一種高效隔音材料及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及隔音材料制品領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中隔音材料隔音效果差，高低頻隔音不全面，有污染，易老化等問題，提供一種高效隔音材料及其制作方法。高效隔音材料包括隔音層，吸音層，氣泡層，所述氣泡層位于隔音層與吸音層之間。所述隔音層由隔音復(fù)合物制成，所述隔音復(fù)合物由包括下述物質(zhì)的原料制備而成：熱塑性樹脂，無機(jī)填料，發(fā)泡劑；所述無機(jī)填料15-80wt％；，所述發(fā)泡劑為5-15wt％，其余為熱塑性樹脂。本發(fā)明中不同粒徑的填料對應(yīng)不同波段或頻率的聲波，因此對不同頻率的聲能的消耗比較全面，隔音效果好，適宜推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種高效隔音材料及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔音材料制品領(lǐng)域，涉及一種高效、高低頻隔音全面的材料及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染也隨著產(chǎn)生，噪音污染就是環(huán)境污染的一種，已經(jīng)成為對人類的一大危害。噪音污染與水污染、大氣污染被看成是人類生活、生存環(huán)境三個主要問題。
[0003]噪音是發(fā)聲體發(fā)出的無規(guī)則聲音，聲音由物體振動引起，以波的形式在一定的介質(zhì)(如固體、液體、氣體)中進(jìn)行傳播。通常聽到的聲音為空氣聲。一般情況下，人耳可聽到的聲波頻率為20?20，OOOHz，稱為可聽聲；低于20Hz，稱為次聲波；高于20，OOOHz，稱為超聲波。所聽到聲音的音調(diào)的高低取決于聲波的頻率，高頻聲聽起來尖銳，而低頻聲給人的感覺較為沉悶。聲音的大小是由聲音的強(qiáng)弱決定的。判斷一個聲音是否屬于噪音，僅從物理學(xué)角度判斷是不夠的，主觀上的因素往往起著決定性的作用。例如，美妙的音樂對正在欣賞音樂的人來說是樂音，但對于正在學(xué)習(xí)、休息或集中精力思考問題的人可能是一種噪音。即使同一種聲音，當(dāng)人處于不同狀態(tài)、不同心情時，對聲音也會產(chǎn)生不同的主觀判斷，此時聲音可能成為噪音或樂音。因此，從生理學(xué)觀點來看，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作的聲音，即不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪音。當(dāng)噪聲對人及周圍環(huán)境造成不良影響時，就形成噪音污染。編輯本段噪音對人體健康的影響噪音引起的聽力損傷。
[0004]噪音是傷害耳朵感聲器官(耳蝸)的感覺毛細(xì)胞(Sensory haircells), —旦感覺毛細(xì)胞受到傷害，則永遠(yuǎn)不會復(fù)原。感覺高頻率的感覺毛細(xì)胞最容易受到噪音的傷害，因此一般人聽力已經(jīng)受噪音傷害了，如果沒有做聽力檢驗卻往往不自覺，直到聽力喪失到無法與人溝通時，卻為時已晚。早期聽力的喪失以4000Hz最容易發(fā)生，且雙側(cè)對稱。病患以無法聽到輕柔高頻率的聲音為主。
[0005]噪音也會引起心腦血管傷害，噪音暴露常引起高血壓，在100分貝十分鐘下腎上腺激素分泌升高，交感神經(jīng)被激動。在動物實驗上，也有相同的發(fā)現(xiàn)。雖然流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果不一致，但最近研究顯示長期噪音的暴露與高血壓呈正相關(guān)的關(guān)系。長期暴露噪音70分貝到90分貝五年，其得高血壓的危險性高達(dá)2.47倍。
[0006]噪音對生殖能力也有重要影響。近年來，一些專家提出了“環(huán)境激素”理論，指出環(huán)境中存在著能夠像激素一樣影響人體內(nèi)分泌功能的化學(xué)物質(zhì)，噪音就是其中一種。它會使人體內(nèi)分泌紊亂，長時間的噪音污染可以引起男性不育；對女性而言，則會導(dǎo)致流產(chǎn)和胎兒畸形。在其他方面的研究到目前仍無結(jié)論，尚待進(jìn)一步的探討。
[0007]此外，噪音對心理有重要影響。在高頻噪音下,一般人都有焦躁不安、容易激動的癥狀。研究發(fā)現(xiàn)噪音越高的工作場所，意外事件越多，生產(chǎn)力越低。
[0008]正因為如此，汽車、高鐵、工廠、建筑居住、醫(yī)院、機(jī)場候機(jī)室、軍事情報或監(jiān)控等場所的噪音防護(hù)成為人居、工業(yè)、軍事“綠色化”的重要指標(biāo)。[0009]隨著汽車行業(yè)制造技術(shù)的進(jìn)步，人們越來越關(guān)注乘用車車內(nèi)噪聲控制，由于國內(nèi)汽車制造技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱，在汽車研發(fā)設(shè)計時，很難將影響整車NVH品質(zhì)的要素設(shè)計到位，總是在成品車出來之后再進(jìn)行NVH整改，主要是通過車廂內(nèi)部地板、內(nèi)飾等高效降噪材料的使用，阻隔外界噪聲傳遞到乘駕艙內(nèi)，使車內(nèi)噪聲大大降低，因此對汽車降噪材料的性能要求很高。降噪材料主要包括隔音材料、阻尼減震材料以及密封材料等。對于汽車隔音問題，目前所有的隔音材料都存在不同的缺點。浙青類阻尼隔音墊在溶化過程中產(chǎn)生的氣體不能及時排出而束縛在阻尼隔音墊與鈑金結(jié)構(gòu)間，不僅影響粘接和隔音效果，而且在高溫時會產(chǎn)生很多有害氣體，影響車內(nèi)環(huán)境，危害人體健康。橡膠類阻尼墊耐高溫低溫性能較差，不耐油，易老化。
[0010]專利文獻(xiàn)CN102108742 A提供一種高效隔音材料:在乙烯樹脂層與非織造層之間注入浙青混合物，并且在非織造布上堆疊聚氨酯泡沫。這種材料使用了聚氨酯材料，易燃，在高溫時能產(chǎn)生有害氣體，并且該高效隔音材料制造十分復(fù)雜，消耗大量人力，價格昂貴。專利CN2502896公布一種塑料復(fù)合片高效隔音材料，由面層、中間層、基層組成，面層為PVC塑料片，中間層為EVA膠膜，基層為PE或PP發(fā)泡塑料片。因為PVC材料，隔音性能不理想，阻燃性能不好，不耐高溫，在較熱的環(huán)境中工作容易變形，易老化，強(qiáng)度低，并且材料中含有鹵素，會產(chǎn)生有害氣體，所以這種高效隔音材料很不環(huán)保。專利CN2612520Y公開一種包括底層、表層、阻尼層三層結(jié)構(gòu)的復(fù)合阻尼板，這種復(fù)合阻尼板的底層和表層使用的是木制板材，大大增加汽車車身重量，影響汽車整車的性能。阻尼層與底層、表層通過粘結(jié)劑連接，會產(chǎn)生有毒氣體，危害人體健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個目的是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)涉及隔音材料效果不顯著，會產(chǎn)生有毒害的氣體，危害人體健康等問題，提供一種安全環(huán)保的高效隔音材料。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個技術(shù)方案提供了一種高效隔音材料。包括隔音層，吸音層，氣泡層，所述氣泡層位于隔音層與吸音層之間。
[0013]還可以包括氈毯層，所述氈毯層位于隔音層下。
[0014]所述隔音層包括多分散顆粒填充隔音層，多分散片狀填料隔音層，多分散針狀填料隔音層中的任意一種或多種。優(yōu)選包括多分散顆粒填充隔音層，多分散片狀填料隔音層，多分散針狀填料隔音層。
[0015]所述隔音層由隔音復(fù)合物制成，所述隔音復(fù)合物由包括下述物質(zhì)的原料制備而成:熱塑性樹脂，無機(jī)填料，發(fā)泡劑；所述無機(jī)填料15-80wt%;，所述發(fā)泡劑為5-15wt%，其余為熱塑性樹脂。
[0016]所述熱塑性樹脂選自PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PP-聚丙烯、POM-聚甲醛、PET-熱塑性據(jù)對苯二甲酸乙二醇酯、PBT-對苯二甲酸丁二醇酯、PVA聚醋酸乙烯，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物,m-LLDPE茂金屬低密度線性聚乙烯等中的一種或多種的混合物。
[0017]若選擇多種熱塑性樹脂，幾種樹脂之間必須具有良好的熱力學(xué)或動力學(xué)相容性。對于相容性好的樹脂，可以通過工藝控制使得其共混物形成穩(wěn)定的微觀相區(qū)或均相體系，不發(fā)生相分離。聚合物間相容性與其溶度參數(shù)，特征基團(tuán)及其分布，極性，表面張力，結(jié)晶性質(zhì)等物化參數(shù)有關(guān)。
[0018]一般來說，提到隔音材料，就是說比重很高的物質(zhì)，換句話說是重量層，一般密度要達(dá)到1-2.5g/cm3。高分子樹脂大部分都是密度在lg/cm3以下的物質(zhì)，如果樹脂類的重量超過總重量的80 %，那么就無法達(dá)到能充分發(fā)揮隔音材料性能的比重。因此，為了達(dá)到隔音材料所要求的比重，要添加密度在2-4g/cm3的無機(jī)填充物，更重要的是，無機(jī)填料的存在，會在隔音材料內(nèi)部對聲波進(jìn)行反射，吸收，達(dá)到較好的隔音效果。
[0019]所述無機(jī)填料包括顆粒形無機(jī)填料，片形無機(jī)填料，針形無機(jī)填料。
[0020]所述顆粒形填充物可以包括二氧化硅，硅酸鹽，硫酸鋇，碳酸鈣，玻璃微球，陶瓷粉，硅砂等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇二氧化硅為顆粒填充物；
[0021]片形填充物可以包括片云母，片狀高嶺土，片狀氧化鋅等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇片狀高嶺土為片形填充物；
[0022]針形填充物可以包括海泡石，硅灰石，硅鎂土等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇硅灰石為針狀填充物；
[0023]所需發(fā)泡劑為4，4’_ 二-磺酰肼二苯醚、對甲苯磺酰氨基脲、N，N’_ 二亞硝基五亞甲基四胺、偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼類，石油醚、碳酸氫鈉、碳酸氫銨等中的一種或幾種。優(yōu)選的，選擇發(fā)泡劑對甲苯磺酰氨基脲，使用比例為0-5wt%。
[0024]苯磺酰肼類，指苯磺酰肼、4，4’ 一氧化雙苯磺酰肼，1，3 —苯二磺酰肼等。
[0025]所述發(fā)泡促進(jìn)劑為硬脂酸鹽、氧化鋅、磷酸鹽、尿素、乙二醇等，優(yōu)選地，使用尿素為發(fā)泡促進(jìn)劑，所述發(fā)泡促進(jìn)劑的使用比例為0-5wt% ;所述硬脂酸鹽尤其指硬脂酸鈉，硬脂酸鋅，硬脂酸鈣等。所述磷酸鹽尤其指磷酸鈉，磷酸鈣，磷酸二氫鈣，磷酸銨，磷酸氫二銨、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鈣、磷酸二氫鉀等。
[0026]在樹脂中有效的添加填充物和把隔音材料的制造價格控制在合理范圍內(nèi)都很重要。所以要選擇有高充填性，且與無機(jī)填料具有良好相容性和具有合理價格的低廉樹脂。所以本發(fā)明中選擇的樹脂包括茂金屬聚烯烴，如m-LLDPE茂金屬低密度線性聚乙烯，烯烴基的極性粘合劑聚合物以及其他熱熔型聚合物樹脂。使用茂金屬聚烯烴或化學(xué)結(jié)構(gòu)上非常穩(wěn)定的烯烴基的極性粘合劑聚合物導(dǎo)致的結(jié)果是，材料的耐熱抗老化性能，耐臭氧性能，耐沖擊強(qiáng)度性能良好，對各種環(huán)境因素的免疫力強(qiáng)，而且這種復(fù)合樹脂更好的使無機(jī)填料得到很好的分散，制成的隔音層中無機(jī)填料的分散更均勻，隔音效果更好。
[0027]還可以包括助劑，根據(jù)材料性質(zhì)比如耐燃性、抗老化性，或綜合性能的需要，適當(dāng)添加的助劑包括抗氧化劑，增粘劑，增塑劑，抗氧化劑，各種阻燃劑以及穩(wěn)定劑等。
[0028]所述助劑包括抗氧化劑，增粘劑，增塑劑，抗氧化劑，阻燃劑以及穩(wěn)定劑，著色劑中的任意一種或多種；所述增粘劑為石油樹脂C9、石油樹脂C5、萜烯樹脂、松香、古馬隆樹脂中的一種或幾種，優(yōu)選地，選用石油樹脂C9，使用比例為0-5wt% ;所述增塑劑包括DOP-鄰苯二甲酸二辛酯，DBP-鄰苯二甲酸二丁酯，DINP-鄰苯二甲酸二異壬酯，DIDP鄰苯二甲酸二異癸酯等中的一種或多種。優(yōu)選地，選用DINP為外增塑劑，使用比例為O-1Owt% ;所述抗氧劑為2，6-二叔丁基對甲酚、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三癸酯中的一種或其復(fù)配體系，優(yōu)選地，選用2，6_ 二叔丁基對甲酚為抗氧化劑，使用比例為0-5wt% ;阻燃劑包括氫氧化鎂，氫氧化鋁，TDCPP,聚磷酸銨，八溴醚，磷酸三苯酯，六溴環(huán)十二烷，MPP,硼酸鋅，十溴二苯乙烷，包覆紅磷，TBC等，優(yōu)選地，選用磷酸三苯酯，使用比例為0-5wt% ;穩(wěn)定劑包括各種皂鹽(硬脂酸鋅/硬脂酸鈣)，有機(jī)錫(二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫，DOTTG)，有機(jī)銻，亞磷酸酯穩(wěn)定劑，以及各種輔助穩(wěn)定劑與其復(fù)合物。優(yōu)選地，選用硬脂酸鋅為穩(wěn)定劑，使用比例為 O-1Owt%。
[0029]這里需要注明的是，增塑劑包括內(nèi)增塑劑與外增塑劑，對于氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物等，可以不外加增塑劑。
[0030]但若以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲醛、熱塑性據(jù)對苯二甲酸乙二醇酯、聚醋酸乙烯等熱塑性樹脂為基體，則應(yīng)該包括DOP-鄰苯二甲酸二辛酯，DBP-鄰苯二甲酸二丁酯，DINP-鄰苯二甲酸二異壬酯，DIDP鄰苯二甲酸二異癸酯等中的一種或多種。優(yōu)選地，選用DINP為外增塑劑，使用比例為0.5-10wt% ；
[0031]無機(jī)填充物的尺度分布為多分散的。為達(dá)到良好的多分散效果，以微米級商業(yè)化無機(jī)填料為初料。
[0032]本發(fā)明涉及高效隔音材料的制備方法如下:
[0033]1.制作隔音復(fù)合物；
[0034]2.將隔音復(fù)合物制成隔音層；
[0035]3.將吸音層粘在隔音層上；
[0036]4.將氣泡層貼在隔音層上。
[0037]當(dāng)包括氈毯層時，按照如下方法制備高效隔音材料:
[0038]1.制作隔音復(fù)合物；
[0039]2.將隔音復(fù)合物制成隔音層；
[0040]3.將吸音層粘在隔音層上，制成的半成品為隔音合成物，將隔音合成物在氈毯層上進(jìn)行鍍層加工；
[0041]4.將氣泡層貼在隔音層上。
[0042]所述隔音復(fù)合物的制備按照如下工藝進(jìn)行:
[0043]A)將初料在研磨機(jī)下研磨，按照不同的條件形成各種類型及各種尺寸的的無機(jī)填料，然后混合；
[0044]B)融合各種原料，制成本產(chǎn)品:調(diào)整熔化罐的溫度至70_85°C，加入熱塑性樹脂與各種助劑，攪拌并升溫至高于熱塑性樹脂熔融溫度2-5°C情況下，待原料完全熔融后，保持溫度，攪拌10-60分鐘，然后加入無機(jī)填料繼續(xù)攪拌混煉，直至無機(jī)填料分散均勻，通過壓延機(jī)擠出成型，制成本產(chǎn)品。
[0045]更進(jìn)一步的，所述隔音復(fù)合物的制備按照如下工藝進(jìn)行:
[0046]將初料在研磨機(jī)下研磨。所述初料為亞毫米-微米級，優(yōu)選微米級的上述無機(jī)填料；研磨不同時間或改變其他研磨參數(shù)，比如粉磨機(jī)所提供的剪切速度、剪切力的方向與剪切模式等。會導(dǎo)致最終粒子呈現(xiàn)不同的粒子分布與尺度，比如可以覆蓋從納米級到微米級的粒子尺度分布。可以使用球磨機(jī)，以相同的參數(shù)配置，如在恒定轉(zhuǎn)速50rpm，分別研磨3天以上，得到球樣1，片樣1，針樣I ;0.5到3天，得到球樣2，片樣2，針樣2 ;2到12個小時，得至IJ球樣3，片樣3，針樣3。然后，將研磨不同時間的物料以一定比例混合。
[0047]所述顆粒形填充物中球樣I的重量是3-97%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是3_97%，球樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97% ;優(yōu)選的，球樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，球樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的，球樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45%，球樣3的.重量分?jǐn)?shù)是5-20% ；
[0048]所述片狀填充物中片樣I的重量是3-97%，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是3-97%，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97% ;優(yōu)選的，選項4中片樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的，片樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55 %，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45 %，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-20 % ；
[0049]所述針狀填充物中針樣I的重量是3-97%，針樣2的重量分?jǐn)?shù)是3-97%，針樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97% ;優(yōu)選的，選項6中針樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，針樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，針樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的，針樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55%，針樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45 %，針樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-20 % ；
[0050]調(diào)整熔化罐的溫度至75°C，加入熱塑性樹脂顆粒、發(fā)泡劑、助劑，保持罐內(nèi)溫度在高于聚合物樹脂的熔融溫度下攪拌，待原料完全熔融后，攪拌30分鐘，然后加入無機(jī)填料繼續(xù)攪拌混煉，直至無機(jī)填料分散均勻，通過壓延機(jī)擠出成型，制成隔音復(fù)合物。
[0051]本發(fā)明在隔音材料中，不僅可以填充顆粒形重量填充物，還可以填充片形或針形重量填充物。最終形成三層隔音層。多種形狀、多種尺度粒子能對聲音產(chǎn)生反射、吸收。片形填充物具有一種微型矩陣結(jié)構(gòu)，與隔音材料的表面平行排列，體積小，厚度薄，能夠?qū)⑼ㄟ^顆粒形填充物的聲音和噪音成功的反射。這樣能夠大大增強(qiáng)材料的弱點從而提高隔音特性。
[0052]使用隔音合成物制造隔音層(4，5，6)，之后在隔音層上貼上吸音層(I)，最終制成隔音材料。隔音合成物準(zhǔn)備好后，將其投入到溫度在150°C以上的碾壓機(jī)器中，在地毯材料
(3)上進(jìn)行鍍層加工。然后，使用壓縮的方法將氣泡層(2)貼在隔音層(4，5，6)上。這里的隔音合成物處在熔融溫度以上，因此可以使用模頭在地毯材料(3)進(jìn)行厚度在0.5-5_之間的鍍層加工。
[0053]隔音層由氈毯層(3)與氣泡層(2)以及兩者之間的隔音層(4，5，6)組成。將隔音層加熱，把吸音層(I)貼上去，制成隔音材料，然后將制造好的隔音材料(200)以想要的形狀進(jìn)行加工。也可以將吸音層(I)的黏著與成形加工合二為一，簡化制造流程，減少制造費用。吸音層中含有的烯烴基的極性粘合劑聚合物黏著性非常好。
[0054]隔音材料的氈毯層(3)是使用尼龍作為主材料制造的；
[0055]氣泡層(2)是使用聚酯，比如聚對苯二甲酸乙二酯PET或玻璃纖維等具有一定機(jī)械強(qiáng)度的多泡材料作為主材料制造的，為現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品，可由購買獲得，能夠防止隔音材料(4，5，6)在成形的過程中變形，或者粘到機(jī)器上；吸音層(I)是使用能夠吸收音波的材料制造的，是使用聚酯比如聚對苯二甲酸乙二酯PET或玻璃纖維等具有一定機(jī)械強(qiáng)度的多泡材料作為主材料制造的，市場有售。
[0056]本發(fā)明中“隔音復(fù)合物”指聚合物與無機(jī)填料等混合制備的復(fù)合物；“隔音層”指將隔音合成物模壓成型后的層狀產(chǎn)品；“隔音合成物”指吸音層粘在隔音層上，制成的半成品；“隔音材料”指將隔音層與吸音層、氣泡層等多層復(fù)合制備的材料。
[0057]有益效果:
[0058]本發(fā)明隔音材料對不同頻率的聲音均具有良好的隔離能力。此外，它能夠提高材料的耐熱抗老化性，耐臭氧性，耐沖擊強(qiáng)度，使得隔音合成物在除塵、隔音方面的效果非常良好，可以應(yīng)用于汽車、家裝內(nèi)飾以及影院娛樂場所等。
[0059]現(xiàn)有技術(shù)中無機(jī)填料在樹脂中容易團(tuán)聚，使得無機(jī)填料分布不均勻，影響產(chǎn)品的隔音效果，這是現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的技術(shù)難題，本發(fā)明中發(fā)明人經(jīng)過大量實驗，選擇了合適的發(fā)泡劑對甲苯磺酰氨基脲發(fā)泡劑，合適發(fā)泡劑的使用可以幫助材料產(chǎn)生更加復(fù)雜的多層次結(jié)構(gòu)，并影響目標(biāo)產(chǎn)品的隔聲性能。進(jìn)入材料內(nèi)部的聲波會引起微孔內(nèi)空氣的振動，可以消耗聲能。除了填料與聚合物之間接觸邊緣所產(chǎn)生的微孔，聲波在材料的孔隙中傳播引起孔洞內(nèi)空氣振動，造成它和孔壁的摩擦，由此產(chǎn)生速度梯度而導(dǎo)致粘滯阻礙作用，使部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能被耗散掉。不同孔徑的微孔對應(yīng)不同波段或頻率的聲波，因此對高低頻率(但大于500Hz)的聲能的消耗比較全面。
[0060]本發(fā)明所述及的發(fā)泡劑對甲苯磺酰氨基脲具有非常特有的性質(zhì)?？刂颇蛩氐奶砑恿浚梢哉{(diào)整對甲苯磺酰氨基脲的分解速度，且在不同程度上調(diào)整多孔-顆粒多層次結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，使其成為可控因素。并且將尿素與對甲苯磺酰氨基脲搭配使用，將更有效的提高材料內(nèi)部多層次結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，使得無機(jī)填料能夠在熱塑性樹脂中均勻分散，最終提高材料的高低頻隔音性能；適量對甲苯磺酰氨基脲、尿素可以與本發(fā)明中選擇的無機(jī)填料作用，產(chǎn)生更加有序的多層次結(jié)構(gòu)。在這種有序結(jié)構(gòu)中，無機(jī)填料表面連接著無數(shù)微小氣泡，尺度從納米至亞微米級不等。在亞微米尺度以上的填料表面，可以形成近似于“微孔薄層”的結(jié)構(gòu)。這對聲波的衰減作用更加強(qiáng)大，是其它發(fā)泡劑所無法實現(xiàn)的效果，而且，由于無機(jī)填料表面連接著無數(shù)微小氣泡，使得無機(jī)填料不易聚團(tuán)，使無機(jī)填料分散得更均勻，提高了產(chǎn)品的性能。
[0061]在由填料/聚合物復(fù)合材料制成的隔音復(fù)合物中，聲音的衰減涉及到破壞分子間非鍵作用力來增加內(nèi)摩擦，以及重質(zhì)材料的質(zhì)量負(fù)荷作用。各顆粒之間的粘接不規(guī)則，這樣的結(jié)構(gòu)有效地增加了入射聲波的內(nèi)摩擦，存產(chǎn)生弛豫效應(yīng)吸聲。不同粒徑的填料對應(yīng)不同波段或頻率的聲波，因此對不同頻率的聲能的消耗比較全面，隔音效果好，適宜推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0062]圖1是本發(fā)明的單隔音層隔音材料斷面圖；
[0063]圖2是本發(fā)明的雙隔音層隔音材料斷面圖；
[0064]圖3是本發(fā)明的三隔音層隔音材料斷面圖。
【具體實施方式】
[0065]下面結(jié)合實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0066]實施例1
[0067]對應(yīng)圖1/表I所不隔音材料
[0068]原料:m-LLDPE熱塑性樹脂40kg ;偶氮二甲酰胺比例IOkg ;氧化鋅2.5kg ;石油樹脂5kg ;2，6- 二叔丁基對甲酚2.5kg ;微米級碳酸鈣細(xì)粉40kg ;硬脂酸鋅2kg，DINP 3.5kg ；2，6-二叔丁基對甲酚Ikg ;石油樹脂C91kg ;磷酸三苯酯Ikg ;硬脂酸鋅Ikg ；
[0069]發(fā)泡PET板材，發(fā)泡PET板材做為吸音層；
[0070]納米-亞微米-微米級無機(jī)細(xì)粉的制備與預(yù)處理[0071]使用球磨機(jī)，以相同的參數(shù)配置，如在恒定轉(zhuǎn)速50rpm，對微米級無機(jī)填料分別研磨10天，得到球樣1，片樣1，針樣1 ;1.5天，得到球樣2,片樣2，針樣2 ;5個小時，得到球樣3，片樣3，針樣3。然后，將研磨不同時間的物料以一定比例混合。無機(jī)填料的粒徑分布與形貌特征可以使用Mastersizer 3000粉末粒度分析儀來表征。然后，將尺度在納米范圍的多形貌物料以一定比例混合。
[0072]隔音合成物的制備
[0073]調(diào)整熔化罐的溫度至60_90°C，加入m-LLDPE、偶氮二甲酰胺、尿素、石油樹脂、2，6-二叔丁基對甲酚。保持罐內(nèi)溫度在高于聚合物樹脂的熔融溫度攪拌。待原料完全熔融后，攪拌30分鐘，然后加入表面改性的多尺度碳酸鈣及除其他原料繼續(xù)攪拌混煉，直至無機(jī)填料分散均勻。
[0074]同樣的，制備表面改性的片狀高嶺土的隔音合成物以及表面改性的硅灰石的隔音合成物。
[0075]隔音材料的制備
[0076]將準(zhǔn)備好的隔音合成物放入碾壓成型的機(jī)器，通過又寬又薄的模頭空間，附著在地毯材料上之后將氣泡層壓縮附著在上面，制造隔音層；在隔音層上面使用熱熔膠將吸音層附著其上形成隔音材料；以及將隔音材料按照要求的形狀成型。
[0077]表格1
[0078]5.0mm厚吸音層+0.5mm PET+3mm厚隔音層,單層隔音層(多分散碳酸1丐填料)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效隔音材料，其特征在于，包括隔音層，吸音層，氣泡層，所述氣泡層位于隔音層與吸音層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述高效隔音材料，其特征在于，包括氈毯層，所述氈毯層位于隔音層下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效隔音材料，其特征在于，所述隔音層包括多分散顆粒填充隔音層，多分散片狀填料隔音層，多分散針狀填料隔音層中的任意一種或多種。優(yōu)選包括多分散顆粒填充隔音層，多分散片狀填料隔音層，多分散針狀填料隔音層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高效隔音材料，其特征在于，所述隔音層由隔音復(fù)合物制成，所述隔音復(fù)合物由包括下述物質(zhì)的原料制備而成:熱塑性樹脂，無機(jī)填料，發(fā)泡劑；所述無機(jī)填料15-80wt% ；，所述發(fā)泡劑為5-15wt%，其余為熱塑性樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述高效隔音材料，其特征在于，所述熱塑性樹脂選自PE-聚乙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PP-聚丙烯、POM-聚甲醛、PET-熱塑性據(jù)對苯二甲酸乙二醇酯、PBT-對苯二甲酸丁二醇酯、PVA聚醋酸乙烯，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯共聚物，m-LLDPE茂金屬低密度線性聚乙烯等中的一種或多種的混合物；所述無機(jī)填料包括顆粒形無機(jī)填料，片形無機(jī)填料，針形無機(jī)填料；所述顆粒形填充物可以包括二氧化硅，硅酸鹽，硫酸鋇，碳酸鈣，硅砂，玻璃微球，陶瓷粉等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇二氧化硅為顆粒填充物；片形填充物可以包括片云母，片狀高嶺土，片狀氧化鋅等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇片狀高嶺土為片形填充物；針形填充物可以包括海泡石，硅灰石，硅鎂土等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇硅灰石為針狀填充物；所述發(fā)泡劑為4，4’ - 二-磺酰肼二苯醚、對甲苯磺酰氨基脲、N，N’ - 二亞硝基五亞甲基四胺、偶氮二甲酰胺、苯磺酰肼類、石油醚、碳酸氫鈉、碳酸氫銨等中的一種或幾種；優(yōu)選的，選擇發(fā)泡劑對甲苯磺酰氨基脲，使用比例為0-5wt %。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高效隔音材料，其特征在于，還包括發(fā)泡促進(jìn)劑所述發(fā)泡促進(jìn)劑為硬脂酸鹽、氧化鋅、磷酸鹽、尿素、乙二醇，優(yōu)選地，使用尿素為發(fā)泡促進(jìn)劑，所述發(fā)泡促進(jìn)劑的使用比例為0-5wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高效隔音材料，其特征在于，還包括助劑，所述助劑包括抗氧化劑，增粘劑，增塑劑，抗氧化劑，阻燃劑以及穩(wěn)定劑，著色劑中的任意一種或多種；所述增粘劑為石油樹脂C9、石油樹脂C5、萜烯樹脂、松香、古馬隆樹脂種的一種或幾種，優(yōu)選地，選用石油樹脂C9，使用比例為0-5wt% ;所述增塑劑包括DOP-鄰苯二甲酸二辛酯，DBP-鄰苯二甲酸二丁酯，DINP-鄰苯二甲酸二異壬酯，DIDP鄰苯二甲酸二異癸酯等中的一種或多種；優(yōu)選地，選用DINP為外增塑劑，使用比例為O-1Owt % ;所述抗氧劑為2，6-二叔丁基對甲酚、雙(3，5_三級丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯、亞磷酸三辛酯、亞磷酸三癸酯中的一種或其復(fù)配體系，優(yōu)選地，選用2，6_ 二叔丁基對甲酚為抗氧化劑，使用比例為0-5wt% ;阻燃劑包括氫氧化鎂,氫氧化鋁，TDCPP，聚磷酸銨，八溴醚，磷酸三苯酯，六溴環(huán)十二烷，MPP，硼酸鋅，十溴二苯乙烷，包覆紅磷，TBC等，優(yōu)選地，選 用磷酸三苯酯，使用比例為0-5wt %;穩(wěn)定劑包括各種皂鹽(硬脂酸鋅/硬脂酸鈣)，有機(jī)錫(二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫，D0TTG)，有機(jī)銻，亞磷酸酯穩(wěn)定劑，以及各種輔助穩(wěn)定劑與其復(fù)合物。優(yōu)選地，選用硬脂酸鋅為穩(wěn)定劑，使用比例為0-10wt%。
8.制備如權(quán)利要求1所述的一種高效隔音材料的制備方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行: (0.制作隔音復(fù)合物； (2).將隔音復(fù)合物制成隔音層； (3).將吸音層粘在隔音層上，制成的半成品為隔音合成物； (4).將氣泡層貼在隔音層上； 所述隔音復(fù)合物的制備按照如下工藝進(jìn)行: A)將初料在研磨機(jī)下研磨，按照不同的條件形成各種類型及各種尺寸的的無機(jī)填料，然后混合； B)融合各種原料，制成本產(chǎn)品:調(diào)整熔化罐的溫度至70-85°C，加入熱塑性樹脂與各種助劑，攪拌并升溫至高于熱塑性樹脂熔融溫度2-5°C情況下，待原料完全熔融后，保持溫度，攪拌10-60分鐘，然后加入無機(jī)填料繼續(xù)攪拌混煉，直至無機(jī)填料分散均勻，通過壓延機(jī)擠出成型，制成本產(chǎn)品。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟3還包括如下工序:將吸音層粘在隔音層上，制成的半成品為隔音合成物，將隔音合成物在氈毯層上進(jìn)行鍍層加工。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述隔音復(fù)合物的制備按照如下工藝進(jìn)行: 步驟A:將初料在研磨機(jī)下研磨；使用球磨機(jī)，在恒定轉(zhuǎn)速50rpm,分別研磨3天以上，得到球樣1，片樣1，針樣I ;0.5到3天，得到球樣2，片樣2，針樣2 ；2到12個小時，得到球樣3，片樣3，針樣3 ;然后，將研磨不同時間的物料混合； 所述顆粒形填充物中球樣I的重量是3-97%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是3-97%，球樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97% ;優(yōu)選的，球樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，球樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的，球樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55%，球樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45 %，球樣3的.重量分?jǐn)?shù)是5-20 % ;所述片狀填充物中片樣I的重量是3_97 %，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是3-97%，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97%;優(yōu)選的，選項4中片樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的，片樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55 %，片樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45 %，片樣3的重量分?jǐn)?shù)是5_20 %;所述針狀填充物中針樣I的重量是3-97%，針樣2的重量分?jǐn)?shù)是3-97%，針樣3的重量分?jǐn)?shù)是3-97%;優(yōu)選的，選項6中針樣I的重量分?jǐn)?shù)是30-70%，針樣2的重量分?jǐn)?shù)是15-50%，針樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-15% ;優(yōu)選的,針樣I的重量分?jǐn)?shù)是45-55%,針樣2的重量分?jǐn)?shù)是22-45%,針樣3的重量分?jǐn)?shù)是5-20% ； 步驟B:調(diào)整熔化罐的溫度至75°C，加入熱塑性樹脂顆粒、發(fā)泡劑、其他助劑，保持罐內(nèi)溫度在高于聚合物樹脂的熔融溫度下攪拌，待原料完全熔融后，攪拌30分鐘，然后加入無機(jī)填料繼續(xù)攪拌混煉，直至無機(jī)填料分散均勻，通過壓延機(jī)擠出成型，制成隔音復(fù)合物。
【文檔編號】G10K11/168GK103903608SQ201210576813
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】李志勇, 徐國剛 申請人:浙江艾迪雅科技股份有限公司, 寧波阿里山膠粘制品有限公司, 李志勇, 徐國剛