一种聚酯纤维碳中和吸音板及其制备方法技术

本申请涉及吸音材料的领域，具体公开了一种聚酯纤维碳中和吸音板及其制备方法。一种聚酯纤维碳中和吸音板包括聚酯纤维吸音板基体，所述聚酯纤维吸音板基体包括以下重量份物质：聚酯纤维75～100份；纳米碳材料10～20份；所述纳米碳材料包括按乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯，所述乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1:3～4:8。其制备方法为：S1、菌剂固定化；S2、聚酯纤维吸音板制备；S2、介孔石墨烯凝胶液制备；S3、涂覆复合。本申请通过采用聚酯纤维与纳米碳材料进行复合，声波在微小空洞和气泡间穿梭，声波的振动使之与孔壁之间产生摩擦，最终导致部分声能转化为热能消耗掉，从而有效改善其吸音效果。善其吸音效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酯纤维碳中和吸音板及其制备方法


[0001]本申请涉及吸音材料的领域，尤其是涉及一种聚酯纤维碳中和吸音板及其制备方法。

技术介绍

[0002]建筑材料的发展使得建筑装饰中可采用的材料越来越多，吸音板作为一种装饰材料，通过大量的工程实践表明，建筑装饰中使用的吸声板具有吸音、环保、保温、防潮、施工简便以及颜色丰富等优势。纤维类多孔材料用于吸声历史悠久。当声波入射至多孔材料时，声波会引起多孔材料内部间隙中空气的振动与摩擦，部分声能被转化为热能耗散，声能衰减，多孔材料显示出吸声效果。
[0003]聚酯纤维吸音板是一种多孔性吸音功能建筑装饰材料，不仅有广泛的吸音频谱，同时吸音效果显著。作为一种新型吸声材料，在一些对声学要求较高的区域均有重要应用。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人认为，现有的聚酯纤维吸音板在实际使用时，由于其结构的限制，导致其吸声性能不佳，影响其使用范围。

技术实现思路

[0005]为了改善现有聚酯纤维吸音板吸声性能不佳的缺陷，本申请提供一种聚酯纤维碳中和吸音板及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种聚酯纤维碳中和吸音板，采用如下的技术方案：
[0007]一种聚酯纤维碳中和吸音板，包括聚酯纤维吸音板基体，所述聚酯纤维吸音板基体包括以下重量份物质：
[0008]聚酯纤维75～100份；
[0009]纳米碳材料10～20份；
[0010]所述纳米碳材料包括按乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯，所述乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1:3～4:8。
[0011]通过采用上述技术方案，本申请通过采用聚酯纤维与纳米碳材料进行复合，由于纳米碳材料会提供聚酯纤维制备的聚酯纤维吸音板基体中的孔隙率，当声波入射到具有微小空洞或气泡结构的材料中时，声波在微小空洞和气泡间穿梭，声波的振动会引起孔洞或气泡中空气的振动，空气的振动使之与孔壁之间产生摩擦，最终导致部分声能转化为热能消耗掉，所以本申请采用的复合结构，能在一定程度上增加声能转化为热能的总量，从而有效改善其吸音效果。
[0012]在此基础上，本申请通过选用乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯等进行复合，由于乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯均具有优异的比表面积和结构性能，能在一定程度上，提高聚酯纤维吸音板基体的界面阻尼。同时，碳材料是良好的热，能有效提高吸音板板材料的流阻、曲折系数和界面阻尼，从而进一步改善了聚酯纤维吸音板在吸声性能不佳的问题。
[0013]优选的，所述碳纳米管为羟基碳纳米管，所述羟基碳纳米管的长径比为0.1～0.3。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请进一步优化了碳纳米管的材质，通过选用羟基碳纳米管作为优选材料，对氧化石墨烯掺杂结构形成整体的支撑作用，使其作为纳米碳材料复合结构的骨架，改善了纳米碳材料在聚酯纤维表面的结合强度和稳定性能，从而延长了聚酯纤维碳中和吸音板的使用寿命。同时本申请优化了碳纳米管的长径比，使其与空气声波产生大量的相互作用和摩擦，将声波能量较大程度地转化为热能，从而进一步改善了聚酯纤维吸音板在吸声性能不佳的问题。
[0015]优选的，所述聚酯纤维碳中和吸音板还包括石墨烯泡沫层，所述石墨烯泡沫层设于所述聚酯纤维吸音板层的一侧，所述石墨烯泡沫层的孔隙率大于所述聚酯纤维吸音板的孔隙率。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请还在聚酯纤维碳中和吸音板中添加了石墨烯泡沫层，通过双层结构的设计，进一步延长了声波在聚酯纤维碳中和吸音板中的传递路径，从而有效改善了聚酯纤维碳中和吸音板的吸声效果。
[0017]优选的，所述石墨烯泡沫层的孔隙率为90％～95％。
[0018]通过采用上述技术方案，本申请技术方案优化了石墨烯泡沫层的孔隙率，优化后的孔隙率的聚酯纤维碳中和吸音板，通过对孔隙率形成梯度排列的顺序，进一步改善聚酯纤维碳中和吸音板对声音的吸附效果，同时本申请将石墨烯泡沫层设置在聚酯纤维吸音板基体的另一侧，并优化了孔隙率，石墨烯泡沫层的纤维比表面积大，纤维膜孔隙小且较致密，声波通过时更易与纤维发生碰撞，导致声能转化为内能消耗掉，达到吸音隔音的目的。
[0019]优选的，所述石墨烯泡沫层采用以下方案制成：
[0020](1)取针状氧化锌、水合肼、氧化石墨烯分散液搅拌混合并置于反应装置中，升温加压，保温反应；
[0021](2)待反应完成后，静置冷却至室温，超声分散后冷冻干燥，即可制备得所述石墨烯泡沫层。
[0022]通过采用上述技术方案，本申请通过对氧化石墨烯制备的石墨烯泡沫层中添加针状氧化锌，通过针状氧化锌与氧化石墨烯片形成堆叠结构，形成稳定的掺杂体系，由于针状氧化锌缠结牢固，既能有效避免石墨烯片层的过度堆叠与团聚，又能使石墨烯片层之间形成三维的多孔结构，从而进一步改善了聚酯纤维碳中和吸音板吸声性能不佳的问题。
[0023]优选的，所述石墨烯泡沫层比表面积为110～150m2/g，所述石墨烯泡沫层中孔隙直径为20～40μm。
[0024]通过采用上述技术方案，本申请优化了石墨烯泡沫层的比表面积和孔隙直径，由于该石墨烯泡沫层的结构蓬松，孔隙率高，利用卷曲纤维基材复合纳米纤维所制得的复合材料结构也较为蓬松，空腔厚度较大，从而有效提高了石墨烯泡沫层对声波的吸收效果，改善了聚酯纤维碳中和吸音板吸声性能不佳的问题。
[0025]优选的，所述聚酯纤维碳中和吸音板还包括过渡层，所述过渡层形成为介孔石墨烯气凝胶膜，所述介孔石墨烯气凝胶膜设于所述聚酯纤维吸音板与所述石墨烯泡沫层之间，以使所述石墨烯泡沫层与所述聚酯纤维吸音板固定相连。
[0026]通过采用上述技术方案，本申请进一步优化聚酯纤维碳中和吸音板的结构，在石墨烯泡沫层与聚酯纤维吸音板之间设置有介孔石墨烯气凝胶膜，一方面，该介孔石墨烯气凝胶膜也具有良好的孔隙效果，能在一定程度上提高声音吸收的效果。另一方面，本申请通
过设置的介孔石墨烯气凝胶膜，在石墨烯泡沫层与聚酯纤维吸音板之间形成良好的界面结构，从而提高了聚酯纤维碳中和吸音板的整体性能和结构强度。
[0027]优选的，所述介孔石墨烯气凝胶膜孔隙率大于所述聚酯纤维吸音板的孔隙率且小于所述石墨烯泡沫层的孔隙率。
[0028]通过采用上述技术方案，本申请通过优化介孔石墨烯气凝胶膜的孔隙率，使聚酯纤维碳中和吸音板形成梯度结构的孔隙吸声结构，进一步改善聚酯纤维碳中和吸音板对声音的吸附效果，同时本申请将石墨烯泡沫层设置在最后一层，由于优化后孔隙率的石墨烯泡沫层的纤维比表面积大，纤维膜孔隙小且较致密，声波通过时更易与纤维发生碰撞，导致声能转化为内能消耗掉，达到吸音隔音的目的。
[0029]第二方面，本申请提供一种聚酯纤维碳中和吸音板的制备方法，采用如下的技术方案：
[0030]一种聚酯纤维碳中和吸音板的制备方法，包括以下制备步骤：
[0031]S1、聚酯纤维吸音板制备：取纳米碳材料与去离子水搅拌混合并超声分散，得分散混合液；将分散混合液均匀喷洒至聚酯纤维表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，包括聚酯纤维吸音板基体，所述聚酯纤维吸音板基体包括以下重量份物质：聚酯纤维75～100份；纳米碳材料10～20份；所述纳米碳材料包括按乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯，所述乙炔黑、碳纳米管和氧化石墨烯的质量比为1:3～4:8。2.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述碳纳米管为羟基碳纳米管，所述羟基碳纳米管的长径比为0.1～0.3。3.根据权利要求1所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述聚酯纤维碳中和吸音板还包括石墨烯泡沫层，所述石墨烯泡沫层设于所述聚酯纤维吸音板层的一侧，所述石墨烯泡沫层的孔隙率大于所述聚酯纤维吸音板的孔隙率。4.根据权利要求3所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述石墨烯泡沫层的孔隙率为90％～95％。5.根据权利要求3所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述石墨烯泡沫层采用以下方案制成：(1)取针状氧化锌、水合肼、氧化石墨烯分散液搅拌混合并置于反应装置中，升温加压，保温反应；(2)待反应完成后，静置冷却至室温，超声分散后冷冻干燥，即可制备得所述石墨烯泡沫层。6.根据权利要求3所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述石墨烯泡沫层比表面积为110～150m2/g，所述石墨烯泡沫层中孔隙直径为20～40μm。7.据权利要求3所述的一种聚酯纤维碳中和吸音板，其特征在于，所述聚酯纤维碳中和吸音板还包括过渡层，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武思贤，周婷，张海涛，
申请(专利权)人：雅音新材料常州有限公司，
类型：发明
国别省市：