專利名稱：多層復合環(huán)保阻燃隔聲卷材制品及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及隔音、阻燃的新材料及制備方法，具體的說是一種具有多層疊加復合結(jié)構，環(huán)保阻燃隔聲卷材制品及其制備方法。
背景技術：
隨著中國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境污染問題成為經(jīng)濟發(fā)展日益突出的矛盾。高強度的噪聲危害著人們的機體，使人感到疲勞，產(chǎn)生消極情緒，甚至引起神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、消化系統(tǒng)以及視覺等方面的疾病。噪聲污染與水污染、大氣污染、固體廢棄物污染被看成是世界范圍內(nèi)四個主要環(huán)境問題，有著極大的危害性。因此，噪聲的防治與控制已成為當今社會發(fā)展亟待 解決的重要問題之一。目前，噪音控制的方法主要有兩個方面:一是控制振源與聲源；其次是隔斷振動與噪聲向周圍的傳遞?？刂普裨词且环N治本的方法，但由于很多聲源是客觀存在的，故人們對噪音的控制還是主要著重于傳播控制。目前，常用的噪音傳播控制的方法是吸聲和隔聲。所謂吸聲即采取吸聲材料、吸聲結(jié)構降低反射引起的混響聲，從而達到控制噪音的目的；隔聲即利用隔聲材料或隔聲結(jié)構隔離或阻擋聲能的傳播，把噪音與接受者隔開以達到噪聲防治及控制。隔聲材料的隔聲效果一般用隔聲量來表征。理論分析和大量的試驗研究結(jié)果表明，單層均質(zhì)材料的隔聲性能和材料的面密度和聲波的頻率有關，材料的面密度越大，隔聲效果越好。因此，傳統(tǒng)的隔聲材料一般選擇密實、質(zhì)量較大的如鋼、磚、混凝土結(jié)構等金屬與無機材料，主要是通過較大的慣性聲阻來減少聲波的透射。但許多傳統(tǒng)的隔聲材料比較笨重，加工性能較差，生產(chǎn)成本較高等缺點大大限制了其應用范圍。同時，隨著現(xiàn)代技術與其它工業(yè)如汽車、高速列車、航空航天等的飛速發(fā)展，以及人們對生活環(huán)境和質(zhì)量的要求越來越高，對于輕質(zhì)、易加工成型、隔聲性能較好的隔聲材料的需求越加強烈。因此，高分子材料因其特殊的長鏈結(jié)構、較高的阻尼損耗因子、易于加工改性、質(zhì)輕等特點正逐漸成為聲學材料領域的研究熱點。另一方面，材料的特性阻抗為聲波在材料中的傳播速度與材料密度的乘積，是表征介質(zhì)本身聲學性質(zhì)的重要物理量，是判斷材料作為隔聲材料或透聲材料的主要標志之一。當平面波入射到各向同性的均勻介質(zhì)表面時，是發(fā)生入射還是反射就主要取決于材料的特性阻抗。當兩種介質(zhì)的特性聲阻抗失配時，聲波在界面處發(fā)送反射。因此可以通過改變基質(zhì)中的填料和配合劑等對其特性阻抗進行調(diào)節(jié)，形成具有不同聲阻抗特性的材料，然后將其置加復合在一起，這樣就可以在置合的界面處廣生聲波的反射，達到提聞材料隔首量的目的。隔聲材料研究和應用起源于日本，1998年日本靜香株式會社推出以無毒浙青、金屬粉末等混合在一起做成的減振隔音片材。近年來國內(nèi)關于隔聲復合材料及部件、結(jié)構設計方面已有大量的研究報道，并開發(fā)出許多廣泛應用的新材料和新技術。據(jù)中國專利等有關資料檢索表明，中國專利:200310121494.0《一種保濕環(huán)保墻體材料》;200410016049.2《納米多孔二氧化硅氣凝膠塊體的制備方法》;0253293.1《一種多孔無機材料及其制造方法》等，所公布的多為無機材料，密度高。中國專利02157782.X《高比重的隔聲復合材料》；CN 1654537A《阻燃隔聲氈》；CN101343391A《高分子基金屬粉末阻燃隔聲氈》;CN101735530A《阻燃隔聲復合材料及隔聲部件》;CN1583864A《轎車用隔音阻尼降噪片材的制備方法》等公布了一些高分子基隔音復合材料，但材料中普遍添加金屬粉末等高比重填料，導致材料的整體密度偏大，生產(chǎn)過程中對擠出設備的螺桿磨損嚴重，同時材料使用的穩(wěn)定性和金屬粉末的處理效果有很大的關系，金屬粉末表面氧化物的處理復雜。另外材料的阻燃、環(huán)保性能方面有待進一步提聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的問題是:提供一種具有高隔聲量、密度低、阻燃、無毒環(huán)保、韌性好、強度大、可干法施工，占用空間小，使用不影響室內(nèi)裝飾效果等優(yōu)點的一種隔聲卷材制品及制備方法。為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品:所述的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成，
其中，材料A的重量份配比的組分組成為:PVC:100份，環(huán)保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17份；
材料B的重量份配比的組分組成為:PVC:100份，環(huán)保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份。更進一步的是:
所述的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品疊加的層數(shù)為大于2的偶數(shù)層。所述的材料A和材料B中填充劑均為硫酸鋇，以調(diào)節(jié)兩個材料的面密度。所述的材料A和材料B中還可加入碳酸鈣或滑石粉，以降低配方成本，添加份數(shù)為1-10 份。所述的復合材料A和復合材料B的助劑為鈣鋅穩(wěn)定劑、鈦白粉、潤滑劑、加工助劑、抗氧劑和抗靜電劑中的一種或幾種。所述的阻燃抑煙劑為氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物，其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1-1:5，氫氧化鎂/氫氧化鋁混合物與硼酸鋅的重量比為1:1。所述阻燃抑煙劑在使用之前需通過力化學反應球磨裝置球磨20-60 min,以達到均勻混合和降低顆粒粒徑大小，提高阻燃抑煙效率和制品物理性能。本發(fā)明還包括一種上述任意一種具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，包括如下步驟:
步驟1，配料:材料A的重量份配比的組分為:
PVC:100份，環(huán)保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17 份;
材料B的重量份配比的組分為:
PVC:100份，環(huán)保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份；
步驟2，混料:
材料A的混料，將 配好的PVC和環(huán)保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、助劑，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料；
材料B的混料，將配好的PVC和環(huán)保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、發(fā)泡劑和調(diào)節(jié)劑，助齊U，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料；
步驟3，造粒:將所述的材料A和材料B的混合均勻的物料分別放入兩臺雙螺桿擠出機中并分別擠出造粒，得到材料A和材料B的粒料，其中B材料造粒溫度應低于發(fā)泡劑的發(fā)泡溫度;
步驟4，復合壓延:將材料A和材料B的兩種粒料分別加入到兩臺擠出機中，經(jīng)擠出塑化后兩股熔體在專用的模具中匯合，形成多層疊加結(jié)構的熔體經(jīng)片材壓延機壓延成規(guī)定尺寸的卷材即為成品。更進一步的是:
所述的材料A的在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為150-190°C，口模溫度為150-2000C ;所述的材料B在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為120-135°C，口模溫度為120-135°C。所述的復合壓延步驟中，兩臺擠出機主機料筒控制溫度為160_195°C，連接處口模控制溫度為150-175°C，模具控制溫度為150-175°C，壓延機三輥溫度為60_90°C。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、提供一種環(huán)保型阻燃隔聲卷材制品，制品具有密度低、隔音量高；阻燃、無毒環(huán)保，強度高、韌性強，可干法施工和成本低的特點。2、通過兩種不同面密度材料A和B在界面處形成聲阻抗差異，對傳播的聲波進行反射，提高聲波透過材料的衰減量，多層疊加復合結(jié)構形成多個反射界面，因此可以大大提高制品的隔音量，與同類材料相比，I mm厚的卷材制品的平均隔音量達到25dB，相當于傳統(tǒng)2 mm厚材料的隔音量。同時，這種多層疊加復合結(jié)構是在生產(chǎn)過程中在擠出機中自動、一次性完成的，生產(chǎn)效率高。3、卷材制品利用隔音和吸音兩個原理來達到降噪的目的，材料設計中形成發(fā)泡和密實層交替疊加，在形成不同層聲阻抗的同時，發(fā)泡層可以起到吸音的作用，同時降低制品整體密度。4、制品薄、柔性好、強度高，直接通過鉚釘?shù)姆椒ň涂晒潭ㄊ┕?，避免膠黏劑固定帶來的有機揮發(fā)物等環(huán)保問題，可廣泛用于建筑、裝飾、交通、工廠等領域的隔音降噪。本發(fā)明片材的示意圖如圖1所示，其中白色為A密實層，灰色為B發(fā)泡層。


圖1為本發(fā)明具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述。實施例1:
1、造粒:
材料A:將50 Kg PVC和12.5 Kg環(huán)保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將25 Kg硫酸鋇，5.25 Kg氫氧化鎂-氫氧化-硼酸鋅鋁復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為1:1:2)、鈣鋅穩(wěn)定劑1.6 Kg，鈦白粉3.2Kg潤滑劑0.1 Kg，抗氧劑0.1 Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度為150-190°C (最好是150-155°C)，口模溫度為150_200°C (最好是150°C)。材料B:將50 Kg PVC和22.5 Kg環(huán)保增塑劑在70_9(TC (最好是70°C )溫度下高速攪拌2分鐘，再將22.5 Kg硫酸鋇，5Kg的碳酸鈣，5.25 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為1:3:4)、鈣鋅穩(wěn)定劑1.5 Kg，鈦白粉3.5Kg、潤滑劑0.15 Kg，抗氧劑0.15 Kg，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑1.65Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，雙螺桿料筒溫度為120-135°C (最好是 120°C)，口模溫度 120-135°C (最好是 120°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為160°C，口模溫度150°C，擠出機2料筒溫度為160°C，口模溫度155°C，擠出模具溫度150°C。組裝模具倍增器的個數(shù)為4個。經(jīng)過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成16層疊加在一起的卷材制品。實施例2 1、造粒:
材料A:將25 Kg PVC和2.5 Kg環(huán)保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將6.25 Kg硫酸鋇，0.75Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為I:2:3)、鈣鋅穩(wěn)定劑1.1Kg,鈦白粉1.3Kg潤滑劑0.03Kg，抗氧劑0.06Kg，加工助劑0.6 Kg (助劑共12.36份)分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度為150-190°C (最好是168°C)，口模溫度為150-200 0C (最好是 168°C)。材料B:將25 Kg PVC和5.0Kg環(huán)保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將5.0Kg硫酸鋇，1.0 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、鈣鋅穩(wěn)定劑0.6 Kg,鈦白粉1.0如，潤滑劑0.05 Kg，抗氧劑0.05 Kg，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑0.125Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度120-135°C (最好是125°C)，口模溫度 120-135°C (最好是 125°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為172°C，口模溫度175°C，擠出機2料筒溫度為170°C，口模溫度170°C，擠出模具溫度170°C。組裝模具倍增器的個數(shù)為6個。經(jīng)過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成64層疊加在一起的片材制品。實施例3 1、造粒:
材料A:將37.5 Kg PVC和8.5 Kg環(huán)保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將12.5 Kg硫酸鋇，3 Kg碳酸鈣，2.5 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1:2)、鈣鋅穩(wěn)定劑2.8 Kg，鈦白粉3.3Kg，潤滑劑0.22 Kg，抗氧劑0.07Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度150-190°C (最好是170°C)，口模溫度為150-200°C (最好是175°C)。材料B:將50 Kg PVC和15 Kg環(huán)保增塑劑在70°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將15 Kg硫酸鋇，4.0 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、鈣鋅穩(wěn)定劑1.2 Kg，加工助劑lKg，鈦白粉1.5 Kg,潤滑劑0.15 Kg，抗氧劑0.25 Kg，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑2.5Kg分別加入到其中，高速攪拌至110°C，出料，將以上粉料經(jīng)雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度120-135°C(最好是130°C)，口模溫度120-135°C (最好是130°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為190°C，口模溫度185°C，擠出機2料筒溫度為175°C，口模溫度175°C，擠出模具溫度165°C，壓延機三輥溫度為60-90°C。組裝模具倍增器的個數(shù)為6個。經(jīng)過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成64層疊加在一起的片材制品。
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表I中為實施例制品的對比結(jié)果:
權利要求
1.一種具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成， 其中，材料A的重量份配比的組分為:PVC:100份，環(huán)保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17份； 材料B的重量份配比的組分為:PVC:100份，環(huán)保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品疊加的層數(shù)為大于2的偶數(shù)層。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的材料A和材料B中填充劑均為硫酸鋇。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的材料A和材料B中還可加入碳酸鈣或滑石粉，以降低配方成本添加的重量份數(shù)為1-10。
5.根據(jù)權利要求1所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的復合材料A和復合材料B的助劑為鈣鋅穩(wěn)定劑、鈦白粉、潤滑劑、加工助劑、抗氧劑和抗靜電劑中的一種或幾種。
6.根據(jù)權利要求1所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的阻燃抑煙劑為氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物，其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1-1:5，氫氧化鎂/氫氧化招混合物與硼酸鋅的重量比為1:1。
7.根據(jù)權利要求5所述的阻燃抑煙劑，其特征在于:所述阻燃抑煙劑在使用之前需通過力化學反應球磨裝置球磨20-60 min,以達到均勻混合和降低顆粒粒徑大小，提高阻燃抑煙效率和制品物理性能。
8.根據(jù)權利要求1-4所述的任一種具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1，配料:材料A的重量份配比的組分為: PVC:100份，環(huán)保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17 份； 材料B的重量份配比的組分為: 材料B的各組份比為:PVC:100份，環(huán)保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑:0.5-5份，助劑:6.8-10份； 步驟2，混料: 材料A的混料，將配好的PVC和環(huán)保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、助劑，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料； 材料B的混料，將配好的PVC和環(huán)保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、發(fā)泡劑和調(diào)節(jié)劑，助齊U，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料； 步驟3，造粒:將所述的材料A和材料B的混合均勻的物料分別放入兩臺雙螺桿擠出機中并分別擠出造粒，得到材料A和材料B的粒料，其中B材料造粒溫度應低于發(fā)泡劑的發(fā)泡溫度; 步驟4，復合壓延:將材料A和材料B的兩種粒料分別加入到兩臺擠出機中，經(jīng)擠出塑化后兩股熔體在專用的模具中匯合，形成多層疊加結(jié)構的熔體經(jīng)片材壓延機壓延成規(guī)定尺寸的卷材即為成品。
9.根據(jù)權利要求7所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，其特征在于:所述的材料A的在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為150-190°C，口模溫度為150-2000C ;所述的材料B在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為120-135°C，口模溫度為120-135°C。
10.根據(jù)權利要求7所述的具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，其特征在于: 所述的復合壓延步驟中，兩臺擠出機主機料筒控制溫度為160-195 ，連接處口模控制溫度為150-175°C，模具控制溫度為150-175°C，壓延機三輥溫度為60-90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多層復合結(jié)構的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品，所述的環(huán)保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成，其中，材料A的重量份配比的組分為PVC100份，環(huán)保增塑劑10-25份，填充劑25-50份，阻燃抑煙劑3-10.5份，助劑10-17份；材料B的重量份配比的組分為PVC100份，環(huán)保增塑劑20-45份，填充劑20-45份，阻燃抑煙劑3-10.5份，發(fā)泡劑及調(diào)節(jié)劑0.5-5份，助劑6.8-10.6份。本發(fā)明提供了一種具有高隔聲量、密度低、阻燃、無毒環(huán)保、韌性好、強度大、可干法施工，占用空間小，使用不影響室內(nèi)裝飾效果等優(yōu)點的一種隔聲卷材制品及其制備方法。
文檔編號C08K3/38GK103158314SQ20131012221
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權日2013年4月10日
發(fā)明者蔣根杰, 李姜, 王星, 郭少云 申請人:成都邁科新材料有限公司