一种隔音材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种隔音材料，由按重量份数计的以下组分制成：高阻尼硅橡胶60~80份、羟基硅油4~6份、二氧化硅气凝胶12~25份、过氧化二异丙苯1~2份、PP树脂60~80份、松节油18~25份、白炭黑20~30份、泡沫陶瓷粉23~38份、硫酸钡2~4份、硬脂酸钠0.4~0.9份、活性氧化锌0.3~0.5份、硅藻土6~10份、硼酸锌3~7份、高乙烯基硅油5~8份、铝酸酯偶联剂0.2~0.4份、硫化剂3~5份、促进剂1.4~1.9份。还公开了一种隔音材料的制备方法。本发明专利技术提供的隔音材料具有质轻、机械性能好、防火阻燃、能够有效吸收低频声波的特点，且制备方法简单、成本低、可批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种隔音材料及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体涉及一种隔音材料及其制备方法。
技术介绍
噪声污染已成为全球性的环境问题，已经严重影响人们的生产生活。现代社会对吸音材料的需求越来越大，对吸音材料的性能要求也越来越高。现有的吸音材料在噪音高频段有良好的吸音性能，但在低频段吸音性能较差。如何提高吸音材料在低频段的吸音性能已成为吸音材料研究领域的难点。现有装饰材料存在防水、防火、抗老化、抗冲击能力差、用材高能耗不环保、废弃后对环境有污染，不能同时有效吸收高、中、低频声波，无法阻断较低频率的声波等问题。中国专利CN103848609B公开了一种复合隔音板材，由重量百分比的粉煤灰、石灰、树脂、纤维材料、钢、铝、镁制成，能够阻绝较低频率的噪音。但是存在无机材料比重大造成容重过重，机械强度差的缺点；此外，植物纤维易吸水、发霉，在树脂间分布不均匀，与其他组分结合不紧密的缺点，造成隔音板材隔音性能不稳定，使用寿命短。专利文献CN107177058A公开了一种隔音橡胶，其原料包括：天然橡胶、膨胀珍珠岩粉、粉煤灰微珠、软化剂、丙烯酸丁酯、聚甲基乙撑碳酸酯、过硫酸钾、十二烷基硫酸钠、硬脂酸锌、填充剂、陶土。所得橡胶具有良好的力学性能和使用性能，还能隔音。但是存在制备工艺复杂、VOC浓度高、易燃的缺点。
技术实现思路
针对现有装饰材料的不足，本专利技术提供了一种隔音材料及其制备方法，具有质轻、机械性能好、防火阻燃、能够有效吸收低频声波的特点，且制备方法简单、成本低、可批量生产。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种隔音材料，由按重量份数计的以下组分制成：高阻尼硅橡胶60～80份、羟基硅油4～6份、二氧化硅气凝胶12～25份、过氧化二异丙苯1～2份、PP树脂60～80份、松节油18～25份、白炭黑20～30份、泡沫陶瓷粉23～38份、硫酸钡2～4份、硬脂酸钠0.4～0.9份、活性氧化锌0.3～0.5份、硅藻土6～10份、硼酸锌3～7份、高乙烯基硅油5～8份、铝酸酯偶联剂0.2～0.4份、硫化剂3～5份、促进剂1.4～1.9份。一种隔音材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、称量：按重量份数配比称量所用到的组分；步骤二、熔融：将PP树脂粒料加入捏合机中熔融塑化，160℃下缓慢加入二氧化硅气凝胶、泡沫陶瓷粉、硫酸钡、硅藻土、硼酸锌、高乙烯基硅油、铝酸酯偶联剂，在捏合机中熔融共混均匀，得共混熔体；步骤三、混炼：在开炼机中加入高阻尼硅橡胶，混炼2～3min，缓慢添加羟基硅油、过氧化二异丙苯、白炭黑、松节油、硬脂酸钠、活性氧化锌，20～30min添加完毕；逐步加入步骤二所得共混熔体，继续混炼4～6min，混炼成块的混合物下片，烘箱150℃处理1～2h后冷却备用；步骤四、硫化：将混合物胶片热炼，加入硫化剂、促进剂，薄通三遍，装入硫化模具置于平板硫化机中，热压即得隔音材料。进一步地，步骤四中热压温度为160℃，压力为3～6MPa。进一步地，所述泡沫陶瓷粉的制备方法为：(1)将粉煤灰过300目筛，赤泥水磨后过300目筛，烘干磨细，称取粉煤灰和赤泥过筛混合，加入发泡剂二氧化锰和黏结剂，在液压式制样机下使用2～4MPa压力下压制成型，室温保持10h备用；(2)将压制成型的坯体放入电阻炉中，预热除去坯体中的水分和有机物杂质，先程序升温至600℃，保持1h，再程序升温至发泡烧结温度900℃并保温，烧制完成后程序降温至600℃，之后自然冷却至室温得到泡沫陶瓷；(3)将步骤(2)所得泡沫陶瓷块体粉碎即得泡沫陶瓷粉。进一步地，所述泡沫陶瓷粉的制备方法中粉煤灰与赤泥的比例为1:1，发泡剂二氧化锰的添加量为0.5～2％。本专利技术所用PP树脂是一种半结晶性材料，坚硬、熔点高，抗冲击强度高，抗划痕特性好，不易开裂，但是比较脆，低频和高频隔音效果不好；通过混炼，使得高阻尼硅橡胶、PP树脂均匀混合，不但可以降低成本，改善高阻尼硅橡胶的强伸性能，还能够促进其余各组分在复合材料中的均匀分布，使得复合材料在保留PP树脂防水、防震、强度高、冲击韧性、耐环境开裂性、耐低温性能、高频隔音等优点的同时，克服了PP在低频段隔音效果较差的缺点。这与二者混合后的微观结构有关，高阻尼硅橡胶的链段运动能力与低频噪声振动频率相适应，声波在其中传播时，增大了内部消耗，消耗了噪声振动能；此外，二者的模量差别大，两相间具有一定的结合力，形成微约束阻尼结构，声波在界面处传播行为发生变化的同时还经历了多次反射，提高了隔声效果。熔融过程中在添加无机填料的同时添加偶联剂，使无机填料和基体树脂的相容性得以提高，材料的力学性能和热学性能也得到提高；硫酸钡的添加在基体之间起到了支点的作用，使得材料在受到外力的时候基体大分子不易产生滑移，阻止了裂纹的扩展，从而使材料的冲击强度提高，能够提高材料的融指，同时可以方便制备过程中调整稠度。在混炼过程中羟基硅油作为结构控制剂，能够提高材料的光滑性、缝性能及防水性，同时羟基硅油、松节油与PP树脂间、白炭黑与高阻尼硅橡胶分子间形成三维网络交联结构起到补强作用，使得复合材料具有更高的拉断伸长率和撕裂强度；加入的高乙烯基硅油能够提高改善材料的耐候、耐老化、抗紫外线性能，延长复合材料的使用寿命，还能增强材料的韧性。硫化过程活性氧化锌和硬脂酸钠能够生成锌皂，提高了氧化锌在橡胶中的溶解度，并与促进剂作用形成在橡胶中溶解性良好的络合物，活化了促进剂和硫磺，提高了硫化效率，还能提高材料的交联密度和耐老化性能。所用二氧化硅气凝胶、泡沫陶瓷粉和硅藻土均具有极高孔隙率、低密度、低导热系数的特点，能够提高板材的耐热、保温、抗老化性能；制备方法中首先通过捏合机与熔融的PP混合，再通过混炼及铝酸酯偶联剂的作用与高阻尼橡胶、PP树脂结合，极高的孔隙率能够降低板材的容重，大大提升板材的隔音性能。本专利技术通过高温烧结得到泡沫陶瓷块体再粉碎得到泡沫陶瓷粉，泡沫陶瓷块体均匀分布的闭孔结构在粉碎过程中形成部分开孔，闭孔结构在大于500Hz的高频段隔音效果很好，而开孔结构60～120Hz的低频段，有很好的隔音效果，因此泡沫陶瓷粉对全频段隔音起到重要作用。隔音材料在遇火时，高阻尼硅橡胶在高温条件下分解为二氧化硅，一方面对PP分解产生抑制作用，另一方面高阻尼硅橡胶残渣基体、二氧化硅气凝胶能够与泡沫陶瓷粉、硫酸钡、硅藻土结合，在所添加的硼酸锌作用下，在板材表面形成一层阻燃的瓷化层，抵挡热量传播，同时二氧化硅气凝胶、泡沫陶瓷和硅藻土的多孔结构可以促进橡胶及树脂受热时生成的大量气体排出，使得陶瓷层不易出现鼓包和裂纹，能够承受一定的强度。本专利技术提供的隔音材料密度在100～150g/m2，抗压强度≥8MPa，扯断强度≥25MPa，防水抗霉，抗冻级达F300，燃烧性能达A1级，在频率为20～2000Hz范围内吸声系数超过0.8。该隔音材料可作为隔音装饰板材的隔音材料层，由于其表面强度高、抗划痕性好，只需在表面涂刷一层涂料即有很好的装饰效果，自身在加热条件下具有粘性，与基材层间可通过热压结合。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：(1)本专利技术提供的隔音材料，通过选用具有良好的高频吸声性能的二氧化硅气凝胶以及全频段吸音的泡沫陶瓷粉与PP树脂熔融混合，同时加入偶联剂，能够有效地保证各组分的均匀分布及相互作用，再与在室温条件下对低频噪声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔音材料，其特征在于，由按重量份数计的以下组分制成：高阻尼硅橡胶60~80份、羟基硅油4~6份、二氧化硅气凝胶12~25份、过氧化二异丙苯1~2份、PP树脂60~80份、松节油18~25份、白炭黑20~30份、泡沫陶瓷粉23~38份、硫酸钡2~4份、硬脂酸钠0.4~0.9份、活性氧化锌0.3~0.5份、硅藻土6~10份、硼酸锌3~7份、高乙烯基硅油5~8份、铝酸酯偶联剂0.2~0.4份、硫化剂3~5份、促进剂1.4~1.9份。

【技术特征摘要】
1.一种隔音材料，其特征在于，由按重量份数计的以下组分制成：高阻尼硅橡胶60~80份、羟基硅油4~6份、二氧化硅气凝胶12~25份、过氧化二异丙苯1~2份、PP树脂60~80份、松节油18~25份、白炭黑20~30份、泡沫陶瓷粉23~38份、硫酸钡2~4份、硬脂酸钠0.4~0.9份、活性氧化锌0.3~0.5份、硅藻土6~10份、硼酸锌3~7份、高乙烯基硅油5~8份、铝酸酯偶联剂0.2~0.4份、硫化剂3~5份、促进剂1.4~1.9份。2.一种根据权利要求1所述的隔音材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、称量：按重量份数配比称量所用到的组分；步骤二、熔融：将PP树脂粒料加入捏合机中熔融塑化，160℃下缓慢加入二氧化硅气凝胶、泡沫陶瓷粉、硫酸钡、硅藻土、硼酸锌、高乙烯基硅油、铝酸酯偶联剂，在捏合机中熔融共混均匀，得共混熔体；步骤三、混炼：在开炼机中加入高阻尼硅橡胶，混炼2~3min，缓慢添加羟基硅油、过氧化二异丙苯、白炭黑、松节油、硬脂酸钠、活性氧化锌，20~30min添加完毕；逐步加入步骤二所得共混熔体，继续混炼4~6min，混炼成块的混合物下片，烘箱150℃处...

【专利技术属性】
技术研发人员：海苗苗，李明珠，
申请(专利权)人：李明珠，
类型：发明
国别省市：河南,41