CN113043703A - 一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法。制备方法为：设定搅拌器以1500r/min运转以搅拌聚氨酯树脂，期间加入一定量的四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。加入适当增稠剂搅拌5分钟得到所需涂料。将涂料通过真空处理消除气泡直至涂料无气泡，至此，涂层液制备完成。将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂抹棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上在80℃下烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。然后在其表面刮涂一层薄的树脂，并将所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合、烘干。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完成。
Description
技术领域
本发明属于噪声吸收的声学功能材料领域，具体涉及一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法。
背景技术
随着全球工业及交通***的飞速发展，噪声污染对人类健康及环境所造成的危害越来越严重，已被人们视为继空气污染之后人类公共健康的第二个杀手。据研究表明，噪声在造成人类压力的诱导因素中排在第三位，而生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率则增加了30％左右。据世界卫生组织(WHO)报告称，预计到2050年，全世界近25亿人(即四分之一的人)将有某种程度的听力问题。并且噪声所带来的危害除了会影响到人的听觉***外，还有可能引发高血压、心脏病、记忆力衰退、注意力不集中、呼吸***、循环***及其他精神综合症等多种疾病，从而缩短人的寿命。
纤维制品作为常见的吸声材料之一，具有一定的吸声性能，但基本不具备隔声性能。并且由于纤维毡是利用热损耗进行吸声，因此要达到良好的吸声效果其厚度通常需大于20mm以上，且单一的纤维材料强力低，稳定性差，会给安装造成不便，且同一纤维材料其吸声频率固定，具有不可调节性。故使用单一的纤维材料作为吸声材料具有诸多的局限性。
本发明的目的在于克服上述纤维材料的厚度较厚，共振频率固定、不具备隔声性能等缺点，提供了一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法，通过将复合膜与纤维毡进行粘合，在保持纤维毡自身柔性的情况下，提高其吸声性能和隔声性能，并根据控制四氧化三铁的含量在不增加厚度的条件下控制材料共振频率的位置，以达到材料吸声效果的可调节性，相比于利用一类或一种材料制备的降噪材料，降噪效果优良，可为新型降噪材料的开发提供参考。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法。
本发明的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，采用涂层工艺和粘合工艺制备，材料组成为纤维毡和涂层。
本发明中所述涂料的组成及重量份为：水性聚氨酯：77.5～97.5重量份；四氧化三铁：0～20重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份；增稠剂：1～6重量份。
本发明中所述水性聚氨酯为半透明乳液，固体份40±1，粘度(25℃，mPa.S)小于300。
本发明中所述增稠剂为水性增稠剂，主要成分为聚氨酯化合物，PH值7.0±0.1，粘度≤3000 CPS/25℃。
本发明中所述四氧化三铁粒径为20nm，且纯度大于99％。。
本发明中所述消泡剂为有机硅消泡剂，活性成份10％。
本发明中所述分散剂为HTK-5040，流平剂为RM-2020，增稠剂为S-7011。
本发明中所述活性炭纤维毡厚度为2mm，比表面积1300m2/g。
本发明还提供了上述聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法，包括如下步骤。
1)涂料的制备：a、称量一定量的四氧化三铁、流平剂、分散剂、消泡剂和聚氨酯树脂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的用量，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层液。
2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液置于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。
3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
本发明的有益效果在于：本发明将聚氨酯/四氧化三铁复合膜与纤维毡进行复合整理，克服了单独使用一类或一种材料难以满足“薄、轻、宽、强”要求的缺点，获得了良好的降噪效果。
本发明选用的涂层技术及粘合技术简单，操作方便，所得产品不但质轻价廉，而且聚氨酯/四氧化三铁复合膜与纤维毡之间黏合性好，具有良好的吸声性能和隔声性能。
附图说明
图1为实施例所制得的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备过程图。
图2为实施例所制得的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的吸声性能检测图。
图3为实施例所制得的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的隔声性能检测图。
具体实施方式
本发明提供了一种聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1。
本实施例中聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的基布选择为活性炭纤维毡。涂料包括以下重量份组分：水性聚氨酯：97.5重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份。
其具体的制备步骤如下。
1)涂料的制备：a、称量97.5重量份的水性聚氨酯，0.5重量份的消泡剂，1重量份的分散剂及1重量份的流平剂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的实验，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层溶液。
2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。
3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
实施例2。
本实施例中聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的基布选择为活性炭纤维毡。涂料包括以下重量份组分：水性聚氨酯：87.5重量份；四氧化三铁：10重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份。
其具体的制备步骤如下。
1)涂料的制备：a、称量87.5重量份的水性聚氨酯，10重量份的四氧化三铁，0.5重量份的消泡剂，1重量份的分散剂及1重量份的流平剂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的实验，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层溶液。
2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。
3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
实施例3。
本实施例中聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的基布选择为活性炭纤维毡。涂料包括以下重量份组分：水性聚氨酯：82.5重量份；四氧化三铁：15重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份。
其具体的制备步骤如下。
1)涂料的制备：a、称量82.5重量份的水性聚氨酯，15重量份的四氧化三铁，0.5重量份的消泡剂，1重量份的分散剂及1重量份的流平剂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的实验，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层溶液。
2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。
3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
实施例4。
本实施例中聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的基布选择为活性炭纤维毡。涂料包括以下重量份组分：水性聚氨酯：77.5重量份；四氧化三铁：20重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份。
其具体的制备步骤如下。
1)涂料的制备：a、称量77.5重量份的水性聚氨酯，20重量份的四氧化三铁，0.5重量份的消泡剂，1重量份的分散剂及1重量份的流平剂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的实验，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层溶液。
2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。
3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于：采用涂层工艺及粘合工艺进行制备，材料组成为纤维毡和涂层。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述纤维毡为任何纤维制备的非织造纤维毡中的一种。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述涂料的组成及重量份为：水性聚氨酯：77.5～97.5重量份；四氧化三铁：0～20重量份；消泡剂：0.5重量份；分散剂：1重量份；流平剂：1重量份；增稠剂：1～6重量份。
4.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述水性聚氨酯为半透明乳液，固体粉40±1，粘度(25℃，mPa.S)小于300。
5.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述增稠剂为水性增稠剂，主要成分为聚氨酯化合物，PH值7.0±0.1，粘度≤3000CPS/25℃。
6.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述四氧化三铁粒径为20nm，且纯度大于99％。
7.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂，活性成份10％。
8.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述分散剂为HTK-5040，流平剂为RM-2020，增稠剂为S-7011。
9.根据权利要求3所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料，其特征在于，所述活性炭纤维毡厚度为2mm，比表面积1300m2/g。
10.根据权利要求1所述的聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)涂料的制备：a、称量一定量的四氧化三铁、流平剂、分散剂、消泡剂和聚氨酯树脂。b、将盛有聚氨酯树脂的烧杯夹持固定于搅拌器上，设定搅拌器以1500r/min运转用以搅拌树脂，期间加入四氧化三铁、分散剂、流平剂及消泡剂，直到混合物混合均匀。根据具体的用量，在烧杯中加入一定量的增稠剂，然后以1500r/min的速度搅拌5分钟，停止搅拌得到所需涂料。c、将烧杯置于真空干燥箱中，通过真空消除气泡直至涂层无气泡。因此，成功制备了涂层溶液。(2)聚氨酯/四氧化三铁复合膜的制备：将金属板固定在涂膜机上，喷涂一定量的脱模剂，调整涂膜棒厚度为1mm，将制备完成的涂层液涂于金属板上，刮涂均匀。将涂层材料放入烘箱，在80℃下进行烘干，脱模，得到柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜。(3)聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料的制备：将活性炭纤维毡置于涂膜机上，在其表面刮涂一层薄的树脂涂层，并将步骤(2)所制备的柔性聚氨酯/四氧化三铁复合膜置于其表面复合，并将复合材料整体置于烘箱中烘干取出。至此，聚聚氨酯/四氧化三铁/纤维毡柔性降噪复合材料制备完毕。
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