一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法与流程

本发明属于新材料领域，具体涉及一种耐腐蚀、抗老化、体育馆空间吸声体。

背景技术：

体育馆空间吸声体是一种分散悬吊于体育馆上方的吸声材料。它对中高频吸声非常理想，声波在其表面几乎不会产生反射，可有效控制和调整室内的混响时间，降低混响产生的噪音，改善音质（适用于对音质要求较高的场所，如体育馆、会议室等）。

空间吸声体与室内表面上的吸声材料相比，在同样投影谬下，空间吸声体具有较高的吸声效率。这是由于空间吸声体具有更大的有效吸声谬（包括空间吸声体的上顶面、下底面和侧面）；另外，由于声波在吸声体的上顶面和建筑物顶面之间多次反射，从而被多次吸收，使吸声量，了吸声效率。通常以中、高频段吸声效率的为显著。

空间吸声体的性能要求：

1、空间吸声体吸声系数实测特性应不小于以下值（混响室法）；

2、吸声体应到达防火性能；

3、在20摄氏度室温下，65%相对湿度条件下，回潮率≤0.8%。

4、400mm厚及75mm厚的吸声体的单位谬重量应≤8kg/m²。

5、具有环保性、防污、防尘、可擦洗，无超标挥发物，符合有关环保或规定。

低密度炭纤维复合材料对各个频率的声音均具有优良的吸声效果，加速吸音效率，起到了隔声降噪的效果，同时还具有阻燃隔热的作用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、硬化效果好、具有防水、防火、抗老化、抗冲击能力好，用材低能耗、环保、废弃后对环境无污染，在使用过程中，吸声效果好等优点的石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.08g/cm³-0.15g/cm³。

步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：（4-10），搅拌均匀。然后将石墨烯按一定比例添加到树脂浸渍液中，搅拌均匀。

步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为0.8mpa-4.0mpa下进行浸渍。

步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为110℃-200℃。

步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃-900℃。

步骤六：将步骤五出炉的体育馆空间吸声体坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性体育馆空间吸声体。其最终密度为0.30g/cm³-1.50g/cm³。

上述的一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的炭纤维为pan基炭纤维，丝束数为1k-12k，炭纤维针刺体布针密度为10针/cm²-40针/cm²，炭纤维长度控制在5mm-100mm。

上述的一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的树脂为环氧树脂或酚醛树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.05wt%-0.5wt%。

上述的一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的浸渍工艺，浸渍时间为1h-10h。

上述的一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的固化升温速率为5℃/h-20℃/h，保温1h-5h。

上述的一种石墨烯改性体育馆空间吸声体的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的炭化升温速率为5℃/h-30℃/h，保温1h-6h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、与传统吸声体的制备技术相比，本发明采用炭纤维作为骨架，树脂炭基体作为增强体且经过石墨烯改性的低密度、多孔炭/炭吸声体具有一定的机械强度，抗老化和耐腐蚀性能好等优点。

2、本发明工艺简单，吸声效果好，并且易于大批量生产，可按照不同要求将材料随意进行加工切割成型。

附图说明

图1是本发明制备石墨烯改性体育馆空间吸声体的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.08g/cm³，炭纤维为pan基炭纤维，丝束数为1k，布针密度为10针/cm²，炭纤维长度控制在5mm-100mm。

步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：4，树脂为环氧树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.05wt%，搅拌均匀。

步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为0.8mpa下进行浸渍，浸渍时间为1h。

步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为110℃，固化升温速率为5℃/h，保温1h。

步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为700℃，炭化升温速率为5℃/h，保温1h。

步骤六：将步骤五出炉的体育馆空间吸声体坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性体育馆空间吸声体。其最终密度为0.30g/cm³。

实施例2

步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.10g/cm³，炭纤维为pan基炭纤维，丝束数为6k，布针密度为20针/cm²，炭纤维长度控制在5mm-100mm。

步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：6，树脂为酚醛树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.1wt%，搅拌均匀。

步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为2.0mpa下进行浸渍，浸渍时间为2h。

步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为150℃，固化升温速率为10℃/h，保温3h。

步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为800℃，炭化升温速率为10℃/h，保温3h。

步骤六：将步骤五出炉的体育馆空间吸声体坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性体育馆空间吸声体。其最终密度为1.05g/cm³。

实施例3

步骤一：采用炭纤维针刺体作为预制体材料，预制体密度控制在0.15g/cm³，炭纤维为pan基炭纤维，丝束数为12k，布针密度为40针/cm²，炭纤维长度控制在5mm-100mm。

步骤二：配置树脂浸渍液，将树脂和酒精按一定的比例混合搅拌，其混合比例为树脂：酒精=1：10，树脂为环氧树脂，酒精为工业酒精，纯度≥95%，石墨烯添加量为0.5wt%，搅拌均匀。

步骤三：将步骤二中配置好的树脂浸渍液加压浸渍在预制体坯体内，压力为4.0mpa下进行浸渍，浸渍时间为10h。

步骤四：将步骤三中浸渍处理后坯体置于固化炉内进行固化处理，固化温度为200℃，固化升温速率为20℃/h，保温5h。

步骤五：将步骤四中固化处理的坯体置于炭化炉内进行炭化处理，炭化温度为900℃，炭化升温速率为20℃/h，保温5h。

步骤六：将步骤五出炉的体育馆空间吸声体坯体经过机械加工后，制得石墨烯改性体育馆空间吸声体。其最终密度为1.50g/cm³。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。