于苎麻纤维与苎麻骨的吸波复合材料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190521 |