一种软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构制造技术

本发明专利技术涉及一种软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构，所述的软质聚氨酯泡沫的骨架上附着有氧化铝纳米粒子，所述的共振腔结构由所述的软质聚氨酯泡沫构成。与现有技术相比，本发明专利技术具有制备工艺简单，吸声除噪效果较优等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构


[0001]本专利技术涉及聚氨酯吸声材料制品
，具体涉及一种软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构。

技术介绍

[0002]随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，伴随着的环境问题也越发引起国家和人民大众的关注重视，目前人民主要被水污染、空气污染、固体废弃物和噪声污染这四类污染问题所困扰。其中，噪声污染对人民大众的生活影响越来越大，如何控制噪声污染、减轻噪声对人体的危害也摆在了科研工作者的案头上。变电站(换流站)低频噪声治理日益受到关注，利用吸声材料降噪成为治理低频噪声的重要途径之一。
[0003]吸声材料是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料，借助自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用的材料。吸声材料要与周围的传声介质的声特性阻抗匹配，使声能无反射地进入吸声材料，并使入射声能绝大部分被吸收。在噪声控制工程中，常常需要用到各种各样的吸声材料，而其中应用最广泛的是多孔吸声材料。多孔吸声材料具有高频吸声系数大、比重小等优点，是一种广泛采用的吸声降噪材料。其中，聚氨酯(PU)是一种性能优良的吸声材料，而软质PU泡沫塑料在吸声领域中较为出名，它综合了聚氨酯的优良高分子材料性能以及多孔材料吸声功能和柔性材料的阻尼吸声功能，具有较好的吸声、隔声性能。
[0004]中国专利CN201410649702.2公开了一种智能磁性降噪聚氨酯泡沫的制备方法，采用添加羧基铁粉或羰基镍粉的方式提高聚氨酯泡沫的吸声降噪性能。但需将添加材料铁粉进行羧酸化预处理，工序较多，工艺较为复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构，制备工艺简单，吸声除噪效果较优。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种软质聚氨酯泡沫，骨架上附着有氧化铝纳米粒子。软质聚氨酯泡沫具有开孔结构，进入材料内的声波可以在孔与孔之间的缝隙和微孔中进行传递运动，这些传递运动是由于声波振动而产生的。氧化铝纳米粒子附着在泡沫骨架上后，总体比表面积增加，纳米粒子间细微的孔隙及超微粒子之间激烈运动增大，增加了内摩擦力和黏滞阻力而使得声能衰减，提高了软质聚氨酯泡沫的吸声除噪效果。氧化铝纳米粒子粒度小，粉体比表面积大，耐热耐腐蚀，在空气中不会被氧化，且氧化铝纳米粒子与金属纳米粒子、非金属氧化物等相比，分散得更为均匀，具有良好的相容性，成本更低。
[0007]优选地，所述的氧化铝纳米粒子的附着方法包括将洁净的软质聚氨酯泡沫置于Al2O3悬浮液中浸泡培养。本专利技术采用Al2O3悬浮液直接浸泡成形的软质聚氨酯泡沫(PU泡沫)，而不是在制备泡沫的过程中加悬浮液，此方法易操作且简便。
[0008]优选地，所述的氧化铝纳米粒子的附着方法具体包括以下步骤：
[0009](1)在超声波清洗仪中加入酒精和水，放入软质聚氨酯泡沫清洗，随后将软质聚氨酯泡沫放进烘箱烘至全干；
[0010](2)用Al2O3悬浮液对烘干的软质聚氨酯泡沫进行浸泡培养，使悬浮液没过泡沫表面，浸泡完成后取出烘至全干，之后在室温下冷却，得到泡沫的骨架上附着有氧化铝纳米粒子软质聚氨酯泡沫。
[0011]本专利技术软质聚氨酯泡沫购自南通永嘉恒业海绵制品有限公司，型号为YJ
‑
002，厚度为20mm，直径为100mm，具有开孔结构，在生产运输过程中可能会落入脏污，步骤(1)操作不仅能洗去泡沫中的脏污，而且可以增加一部分开孔数量，能提高吸声性能。烘干温度为80℃，在不影响软质聚氨酯泡沫性能、结构的同时实现快速烘干。
[0012]优选地，步骤(1)所述的酒精和水的比例为1:2～4，清洗时间为10～15min；步骤(2)所述的浸泡培养时间为40～80min。
[0013]优选地，所述的氧化铝纳米粒子的粒度为200～300nm，优选为300mm。Al2O3悬浮液可购自浙江理协仪器设备有限公司，型号为AlPN，浓度0.3um/500ml。该尺寸的纳米粒子附着在泡沫骨架上，提供了较为合适的比表面积，也有利于分散，不至于团聚到一起。
[0014]一种共振腔结构，由权利要求1～5任一项所述的软质聚氨酯泡沫构成。
[0015]优选地，所述的共振腔结构包括有机玻璃底板、环形设置在有机玻璃底板上的有机玻璃侧壁以及固定在有机玻璃侧壁上软质聚氨酯泡沫。有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性、力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑方面，有机玻璃主要应用于采光体、屋顶、棚顶、楼梯和室内墙壁护板等方面；在机械方面，有机玻璃除了在飞机上用作座舱盖、风挡和弦窗外，也用作吉普车的风挡和车窗、大型建筑的天窗(可以防破碎)、电视和雷达的屏幕、仪器和设备的防护罩、电讯仪表的外壳，因此，本专利技术共振腔结构中采用有机玻璃，有利于共振腔结构的广泛应用。
[0016]优选地，所述的有机玻璃底板为厚度5mm、直径100mm的圆形底板，所述的有机玻璃侧壁为竖直设置在有机玻璃底板上的厚度5mm、外径100mm的圆环形侧壁，所述的软质聚氨酯泡沫呈直径90mm的圆板形结构，固定在有机玻璃侧壁内侧。
[0017]优选地，所述的软质聚氨酯泡沫通过添加有固化剂的环氧树脂粘合在有机玻璃侧壁上。环氧树脂和固化剂的体积比为5:1。
[0018]优选地，所述的软质聚氨酯泡沫与有机玻璃底板之间留有空气腔。空气腔的高度范围为0～20mm，优选为10mm。当声波的频率与共振吸声结构的自振频率一致时，发生共振，声波激发共振吸声结构产生振动，并使振幅达到最大，从而消耗声能，达到吸声的目的。
[0019]本专利技术软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构可应用于消声器、变电站除噪等领域。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0021]1.本专利技术软质聚氨酯泡沫及其构成的共振腔结构制备工艺简单，安全高效，吸声除噪效果较优；
[0022]2.本专利技术采用Al2O3悬浮液直接浸泡成形的软质PU泡沫，而不是在制备泡沫的过程中加悬浮液，此方法易操作且简便，所测得Al2O3‑
PU泡沫的低频吸声系数(α)较无添加时的PU泡沫高；
[0023]3.本专利技术将制备合成的Al2O3‑
PU泡沫与有机玻璃粘合，组成共振腔的结构，能够进一步改善吸声性能；
[0024]4.本专利技术在软质聚氨酯泡沫骨架上负载Al2O3纳米粒子，Al2O3纳米粒子成本低，且易于附着，可使总体比表面积增加，纳米粒子间细微的孔隙及超微粒子之间激烈运动增大，增加了内摩擦力和黏滞阻力而使得声能衰减，提高了软质聚氨酯泡沫的吸声除噪效果；
[0025]5.本专利技术共振腔结构设有空气腔，可通过吸收环境中的声音而使得一个封闭空腔中的空气产生振动，有助于吸声。
附图说明
[0026]图1为本专利技术所制备的PU泡沫和Al2O3‑
PU泡沫的SEM图，图(a)、(c)分别为20倍放大倍数下的PU泡沫和Al2O3‑
PU泡沫的微观结构图，图(b)、(d)分别为5000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的软质聚氨酯泡沫的骨架上附着有氧化铝纳米粒子。2.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的氧化铝纳米粒子的附着方法包括将洁净的软质聚氨酯泡沫置于Al2O3悬浮液中浸泡培养。3.根据权利要求2所述的软质聚氨酯泡沫，其特征在于，所述的氧化铝纳米粒子的附着方法具体包括以下步骤：(1)在超声波清洗仪中加入酒精和水，放入软质聚氨酯泡沫清洗，随后将软质聚氨酯泡沫烘至全干；(2)用Al2O3悬浮液对烘干的软质聚氨酯泡沫进行浸泡培养，使悬浮液没过泡沫表面，浸泡完成后取出烘至全干，之后在室温下冷却，得到泡沫的骨架上附着有氧化铝纳米粒子软质聚氨酯泡沫。4.根据权利要求3所述的软质聚氨酯泡沫，其特征在于，步骤(1)所述的酒精和水的比例为1:2～4，清洗时间为10～15min；步骤(2)所述的浸泡培养时间为40～80min。5.根据权利要求1所述的软质聚氨酯泡沫，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁斌霞，方欣怡，张建功，周兵，刘健犇，刘艳，蒙绍新，朱瑞，韩清鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：