一种柔性隔声复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性隔声复合材料，该复合材料的结构主要由高密度颗粒物、黏弹性的热塑性材料以及易弯曲且抗拉伸和剪切破坏的柔性骨架所构成；本发明专利技术制备的复合材料具备了高强度、高密度、阻燃、无毒环保、耐腐蚀以及隔声效果好的优异特性，可广泛应用于公路交通，城市轨道交通，机械设备，房屋建筑、船舶、家居装饰和工业品包装等行业；另外，本发明专利技术还提供了该柔性隔声复合材料的制备方法，通过严格控制挤出温度以及后期加热温度降低材料的分解及分子迁移，得到气味低，VOC挥发物低，可挥发物低，且产品的力学性能指标优良的片材，是一种环境友好性材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种材料及其制备方法，属于隔声新材料领域，具体涉及一种柔性隔声复合材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国城市化进程的持续推进，为道路交通和房地产等基础设施的建设以及汽车、轮船、飞机、装备等制造业的发展提供了极好的发展机遇，同时因施工、交通、建筑、设备运行等带来的噪声问题也日益突出，给从事这些工作的人员以及周围居民的身心健康造成严重危害。柔性隔声材料以使用方便、低频不出现共振、高频不出现吻合效应的主要特点，在噪声控制工程中得到了较为广泛的应用，但也存在隔声能力不足、强度较低、耐候性差、环保性能差等问题，导致其使用效果不佳、寿命较短、或带来对环境的二次污染，主要原因是由于其使用的材料配比和制造方法不当造成，国内的很多专家学者都在努力探索并希望开发制造出高性能的隔声复合材料。中国专利CN1421845A，CN1424350A就曾公开了一种以PVC为基体、金属粉末为填充物的高密度隔声复合材料；中国专利CN101735530B也公开了一种以PVC和CPVC为基体，以铁粉末为填充物的隔声复合材料；中国专利CN1937031B也公开了一种利用热塑性树脂薄膜和普通纤维棉或聚氨酯泡沫塑料进行热复合而制得到的隔声高分子复合材料；中国专利CN102816378 A也公开了一种以PP为基体，硫酸钡和滑石粉为填料的中高密度隔声高分子
复合材料；中国专利CN 103044803 A也公开了一种以玄武岩纤维为基体，并利用热塑性PVC粘接剂热复合而成的隔声高分子复合材料。但目前，国内外隔声材料的密度、力学性能，抗热老化，隔声性能以及环保性能还不能完全满足多方面的技术需求，为此，本专利技术的设计者有鉴于上述问题，通过潜心研究和多次试验，综合长期从事相关工作的经验，研究设计出一种力学性能优、使用寿命长、隔声性能高、环境友好、可回收利用的柔性隔声复合材料及其简洁的制备方法，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高密度、高强度、隔声性能优异的环保型柔性隔声复合材料及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种柔性隔声复合材料，该复合材料的结构主要由高密度颗粒物、黏弹性的热塑性材料以及易弯曲且抗拉伸和剪切破坏的柔性骨架所构成；该复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)称取50～80份的高密度颗粒物，1～2份的偶联剂投入高速混合机中进行加热活化，预混温度70-110℃，预混时间2-8min，转速400-600转/min；(2)将5～20份的黏弹性的热塑性材料，30～50份的柔性骨架，5～20份的增塑剂，0.5～1.5份的抗氧剂，6～12份的阻燃剂加入高速机中混合，进一步加热预混均匀，预混温度80-120℃，预混时间2-8min，转速200-400转/min；(3)将步骤(2)的原材料在高速混合机中进一步负压预混，负压预混的温度维持80-120℃，负压预混的维持时间2-8min，负压预混的真空度-0.02Mpa～-0.04MPa，转速200-400转/min，预混结束后解除负压；(4)将步骤(3)处理后的原料通过锥双喂料机强制喂料到挤出机中进行连续挤出成片，挤出机的挤出螺杆的投料区的温度130-170℃，挤出机的挤出螺杆的塑化段的温度80-220℃，挤出机的挤出螺杆的均化区的温度160-200℃，挤出机的挤出螺杆的转速50-300转/min，原料在挤出机的挤出螺杆中的停留时间小于200s。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述高密度颗粒物为选自氧化铝、硫化铅、碘化铅、硫酸钡、碳酸铅、碳酸钙、硼酸钍、碳酸锶、蛭石粉、云母粉中的一种或多种，其颗粒密度不低于2000kg/m3，粒度不低于50目，其在复合材料中的分布密度不低于1500kg/m3。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述黏弹性的热塑性材料为选自天然橡胶、合成橡胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯、多硫化物、聚氨酯，聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醋酸乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈橡胶中的一种或多种。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述柔性骨架为柔性纤维，优选聚氨酯纤维和芳纶纤维。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述的增塑剂为选自柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三丁酯、磷酸三甲苯脂、酞酸二辛脂、酞酸二丁脂中的一种或多种。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述偶联剂为选自硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述阻燃剂为选自三氧化二锑、硼酸锌、三(壬基化苯基)亚磷酸酯中的一种。优化的，上述的一种柔性隔声复合材料，所述抗氧剂为选自2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四(Β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯
中的一种或几种。本专利技术所述的柔性隔声复合材料，根据使用用途的不同要求，隔声材料可以有不同的厚度以及不同的密度。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术主要由高密度颗粒物、黏弹性的热塑性材料以及易弯曲且抗拉伸和剪切破坏的柔性骨架所构成，通过在制备过程中添加增塑剂、偶联剂、抗氧剂、阻燃剂的原料成分，各种原料相互配合使用，通过优化组分含量，作为一个整体使得制备的复合材料具备了高强度、高密度、阻燃、无毒环保、耐腐蚀以及隔声效果好的优异特性。(2)本专利技术所述柔性隔声复合材料为环保型，无污染，符合使用的“三防”要求：防火、防水、防毒，不燃且耐高温，在240℃使用十年以上，其使用寿命高于一切工业有机高温纤维。在280℃下，经过120h，机械强度仍保持原来的70％,短时间暴露于320℃高温中也不会收缩、脆化、软化或者融熔。其材料在高温750℃时才开始碳化，燃烧时没有滴落物生成，高温燃烧离火1-2s可以自熄。(3)本专利技术所述柔性隔声复合材料经测试，常温下的平均隔声量在25-35dB，抗拉强度为85-110MPa，抗弯强度为370-420Mpa；常温面密度为3.0-5.Okg/m2；具有较好的隔声、隔热性能，材料的收缩与扭曲相对较小、尺寸稳定性高、加工性好；其性能明显达到目前已有纤维增强树脂基隔声复合材料的性能，可广泛应用于公路交通，城市轨道交通，机械设备，房屋建筑、船舶、家居装饰和工业品包装等行业，用以替代类似玻璃纤维复合材料等早期隔声材料。(4)本专利技术的制备工艺中，在挤出前采用了负压预混工艺，通过负压排除部分小分子类物质，预混工艺保证了配方材料的分散均匀性。通过严
格控制挤出温度以及后期加热温度降低材料的分解及分子迁移，得到气味低，VOC挥发物低，可挥发物低，且产品的力学性能指标优良的片材，是一种环境友好性材料。附图说明图1为本专利技术柔性隔声复合材料的结构设计示意图。图中，1、颗粒；2、黏弹性热塑性材料；3、柔性骨架层。具体实施方式实施例1一种柔性隔声复合材料，该复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)称取60份的硫酸钡，2份的硅烷类偶联剂投入高速混合机中进行加热活化，预混温度90℃，预混时间6min，转速500转/min；(2)将10份的丁二烯-丙烯腈橡胶，40份的聚氨酯纤维，10份的柠檬酸三丁酯，1份的2，6-三级丁基-4-甲基苯酚，8份的硼酸锌加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性隔声复合材料，其特征在于，该复合材料的结构主要由高密度颗粒物、黏弹性的热塑性材料以及易弯曲且抗拉伸和剪切破坏的柔性骨架所构成；该复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)称取50～80份的高密度颗粒物，1～2份的偶联剂投入高速混合机中进行加热活化，预混温度70‑110℃，预混时间2‑8min，转速400‑600转/min；(2)将5～20份的黏弹性的热塑性材料，30～50份的柔性骨架，5～20份的增塑剂，0.5～1.5份的抗氧剂，6～12份的阻燃剂加入高速机中混合，进一步加热预混均匀，预混温度80‑120℃，预混时间2‑8min，转速200‑400转/min；(3)将步骤(2)的原材料在高速混合机中进一步负压预混，负压预混的温度维持80‑120℃，负压预混的维持时间2‑8min，负压预混的真空度‑0.02Mpa～‑0.04MPa，转速200‑400转/min，预混结束后解除负压；(4)将步骤(3)处理后的原料通过锥双喂料机强制喂料到挤出机中进行连续挤出成片，挤出机的挤出螺杆的投料区的温度130‑170℃，挤出机的挤出螺杆的塑化段的温度80‑220℃，挤出机的挤出螺杆的均化区的温度160‑200℃，挤出机的挤出螺杆的转速50‑300转/min，原料在挤出机的挤出螺杆中的停留时间小于200s。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性隔声复合材料，其特征在于，该复合材料的结构主要由高密度颗粒物、黏弹性的热塑性材料以及易弯曲且抗拉伸和剪切破坏的柔性骨架所构成；该复合材料的制备方法包括如下步骤：(1)称取50～80份的高密度颗粒物，1～2份的偶联剂投入高速混合机中进行加热活化，预混温度70-110℃，预混时间2-8min，转速400-600转/min；(2)将5～20份的黏弹性的热塑性材料，30～50份的柔性骨架，5～20份的增塑剂，0.5～1.5份的抗氧剂，6～12份的阻燃剂加入高速机中混合，进一步加热预混均匀，预混温度80-120℃，预混时间2-8min，转速200-400转/min；(3)将步骤(2)的原材料在高速混合机中进一步负压预混，负压预混的温度维持80-120℃，负压预混的维持时间2-8min，负压预混的真空度-0.02Mpa～-0.04MPa，转速200-400转/min，预混结束后解除负压；(4)将步骤(3)处理后的原料通过锥双喂料机强制喂料到挤出机中进行连续挤出成片，挤出机的挤出螺杆的投料区的温度130-170℃，挤出机的挤出螺杆的塑化段的温度80-220℃，挤出机的挤出螺杆的均化区的温度160-200℃，挤出机的挤出螺杆的转速50-300转/min，原料在挤出机的挤出螺杆中的停留时间小于200s。2.根据权利要求1所述的柔性隔声复合材料，其特征在于，所述高密度颗粒物为选...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洁，夏敏，
申请(专利权)人：浙江天台澳思科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33