【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合减振降噪颗粒及其制备方法和颗粒阻尼器，属于减振阻尼材料。
技术介绍
1、由于颗粒阻尼技术具有调谐频带宽、环境适应性强、减振结构成本低廉、安装使用灵活等特点，近年来被逐步应用在结构振动控制领域。目前颗粒阻尼器内部填装颗粒基本为金属材料，虽然颗粒间及颗粒器壁间碰撞耗能能够达到减振效果，但由于是刚度较大的金属材料间碰撞，碰撞时会造成极大的噪音污染，因此逐步出现了减振降噪兼顾的相关研究。如cn108457395a中的器壁采用软质聚氨酯泡沫塑料，以增加颗粒与器壁的碰撞时间，降低碰撞噪音，但仍无法防止颗粒间碰撞产生的噪声。
2、矿渣、钢渣等固废是炼钢过程中产生的废渣，该些固废年均利用率低下，存量较大。随意丢弃不仅严重浪费资源，而且占用宝贵的土地。矿渣、钢渣主要含有sio2、cao、mgo、al2o3等成分，另外其中所含的fe作为一种变价元素易于发生氧化还原反应。矿渣、钢渣(统称为废渣或者固废)具有制备发泡陶瓷的可行性，发泡陶瓷内部多孔结构提供了良好的隔音降噪效果，因此将废渣应用到颗粒阻尼减振领域为提高固废的利用价值，实现资源化利用提供了可行途径。
3、因此，提供一种新型的复合减振降噪颗粒及其制备方法和颗粒阻尼器已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种复合减振降噪颗粒。
2、本专利技术的另一个目的还在于提供以上所述复合减振降噪颗粒的制备方法。
3、本专利技
4、为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种复合减振降噪颗粒，其中，所述复合减振降噪颗粒从内到外包括发泡陶瓷内核、聚多巴胺改性层及高分子聚合物弹性层，所述聚多巴胺改性层包覆于发泡陶瓷内核的外表面，所述高分子聚合物弹性层包覆于聚多巴胺改性层的外表面；
5、其中，所述高分子聚合物弹性层是以顺丁橡胶和杜仲胶为原料经共混及硫化后获得的；
6、以所述复合减振降噪颗粒的总重量为100％计，发泡陶瓷内核的含量为50％-90％，高分子聚合物弹性层的含量为10％-50％。
7、作为本专利技术以上所述复合减振降噪颗粒的一具体实施方式，其中，所述发泡陶瓷内核含有表面的开口和内部的闭口孔隙。
8、作为本专利技术以上所述复合减振降噪颗粒的一具体实施方式，其中，以所述发泡陶瓷内核的总重量为100％计，发泡陶瓷内核中sio2的含量≤55％，al2o3的含量≤14％。
9、作为本专利技术以上所述复合减振降噪颗粒的一具体实施方式，其中，所述聚多巴胺改性层的厚度为0.01-20μm。
10、作为本专利技术以上所述复合减振降噪颗粒的一具体实施方式，其中，高分子聚合物弹性层的制备过程中，以顺丁橡胶和杜仲胶的总重量为100％计，顺丁橡胶的用量为70％-90％，其余为杜仲胶。
11、作为本专利技术以上所述复合减振降噪颗粒的一具体实施方式，其中，所述共混的温度为60-65℃，时间为20-30min，所述硫化的温度为120-170℃，时间为30-60min。
12、本专利技术提供的复合减振降噪颗粒从内到外包括发泡陶瓷内核、聚多巴胺改性层及高分子聚合物弹性层，该发泡陶瓷内核由废渣通过发泡处理后制得，其内部形成多孔结构，当声波入射到发泡陶瓷表面时，引起微孔中的空气振动，将相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减，反射声减弱而达到吸声的目的。
13、发泡陶瓷表面表现出无机特性，而高分子聚合物弹性层为高分子聚合物有机物，因此本专利技术采用聚多巴胺对发泡陶瓷进行表面改性，改变了多孔发泡陶瓷的表面结构，降低了其表面无机特性，改善了发泡陶瓷与高分子聚合物弹性层界面结合性能，提高了界面结合力。另外，发泡陶瓷表面的开孔结构(即开口)也有助于提升界面结合性能。
14、所述复合减振降噪颗粒的表面层为高分子聚合物弹性层，其是先将顺丁橡胶和杜仲胶共混得到共混胶，再对所述共混胶进行硫化得到的，其中，在杜仲胶用量较少时，顺丁橡胶和杜仲胶具有很好的相容性，两者的分子可以互相作用，分子链能够相互缠绕；所述高分子聚合物弹性层比一般橡胶具有更强的耐磨性能，可延长颗粒的使用寿命，并且其弹性模量及刚度也远低于传统金属材料，因此在碰撞过程中，相同冲量条件下，高分子聚合物弹性层的碰撞时间长，因此碰撞力减少，有效降低了碰撞过程中的噪音产生。另外，由于发泡陶瓷内核与高分子聚合物弹性层的弹性模量不同，在相同应力作用在两种材料界面时会出现不同的应变，产生相对应变和附加能耗，从而可有效地改变颗粒的阻尼值。
15、另一方面，本专利技术还提供了以上所述复合减振降噪颗粒的制备方法，其中，所述制备方法包括：
16、步骤(1)：将废渣微粉及调质材料同发泡剂混合均匀得到混合料；对所述混合料进行模压成型形成坯体；再对所述坯体进行高温烧结，得到发泡陶瓷内核；
17、步骤(2)：向tris缓冲溶液中加入多巴胺及氧化剂，升温使多巴胺聚合后得到聚多巴胺溶液，将发泡陶瓷内核置于聚多巴胺溶液中以使聚多巴胺沉积于发泡陶瓷内核上形成聚多巴胺改性层，得到聚多巴胺改性的发泡陶瓷；
18、步骤(3)：将顺丁橡胶和杜仲胶进行共混得到共混胶，将共混胶加入到、硫化剂及有机溶剂及硫化剂中混合均匀得到胶浆；将聚多巴胺改性的发泡陶瓷浸入胶浆后进行干燥得到含浸陶瓷，再对所述含浸陶瓷进行硫化后得到所述复合减振降噪颗粒。
19、作为本专利技术以上所述制备方法的一具体实施方式，步骤(1)中，按照原料中sio2的重量含量≤55％，al2o3的重量含量≤14％，剩余为其他组分(如fe2o3及cao等)进行原料配方设计，选用废渣微粉及调质材料作为原料并将其同发泡剂混合均匀。
20、作为本专利技术以上所述制备方法的一具体实施方式，步骤(1)中，所述废渣微粉包括矿渣微粉、钢渣微粉等。
21、作为本专利技术以上所述制备方法的一具体实施方式，步骤(1)中，所述调质材料包括铝矾土微粉及硅灰等；
22、优选地，所述废渣微粉、铝矾土微粉的比表面积分别为300-400m2/kg。
23、当基础原料为废渣微粉，所述调质材料包括铝矾土微粉及硅灰时，硅灰以sio2计，铝矾土微粉以al2o3计，废渣微粉以sio2和al2o3计，按照原料中sio2的重量含量≤55％，al2o3的重量含量≤14％，剩余为其他组分进行原料配方设计，选用废渣微粉、铝矾土微粉及硅灰时作为原料并将其同发泡剂混合均匀。
24、作为本专利技术以上所述制备方法的一具体实施方式，步骤(1)中，以废渣微粉及调质材料的总重量为100％计，所述发泡剂的用量为0.4-2％。
25、作为本专利技术以上所述制备方法的一具体实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述复合减振降噪颗粒从内到外包括发泡陶瓷内核、聚多巴胺改性层及高分子聚合物弹性层，所述聚多巴胺改性层包覆于发泡陶瓷内核的外表面，所述高分子聚合物弹性层包覆于聚多巴胺改性层的外表面；
2.根据权利要求1所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述发泡陶瓷内核含有表面的开口和内部的闭口孔隙。
3.根据权利要求1或2所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，以所述发泡陶瓷内核的总重量为100％计，发泡陶瓷内核中SiO2的含量≤55％，Al2O3的含量≤14％。
4.根据权利要求1所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述聚多巴胺改性层的厚度为0.01-20μm。
5.权利要求1-4任一项所述复合减振降噪颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按照原料中SiO2的重量含量≤55％，Al2O3的重量含量≤14％，剩余为其他组分进行原料配方设计，选用废渣微粉及调质材料作为原料并将其同发泡剂混合均匀。
7.根据权利要求5或6所述的
8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，以废渣微粉及调质材料的总重量为100％计，所述发泡剂的用量为0.4-2％；
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述模压成型的压力为3-5MPa。
10.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述高温烧结为1190-1300℃保温烧结0.5-1.5h；优选地，所述高温烧结的升温速率为5-10℃/min。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，升温至40-55℃使多巴胺聚合后得到浓度为1-2mg/mL的聚多巴胺溶液。
12.根据权利要求5或11所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述沉积的时间为15-24h。
13.根据权利要求5或11所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)还包括：沉积过程中，每隔1-2h向聚多巴胺溶液中补充多巴胺及氧化剂，以保证聚多巴胺的浓度，提升聚多巴胺改性层的沉积速度。
14.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，
15.根据权利要求5或14所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述共混的温度为60-65℃，时间为20-30min。
16.根据权利要求5或14所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，共混胶、有机溶剂和硫化剂的用量分别为80-100重量份、120-150重量份和1-5重量份。
17.根据权利要求5或14所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)还包括：将含浸陶瓷重复浸入胶浆后进行干燥，所述重复的次数≥1次；
18.根据权利要求5或14所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述硫化为120-170℃硫化30-60min。
19.一种颗粒阻尼器，其特征在于，所述颗粒阻尼器的内部填装有权利要求1-4任一项所述的复合减振降噪颗粒。
...【技术特征摘要】
1.一种复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述复合减振降噪颗粒从内到外包括发泡陶瓷内核、聚多巴胺改性层及高分子聚合物弹性层，所述聚多巴胺改性层包覆于发泡陶瓷内核的外表面，所述高分子聚合物弹性层包覆于聚多巴胺改性层的外表面；
2.根据权利要求1所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述发泡陶瓷内核含有表面的开口和内部的闭口孔隙。
3.根据权利要求1或2所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，以所述发泡陶瓷内核的总重量为100％计，发泡陶瓷内核中sio2的含量≤55％，al2o3的含量≤14％。
4.根据权利要求1所述的复合减振降噪颗粒，其特征在于，所述聚多巴胺改性层的厚度为0.01-20μm。
5.权利要求1-4任一项所述复合减振降噪颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按照原料中sio2的重量含量≤55％，al2o3的重量含量≤14％，剩余为其他组分进行原料配方设计，选用废渣微粉及调质材料作为原料并将其同发泡剂混合均匀。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述调质材料包括铝矾土微粉及硅灰；
8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，以废渣微粉及调质材料的总重量为100％计，所述发泡剂的用量为0.4-2％；
9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述模压成型的压力为3-5mpa。
10.根据权利要求5或6所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹培泽，贺飞，郭志凯，彭占杰，王超锋，连明洋，程永龙，李佳衡，高翔，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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