含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料及其制备方法，属于化工涂料生产技术领域，包括丙烯酸乳液、苯丙乳液、压电陶瓷纤维、碳纤维和其他辅料、助剂等，丙烯酸乳液包括高Tg的第一丙烯酸乳液和低Tg的第二丙烯酸乳液，两种基体树脂的搭配使用，可扩大涂料的使用温度范围，在较宽的温域内均具有较好的吸声阻尼性能；同时该涂料中压电陶瓷纤维和碳纤维结合使用，可将涂料中声音的振动转化为电能，并通过导电的碳纤维以热能的形式耗散出去，因此涂料的吸声阻尼性能优异。

【技术实现步骤摘要】
含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料及其制备方法
本专利技术属于化工涂料生产
，具体涉及含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料及其制备方法。
技术介绍
吸声阻尼涂料是一种常用的化工涂料，吸声隔音原理在于其阻尼损耗因子，涂料内部可形成阻尼约束结构，当声音撞击涂料发出振动时，吸声阻尼涂料内部会形成一层阻尼保护层，可有效地将声波的机械能转化为热能而散发掉，从而提高隔音效果。吸声阻尼涂料广泛应用于通风管道、上下水管道、隔音房间隔板、以及车辆侧板和底板等，起到隔音作用。现有的吸声阻尼涂料中，为了提高其吸声效果，通常是对基体树脂的玻璃化转变温度进行设计，降低基体树脂的玻璃化转变温度可提高其隔音效果，但是过低的玻璃化转变温度会降低涂层的机械性能，并且需要涂覆较厚的涂层，因此会增大涂料的使用量。中国专利技术专利申请CN103483957A(一种吸音阻尼涂料)中，在涂料中加入了直径为20-500μm、长度为1-30mm的铝纤维，铝纤维对低频噪音的吸音效果好，该涂料适用于金属材质的室内吸音墙，可减弱金属板壁的振动。但是该涂料中含有硅酮，硅酮具有一定的环境污染性，对人体皮肤和眼睛等具有较强的腐蚀性和刺激性，对人体健康有害。因此，需要开发一种吸声阻尼涂料，具有良好的环境友好性，同时又具有较高的吸声阻尼强度，满足实际应用需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料，并给出了该吸声阻尼涂料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提到的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料，按照质量份数，包括如下组分：进一步地，所述丙烯酸乳液包括第一丙烯酸乳液和第二丙烯酸乳液，所述第一丙烯酸乳液的Tg为21-24℃，优选为22℃；所述第二丙烯酸乳液的Tg为-17℃至-14℃，优选为-15℃。进一步地，所述第一丙烯酸乳液的质量份数为11-16份；所述第二丙烯酸乳液的质量份数为9-12份。第一丙烯酸乳液为高玻璃化转变温度的基体树脂，第二丙烯酸乳液为低玻璃化转变温度的基体树脂，两种基体树脂搭配使用，可扩大涂料的使用温度范围，在较宽的温域内均具有较好的吸声阻尼性能。进一步地，所述云母粉包括第一云母粉和第二云母粉，所述第一云母粉的粒径为400目，第二云母粉的粒径为120目。进一步地，所述第一云母粉和第二云母粉的用量相同，且质量份数均分别为18-21份。第一云母粉的粒径小于第二云母粉，在涂料中加入云母粉可提高涂层的防腐性、机械强度和阻燃性能，两种不同粒径的云母粉搭配使用，可更好地发挥云母粉的性能能，提高涂料的综合性能。进一步地，所述涂料中还包括去离子水。为了确保涂料的储存及生产性能，可加入去离子水来调节涂料粘度；同时，在涂料使用过程中，还可根据施工情况，通过添加适量的去离子水来调节涂料的粘度。同时，上述涂料原材料中，水性分散剂可选所有市售的水性分散剂中的一种或几种，例如丙烯酸盐类聚合物、丙烯酸钠盐类聚合物等，本专利技术中优选六偏磷酸钠。阻燃剂可选所有市售的阻燃剂填料中的一种或几种，例如溴系、氮磷系、氮系、红磷系、硅系、三氧化二锑、氢氧化镁及氢氧化铝等阻燃剂，本专利技术中优选TPP粉末。进一步地，所述压电陶瓷纤维的长度为2-4mm。进一步地，所述碳纤维的长度为1-3mm。压电陶瓷纤维和碳纤维可互相搭接形成网络交联结构，用于涂料中时，压电陶瓷纤维和碳纤维的长度不可过长，过长时，会影响涂料的喷涂，因为涂料需要装入喷枪中喷出，纤维过长时，涂料会堵塞枪头，导致涂料无法正常喷涂，从而造成喷出的涂料不均匀，进而影响涂料的使用性能。但是压电陶瓷纤维和碳纤维的长度也不可过短，因为过短时，纤维之间无法形成有效的网络交联结构搭接，因此不能形成通路，无法将涂料中的热量耗散出去。本专利技术中，在涂料中加入具有导电性能的碳纤维，涂料中的压电陶瓷纤维吸收到可产生振动的声能后，振动产生压力使压电陶瓷纤维将声能转化为电能，然后通过具有导电性能的碳纤维，将电能转化为热能，最终以热能的形式耗散出去，可大大提高涂料的吸声性能。进一步地，所述压电陶瓷纤维的制备方法包括如下步骤：(1)将压电陶瓷原材料粉末加入球磨机，磨碎后预烧，将预烧后的压电陶瓷原材料粉末加入球磨机中滴加油酸，球磨后烘干备用；(2)将聚乙烯醇缩丁醛加入溶剂中，溶解后得到聚乙烯醇缩丁醛溶液；(3)按照配比，将球磨并烘干后的压电陶瓷原材料粉末加入聚乙烯醇缩丁醛溶液中，混合搅拌均匀，得混合浆液；(4)将步骤(3)中得到的混合浆液加入喷嘴中，控制喷出压力，喷出丝绵状纤维；(5)将丝绵状纤维埋于滑石粉中，并装入耐火匣钵中，置入马弗炉中进行烧结；(6)取出烧结后的纤维，清理干净后压制成毛毡状；(7)将压制成毛毡状的纤维进行油浴极化；(8)将油浴极化后的纤维进行分切，得到压电陶瓷纤维。上述步骤中，步骤(1)中，压电陶瓷原材料粉末按照质量百分比，包括如下组分：其中步骤(1)中，加入的油酸可对预烧后的压电陶瓷原材料粉末起到润滑和抗结团作用；预烧后球磨得到的压电陶瓷原材料粉末中，90％以上的粉末粒径在5μm以下。上述步骤(2)中，聚乙烯醇缩丁醛溶液中的溶剂为丁醇、异丙醇、乙醇中的一种或几种的混合溶剂，聚乙烯醇缩丁醛溶液的质量分数为11-16％；优选溶剂为乙醇，质量分数为15％。上述步骤(3)中，压电陶瓷原材料粉末与聚乙烯醇缩丁醛溶液的质量比为30-44:60-70；上述步骤(4)中，选择0.1-0.3mm的喷嘴，控制压力在0.4-0.6MPa，将浆状物从喷嘴的细孔中喷出，并迅速干燥成丝棉状纤维；上述步骤(5)中，滑石粉的粒径选择400目以上。限制滑石粉的粒径是因为：烧结过程中，聚乙烯醇缩丁醛等有机物首先会融化形成液体，液体会首先进入滑石粉颗粒堆积形成的空隙中，然后再继续升温，有机物会发生热分解变成气体挥发出去；此处选择粒径在400目以上的滑石粉的可确保滑石粉颗粒之间堆积形成的空隙尺寸合理，可对熔融的聚乙烯醇缩丁醛及分散于熔融的聚乙烯醇缩丁醛液体中的纤维起到良好的定型作用。烧结阶段包括排塑和烧成：(一)排塑过程中，升温曲线为：在室温至450℃过程中，按照50℃/h的速度缓慢升温；450℃-750℃中间在4h内等速缓慢升温。排塑过程中，马弗炉炉门微露缝隙用于排烟，主要是排除原料中的有机物(主要是油酸、聚乙烯醇缩丁醛等)分解产生的气体和水分等，待马弗炉中无烟排出时，即关紧炉门。(二)烧成过程中，在空气氛围中进行，按照300℃/h的速度升温，最高烧成温度为1280-1300℃，保温时间为1-1.5h，保温结束后停电随炉自然冷却。上述步骤(6)中，取出烧成后的纤维，清理完成后将杂乱的纤维轻轻压扁，形成毛毡状，并切割得到70mm*150mm左右的纤维毛毡。然后在步骤(7)中，将纤维毛毡的两端蘸上银浆进行固化烧结形成银电极，将其接通13KV左右的高压进行油浴极化；最后步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料，其特征在于：按照质量份数，包括如下组分：/n

【技术特征摘要】
1.含有压电陶瓷纤维的吸声阻尼涂料，其特征在于：按照质量份数，包括如下组分：





2.如权利要求1所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述丙烯酸乳液包括第一丙烯酸乳液和第二丙烯酸乳液，所述第一丙烯酸乳液的Tg为21-24℃，所述第二丙烯酸乳液的Tg为-17℃至-14℃。


3.如权利要求2所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述第一丙烯酸乳液的质量份数为11-16份；所述第二丙烯酸乳液的质量份数为9-12份。


4.如权利要求1所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述云母粉包括第一云母粉和第二云母粉，所述第一云母粉的粒径为400目，第二云母粉的粒径为120目。


5.如权利要求4所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述第一云母粉和第二云母粉的用量相同，且质量份数均分别为18-21份。


6.如权利要求1所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述涂料中还包括去离子水。


7.如权利要求1所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述压电陶瓷纤维的长度为2-4mm。


8.如权利要求1所述的吸声阻尼涂料，其特征在于：所述碳纤维的长度为1-3mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王宏辉，马年，
申请(专利权)人：江苏朝晖化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32