一种有机膨润土改性的复合吸音材料及其制备方法

芜湖跃飞新型吸音材料股份有限公司 安徽 芜湖 241002

随着工业生产、交通运输、城市建筑的发展，以及人口密度的增加，家庭设施(音响、空调、电视机等)的增多，环境噪声日益严重，它已成为污染人类社会环境的一大公害。噪声不仅会影响听力，而且还对人的心血管系统、神经系统、内分泌系统产生不利影响。

现有吸音材料也有复合型的，但是无机物料与有机物料复合的性能指标优异的较少。从整体上看，我国吸音材料行业产品加工能力不足，在高端吸音材料的研发和生产上与发达国家相比存在着较大的差距，如：各种类型交通工具(客车、地铁、高铁)，尤其是近年载人航天器等吸音材料的需求，与产品最大的市场—建筑业也缺乏衔接，缺乏市场意识和建筑产品加工能力。因此，目前急需研究开发一种能够经受严酷环境考验，具有拉伸强度高、伸长率高、断裂强度高、吸音效果好并且制造成本低等优点的新型吸音材料。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种有机膨润土改性的复合吸音材料及其制备方法，解决复合材料的配方，降低采用单种或多种原料的生产成本，同时提高材料的吸音效果和材料的拉伸强度，伸长率、断裂强度。用于喷丝制作吸音棉。

本发明采用的技术方案如下：

一种有机膨润土改性的复合吸音材料，其由下列重量份的原料制成：重晶石粉100-120、陶粒50-60、有机膨润土40-50、纯丙乳液80-90、改性树木灰烬55-65、三氧化二锑15-20、岩棉纤维20-30、纳米碳10-20、EVA20-30、POE15-20、SEBS5-10、丙三醇三甘油酸酯5-8、十溴二苯乙烷4-6、硬脂酸钙1-2、三盐基硫酸铅1-2。

所述的改性树木灰烬由以下方法制得：先用10-15%盐酸浸泡树木灰烬3-4h，去离子水洗涤干净，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4h，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于树木灰烬重量2-3%的木质素磺酸钠、1-2%的甲基三乙氧基硅烷、2-3%的环氧化甘油三酸酯、3-5%的陶瓷粉，高速1200-1500r/min搅拌20-30min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。

有机膨润土改性的复合吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将重晶石粉、陶粒、有机膨润土分别干燥除水分，干燥温度为110-120℃，干燥时间为2-3h，按后按配方配比将重晶石粉、陶粒、有机膨润土、三氧化二锑、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-160℃下以500-800rpm的速度搅拌混合3-5min，再加入改性树木灰烬继续共混5-8min，物料冷却至常温待用；

(2)将EVA、SEBS、POE、丙三醇三甘油酸酯、十溴二苯乙烷、硬脂酸钙、三盐基硫酸铅加入多向运动混合机进行初混，初混4-6min，然后进入高速混合机，加入纳米碳、岩棉纤维，在105-110℃下以1500-2000rpm的速度搅拌2-5min，物料冷却至常温待用；

(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制得的物料加入双螺杆混合挤出机进行处理，依据产品指标要求温度设定范围180-280℃，然后将挤出的物料投入造粒机造粒，即得复合吸音材料。

本发明的有益效果如下：

本发明通过对配方调整和工艺改进，利用改性树木灰烬包覆有机膨润土、重晶石粉等无机粉体，从而提高吸音材料的吸音效果和强度，很好地解决了吸音材料强度和吸音性能不能兼得的矛盾。本发明解决了目前急吸音材料的研发问题，制造出了满足需求的能够经受严酷环境考验，具有拉伸强度高、伸长率高、断裂强度高、吸音效果好等优点的新型吸音材料。由于采用了较大比例的无机物料，因此降低了生产成本，同时由于无机物料的强度较高，提高了材料的力学性能。

具体实施方式

一种有机膨润土改性的复合吸音材料，其由下列重量份的原料制成：重晶石粉110份、陶粒54份、有机膨润土48份、纯丙乳液82份、改性树木灰烬60份、三氧化二锑18份、岩棉纤维24份、纳米碳16份、EVA 28份、POE16份、SEBS 10份、丙三醇三甘油酸酯6份、十溴二苯乙烷6份、硬脂酸钙1.5份、三盐基硫酸铅1.5份。

其中，所述的改性树木灰烬由以下方法制得：先用12%盐酸浸泡树木灰烬4h，去离子水洗涤干净，再用10%氢氧化钠溶液浸泡4h，再用去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于树木灰烬重量2%的木质素磺酸钠、2%的甲基三乙氧基硅烷、3%的环氧化甘油三酸酯、5%的陶瓷粉，高速1400r/min搅拌20min，烘干粉碎研磨成超细粉末即可。

有机膨润土改性的复合吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将重晶石粉、陶粒、有机膨润土分别干燥除水分，干燥温度为115℃，干燥时间为3h，按后按配方配比将重晶石粉、陶粒、有机膨润土、三氧化二锑、纯丙乳液加入高速混合机中，在160℃下以800rpm的速度搅拌混合3min，再加入改性树木灰烬继续共混5min，物料冷却至常温待用；

(2)将EVA、SEBS、POE、丙三醇三甘油酸酯、十溴二苯乙烷、硬脂酸钙、三盐基硫酸铅加入多向运动混合机进行初混，初混5min，然后进入高速混合机，加入纳米碳、岩棉纤维，在110℃下以1600rpm的速度搅拌4min，物料冷却至常温待用；

(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制得的物料加入双螺杆混合挤出机进行处理，依据产品指标要求温度设定为245℃，然后将挤出的物料投入造粒机造粒，即得复合吸音材料。

检测指标：吸声系数1.22，拉伸强度1396kPa，伸长率54%，断裂强度5043N/m。成本4418元/吨。

结语

我国吸音材料行业产品加工能力不足，在高端吸音材料的研发和生产上与发达国家相比存在着较大的差距，尤其是近年载人航天器等吸音材料的需求，与产品最大的市场—建筑业也缺乏衔接，缺乏市场意识和建筑产品加工能力。因此，目前急需研究开发一种能够经受严酷环境考验，具有拉伸强度高、伸长率高、断裂强度高、吸音效果好并且制造成本低等优点的新型吸音材料。而本发明有力的解决了这一问题。