一种多重尺度孔结构的复合吸声板及其制备方法技术

本申请提供了一种多重尺度孔结构的复合吸声板及其制备方法，所述复合吸声板包括复合吸声材料，所述复合吸声材料包括直径小于2nm的第一级孔、直径为0.5μm～3μm的第二级孔以及直径为0.1mm～3mm的第三级孔；其中，所述第一级孔的容重占孔总容重的5％～50％，所述第二级孔的容重占孔总容重的20％～60％，所述第三级孔容重占孔总容重的30％～60％，其他尺度孔的容重占孔总容重的0％

【技术实现步骤摘要】
一种多重尺度孔结构的复合吸声板及其制备方法


[0001]本申请涉及环境保护材料
，特别是一种多重尺度孔结构的复合吸声板及其制备方法。

技术介绍

[0002]有机纤维、玻璃纤维棉等多孔类纤维密度低，在500Hz以上具有较佳的吸声特性，常用作调节室内混响的吸声材料。颗粒类多孔材料，如沸石、分子筛、MOFS(金属有机骨架化合物)等，这些多孔材料具有单一尺度的纳米级孔，且孔尺寸多小于1nm，由于比表面积高、孔容重大，除作为吸声材料外，还用作吸附材料、催化剂载体和过滤材料。
[0003]专利号CN113041993A介绍了一种提高扬声器虚拟体积的沸石球型多孔吸声颗粒。相对于其它多孔材料，沸石分子筛比表面积和孔容较小，气体的吸附脱附量小，作为填充材料改善扬声器低频性能有限。专利号CN111362272A介绍一种介孔二氧化硅材料，它含有大量2
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50nm的介孔二氧化硅材料且表现出较强吸附特性，作为填料可以改善扬声器的低频特性。与多孔纤维相比，尽管颗粒类多孔材料低频吸声性能更优，但受限于孔尺度特征或数量限制，其低频吸声性能仍低于预期。空气分子在不同尺度的孔隙中表现出不同的气体/流体特性，与空气分子自由程相当的微纳米空隙中，空气表现出过渡流体的特性；在远小于空气分子自由程的空隙中，空气表现出自由流体特性。因此声音在传播过程中，在不同类型孔的吸能方式有显著差异，而含有多重孔的吸声材料通过孔之间协同耦合作用，在低频区域表现具有更高的吸声特性。
[0004]生物基的材料含有天然的纳米孔，比如椰壳、动物骨头、丝瓜囊、竹麻类。在物理和化学活化过程中，这些纳米孔可以被打通，与微米孔形成纳米孔道。由于微孔数量有限，部分生物基材料的低频吸声性能并不理想，即微米孔和纳米孔的协同效应较差。

技术实现思路

[0005]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种多重尺度孔结构的复合吸声板及其制备方法，包括：
[0006]一种多重尺度孔结构的复合吸声板，所述复合吸声板包括复合吸声材料，所述复合吸声材料包括直径小于2nm的第一级孔、直径为0.5μm～3μm的第二级孔以及直径为0.1mm～3mm的第三级孔；其中，所述第一级孔的容重占孔总容重的5％～50％，所述第二级孔的容重占孔总容重的20％～60％，所述第三级孔容重占孔总容重的30％～60％，其他尺度孔的容重占孔总容重的0％
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10％。
[0007]优选地，所述第一级孔的直径小于1.5nm；所述第二级孔的直径为0.8μm～2μm；所述第三级孔的直径为0.5mm～2mm。
[0008]本申请还提供一种如上所述的多重尺度孔结构的复合吸声板的制备方法，包括步骤：
[0009]将胶黏剂、助剂、具有预设形状的微孔模板材料与碱性溶液或酸性溶液混合，得到
无机分散液；
[0010]将生物基材料在第一指定温度下碳化第一指定时间，并与所述无机分散液混合在第二指定温度下固化第二指定时间，得到多孔固化材料；
[0011]将所述多孔固化材料在第三指定温度下活化第三指定时间，经冷却、中和、清洗、干燥和粉碎后得到多孔颗粒；
[0012]按照第一预设质量比将所述多孔颗粒与多孔材料混合，并与有机树脂颗粒混合热压，得到所述复合吸声板；或，按照第二预设质量比将所述多孔颗粒与多孔材料混合，并与发泡材料混合，得到所述复合吸声板。
[0013]优选地，所述将所述多孔固化材料在第三指定温度下活化第三指定时间，经冷却、中和、清洗、干燥和粉碎后得到多孔颗粒的步骤，包括：
[0014]将所述多孔固化材料在第四指定温度下热氧化第四指定时间，得到具有微米级孔的所述多孔固化材料；
[0015]将具有微米级孔的所述多孔固化材料在第三指定温度下活化第三指定时间，经冷却、中和、清洗、干燥和粉碎后得到具有微米级孔和纳米级孔的所述多孔颗粒。
[0016]优选地，所述微孔模板材料为有机纤维或微球；
[0017]其中，所述有机纤维包括聚酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯腈纤维和聚乙烯吡咯烷酮纤维中的一种或多种，所述微球包括聚苯乙烯微球、聚丙乙烯微球、聚乙烯微球、聚乳酸微球和聚丙烯腈微球中的一种或多种。
[0018]优选地，所述胶黏剂包括偏高岭土、粉煤灰、矿粉、硅溶胶和煤焦油中的一种或多种.
[0019]优选地，所述生物基材料包括椰壳、竹、核桃壳和秸秆中的一种或多种。
[0020]优选地，所述多孔材料为碳纳米管、沸石、分子筛和石墨烯中的一种或多种。
[0021]优选地，所述发泡材料为水性聚氨酯乳液，所述水性聚氨酯乳液的制备方法包括：
[0022]将含有浓度为1％～3％异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体在第五指定温度下预热第五指定时间，得到浓度为1％～5％的所述水性聚氨酯乳液。
[0023]优选地，所述有机树脂颗粒包括酚醛树脂颗粒、三聚氰胺树脂颗粒、聚乙烯醇缩甲醛颗粒、聚乙烯醇缩丁醛颗粒和聚甲基丙烯酸甲酯颗粒中的一种或多种。
[0024]本申请具有以下优点：
[0025]在本申请的实施例中，所述复合吸声板包括复合吸声材料，所述复合吸声材料包括直径小于2nm的第一级孔、直径为0.5μm～3μm的第二级孔以及直径为0.1mm～3mm的第三级孔；其中，所述第一级孔的容重占孔总容重的5％～50％，所述第二级孔的容重占孔总容重的20％～60％，所述第三级孔容重占孔总容重的30％～60％，其他尺度孔的容重占孔总容重的0％
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10％。本申请的复合吸声板可以有效避免多孔材料的孔道被堵从而引发吸声性能衰减的问题，可以根据声波在不同孔径的吸声特性的差异，精确的控制微米级孔的尺寸及范围，保证多孔吸声材料具有更优的低频吸声性能，在更宽的频率范围表现出较佳的吸声性能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附
图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请一实施例提供的一种多重尺度孔结构的复合吸声板的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0028]为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]在本申请一实施例中，一种多重尺度孔结构的复合吸声板，所述复合吸声板包括复合吸声材料，所述复合吸声材料包括直径小于2nm的第一级孔、直径为0.5μm～3μm的第二级孔以及直径为0.1mm～3mm的第三级孔；其中，所述第一级孔的容重占孔总容重的5％～50％，所述第二级孔的容重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多重尺度孔结构的复合吸声板，其特征在于，所述复合吸声板包括复合吸声材料，所述复合吸声材料包括直径小于2nm的第一级孔、直径为0.5μm～3μm的第二级孔以及直径为0.1mm～3mm的第三级孔；其中，所述第一级孔的容重占孔总容重的5％～50％，所述第二级孔的容重占孔总容重的20％～60％，所述第三级孔容重占孔总容重的30％～60％，其他尺度孔的容重占孔总容重的0％
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10％。2.根据权利要求1所述的复合吸声板，其特征在于，所述第一级孔的直径小于1.5nm；所述第二级孔的直径为0.8μm～2μm；所述第三级孔的直径为0.5mm～2mm。3.一种如权利要求1
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2任一项所述的多重尺度孔结构的复合吸声板的制备方法，其特征在于，包括步骤：将胶黏剂、助剂、具有预设形状的微孔模板材料与碱性溶液或酸性溶液混合，得到无机分散液；将生物基材料在第一指定温度下碳化第一指定时间，并与所述无机分散液混合在第二指定温度下固化第二指定时间，得到多孔固化材料；将所述多孔固化材料在第三指定温度下活化第三指定时间，经冷却、中和、清洗、干燥和粉碎后得到多孔颗粒；按照第一预设质量比将所述多孔颗粒与多孔材料混合，并与有机树脂颗粒混合热压，得到所述复合吸声板；或，按照第二预设质量比将所述多孔颗粒与多孔材料混合，并与发泡材料混合，得到所述复合吸声板。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述多孔固化材料在第三指定温度下活化第三指定时间，经冷却、中和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李常胜，曹海琳，翁履谦，李丹，
申请(专利权)人：深圳市航天新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：