专利名称：一种吸音隔音复合材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种吸音隔音复合材料的制备方法。
背景技术：
随着现代工业与信息的发展，噪音污染越来越突出，明显地影响了人们的身心健康、生活质量和生活中各种设备的寿命。它与水污染、空气污染、固体废物污染并列成为当今社会四大环境公害。噪音的危害包括对听力的损伤，对人的生理效应、对人们生活和工作的影响和物理效应。(I)对听力的损伤是指人们长期在强噪音环境下工作，会使内耳听觉组织受到损伤，造成不同程度的耳聋。大量的资料表明噪音级在SOdB以下的环境，才能保证人们长期工作而不至于耳聋。在90dB以下，只能保护80%的人工作40年后不会耳聋。[2]对人的生理效应是指暴露在噪音环境中导致人体的生理发生变化。如噪音引起人烦躁、 愤怒、失望甚至沮丧，也会引起头疼、头晕、神经衰弱、血压偏高、心血管疾病，视力下降和脱发等。(3)对人们生活和工作的影响是指噪音妨碍人们休息、睡眠，干扰语言交谈和日常社交生活。据统计，40dB的连续噪音可使10%的人睡眠受到影响，70dB时可达50% ;突发的噪音在40dB时可使10%的人惊醒，到60dB时可使70%的人惊醒，只有在35dB以内才是理想的睡眠环境。(4)噪音的物理效应是指高强噪音能损坏建筑物、设备仪器等，如火·箭起飞、飞机轰轰声等能使墙壁裂缝、门窗变形、玻璃破碎、烟園倒塌，甚至可以损坏电阻、电容。
噪音对人们的生活影响较大，控制噪音传播一般包括三个环节在声源处控制、在传播途径中控制和在接收器处控制。其中效果显著，负面影响少，最为实用的是在传播途径中控制，即离不开声功能材料(主要为吸音/隔音材料)的使用。现实中存在的声功能材料并不理想，不是降噪效果差就是显得过于笨重，满足不了现代人们的需求。目前吸音隔音材料主要从单一材料到复合材料，单层到多层夹心式的方向发展，在改善声学性能同时尽量地减少重量和厚度。基于玄武岩纤维声学性能优异(最高吸音系数达到O. 99)，并且具有良好的力学性能、耐腐蚀性、耐高温、原料来源简单、相对成本较低和无三废排放等特点，应用于与PVC复合制备吸音/隔音复合材料，这将对新型声功能材料的开发、工艺优化和理论的提闻有着重要的意义。发明内容
本发明的目的是制备一种声功能材料，提供一种吸音隔音复合材料的制备方法。 该方法为低温烘燥法工艺简单，过程时间短，对环境的污染少，节约能源。
本发明提供的一种吸音隔音复合材料的制备方法，包括如下步骤(O对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理，增加纤维表面的亲和力；(2)按比例制备PVC粘结剂；(3)将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中，并加热烘干，成型后冷却。
上述步骤(I)中，碱、酸和偶联剂溶液配方为酸为10wt%的醋酸，碱为5wt%的氢氧化钠，偶联剂为2wt%的硅烷KH-550。
上述步骤(I)中，玄武岩纤维直径为13um、15um或17um,长度为3mm、6mm或9mm。
上述步骤(2)中，PVC粘结剂的配方按重量份为聚氯乙烯糊树脂(PVC) 100份，增塑剂柠檬酸三丁酯(TBC) 50份，稳定剂硬脂酸钙(CaSt2 >0. 8份，硬脂酸锌(ZnSt2 ) O. 3份和环氧大豆油(ESO) 4份。
上述步骤(3)中，玄武岩纤维与PVC粘结剂的重量比是3 9 :97 91。
上述步骤(3)中，玄武岩纤维与PVC粘结剂的混合方式当纤维为短切纤维时，纤维和粘结剂一起混合搅拌均匀；当纤维为纤维布时，按一层纤维一层粘结剂平铺在模具中。
上述步骤(3)中，加热烘干温度为170°C，保温时间为25min。
本发明的有益效果本发明所述的吸音/隔音性能指数是用阻抗管测试的吸音系数和隔音量。
本发明使用的大多是常用原料，成本不高。
本发明使用塑料配方大多属于环保材料，污染小，样品无毒。
本发明复合材料加热方式简单，只需要在烘燥箱中烘燥加热即成样品。
本发明应用到玄武岩纤维，该纤维为新型性能优异的纤维，在世界上分布广泛，价格较低并且环保。这将对于新型纤维新功能应用的发掘提供新的理论价值。
具体实施方式
下面通过某些代表性的例子进一步说明本发明，但不限制本发明的范围。
实施例一选用同样直径和长度的玄武岩短切纤维，将重量份为3份、6份或9份的表面处理后的玄武岩纤维分别混合在97份、94份或91份的PVC粘结剂中制备出来的样品，在显微镜下致密效果良好，吸音隔音性能分别为平均吸音系数分别为O. 064、0. 064和O. 07 ;平均隔音量分别为36dB、36dB和42dB。
实施例二用含量和长度相同的玄武岩短切纤维，将不同纤维直径为13Mffl、15Mffl或17ΜΠ1混合在PVC粘结剂中制成样品。其吸音隔音性能分别为平均吸音系数分别为0.064、0.064、 O. 076 ;平均隔音量分别为37dB、36dB、38dB。
实施例三同样固定纤维含量和纤维直径，选用长度分别为3mm，6mm或9mm的玄武岩纤维和PVC 粘结剂混合制备样品。吸音隔音性能分别为平均吸音系数分别 为O. 089,0. 070和O. 065 ； 平均隔音量为38dB、36dB和39dB。
实施例四按照重量份，在原配方的基础上添加AC发泡剂2份和发泡辅助剂(碳酸氢钠O. 8份，柠檬酸I份，柠檬酸钠O. 8份，纳米碳酸钙O. 5份)，同时适当地提高稳定剂的含量来降低发泡剂发泡的温度到170°C，发泡时间为20min。选用同种纤维布，按I层、2层和3层来制备样品。其吸音隔音性能分别为平均吸音系数分别为O. 15,0. 17和O. 14 ;平均隔音量分别为 29 dB、32 dB 和 34 dB。
权利要求
1.一种吸音隔音复合材料的制备方法，其特征包括如下步骤 对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理，增加纤维表面的亲和力； 按比例制备PVC粘结剂； 将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中，并加热烘干，成型后冷却。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(I)中，碱、酸和偶联剂溶液配方为酸为10wt%的醋酸,碱为5wt%的氢氧化钠,偶联剂为2wt%的娃烧KH-550。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(I)中，玄武岩纤维直径为13um、15um 或 17um,长度为 3mm>6mm 或 9mm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(2)中，PVC粘结剂的配方按重量份为聚氯乙烯糊树脂100份，增塑剂柠檬酸三丁酯50份，稳定剂硬脂酸钙O. 8份，硬脂酸锌O. 3份和环氧大豆油4份。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(3)中，玄武岩纤维与PVC粘结剂的重量比是3 9 :97 91。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(3)中，玄武岩纤维与PVC粘结剂的混合方式当纤维为短切纤维时，纤维和粘结剂一起混合搅拌均匀；当纤维为纤维布时，按一层纤维一层粘结剂平铺在模具中。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于上述步骤(3)中，加热烘干温度为170°C，保温时间为25min。
全文摘要
本发明公开了一种吸音隔音复合材料的制备方法，该方法对不同直径和长度的玄武岩纤维分别通过碱、酸和偶联剂溶液对纤维表面进行处理，增加纤维表面的亲和力；按比例制备PVC粘结剂；将表面处理后的玄武岩纤维与PVC粘结剂混合后放入模具中，并加热烘干，成型后冷却；本发明使用的大多是常用原料，成本不高；本发明属于环保材料，污染小，样品无毒；加热方式简单，只需要在烘燥箱中烘燥加热即成样品。
文档编号C08K9/06GK103044803SQ20121052177
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者张凤林, 林希宁, 曹根, 王成勇 申请人:广东工业大学