本發(fā)明涉及吸音材料技術(shù)，尤其涉及一種纖維隔熱吸音材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、城市建筑的發(fā)展，以及人口密度的增加，家庭設(shè)施（音響、空調(diào)、電視機(jī)等）的增多，環(huán)境噪聲日益嚴(yán)重，它已成為污染人類社會(huì)環(huán)境的一大公害。噪聲不僅會(huì)影響聽力，而且還對(duì)人的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。
隔音降噪也成為一個(gè)關(guān)乎人們生活水平、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要課題。目前隔音降噪采用的吸音材料按吸聲機(jī)理分為：
①靠從表面至內(nèi)部許多細(xì)小的敞開孔道使聲波衰減的多孔材料，以吸收中高頻聲波為主，有纖維狀聚集組織的各種有機(jī)或無機(jī)纖維及其制品以及多孔結(jié)構(gòu)的開孔型泡沫塑料和膨脹珍珠巖制品。
②靠共振作用吸聲的柔性材料（如閉孔型泡沫塑料，吸收中頻）、膜狀材料（如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中頻）、板狀材料（如膠合板、硬質(zhì)纖維板、石棉水泥板和石膏板，吸收低頻）和穿孔板(各種板狀材料或金屬板上打孔而制得，吸收中頻)。
以上材料復(fù)合使用，可擴(kuò)大吸聲范圍，提高吸聲系數(shù)。用裝飾吸聲板貼壁或吊頂，多孔材料和穿孔板或膜狀材料組合裝于墻面，甚至采用浮云式懸掛，都可改善室內(nèi)音質(zhì)，控制噪聲。多孔材料除吸收空氣聲外，還能減弱固體聲和空室氣聲所引起的振動(dòng)。將多孔材料填入各種板狀材料組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)，可提高隔聲能力并減輕結(jié)構(gòu)重量。
目前的吸音材料種類繁多但牢固性差，導(dǎo)致消音效果不穩(wěn)定；部分吸音材料固化時(shí)釋放甲醛，造成環(huán)境污染；長(zhǎng)時(shí)間使用易滋生細(xì)菌；吸音材料剛性差，適用范圍小。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述諸多問題，提出一種纖維隔熱吸音材料，該材料配方科學(xué)，吸聲效果佳、且具有一定的抑菌功能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種纖維隔熱吸音材料由重量配比如下的各組分制備而成：
陶粒 100-200；
納米蛭石 20-50；
木棉纖維 100-200；
氫氧化鋁 10-20；
聚苯并咪唑纖維 20-30；
重晶石粉 100-120；
納米銀 5-10；
氟化硅銅 0.05-1；
聚醚多元醇 20-50；
鈦白粉 5-10；
酸值為350～850mgKOH/g的丙烯酸類樹脂 50-100；
二烷醇胺和乙醇胺 2-5；
硫酸銨 5-10；
水 100-150。
進(jìn)一步地，所述纖維隔熱吸音材料由重量配比如下的各組分制備而成：
陶粒 50-60；
納米蛭石 40-50；
木棉纖維 100-200；
氫氧化鋁 15-20；
聚苯并咪唑纖維 20-30；
重晶石粉 100-120；
納米銀 5-10；
氟化硅銅 0.05-1；
聚醚多元醇 20-50；
鈦白粉 5-10；
酸值為350～850mgKOH/g的丙烯酸類樹脂 80-100；
二烷醇胺和乙醇胺 2-3；
硫酸銨 6-9；
水 100-150。
進(jìn)一步地，所述納米銀粒徑小于100nm，更優(yōu)選的所述納米銀粒徑在25-50nm之間。
進(jìn)一步地，所述丙烯酸類樹脂是包含乙烯性不飽和羧酸單體的單體聚合而得的聚合物或共聚物。所述乙烯性不飽和羧酸單體為丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、富馬酸、馬來酸。
進(jìn)一步地，所述丙烯酸類樹脂的酸值為350～850mgKOH/g，優(yōu)選的450～750mgKOH/g，更優(yōu)選的550～750mgKOH/g。丙烯酸類樹脂的酸值如果低于350mgKOH/g，則粘合劑固化物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)容易變粗，有粘合劑固化物的強(qiáng)度、剛性下降的傾向。因此，纖維隔熱吸音材料的壓縮捆包開封后的厚度復(fù)原性(下稱“復(fù)原性”)、作為板的剛性下降，隔熱性、吸音性容易受損。而且施工時(shí)的操作性容易受損。丙烯酸類樹脂的酸值如果高于850mgKOH/g，則粘合劑固化物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)變得緊密，強(qiáng)度容易變脆。因此，纖維隔熱吸音材料的復(fù)原性、作為板的剛性受損，可能達(dá)不到所要的性能。而且，在固化后，未反應(yīng)的羧基也容易殘存在粘合劑固化物中，例如可能會(huì)發(fā)生在高濕度下粘合劑固化物吸收濕氣，由粘合劑產(chǎn)生的纖維與纖維的結(jié)合力降低等問題。
進(jìn)一步地，所述二烷醇胺和乙醇胺的摩爾比為1:1-5。二烷醇胺與羧基的反應(yīng)性特別高，可減少由空間位阻導(dǎo)致的粘合劑的交聯(lián)的延遲和未完成部分，因此能進(jìn)一步縮短固化時(shí)間。而且所得粘合劑固化物的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的另一目的還提供了一種上述纖維隔熱吸音材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將陶粒、納米蛭石、木棉纖維、氫氧化鋁、聚苯并咪唑纖維、重晶石粉、納米銀、氟化硅銅、聚醚多元醇和鈦白粉按照質(zhì)量配比進(jìn)行混合；
（2）使用帶攪拌機(jī)的容器將丙烯酸類樹脂、二烷醇胺、乙醇胺、硫酸銨和水混合，并用堿性化合物將pH調(diào)整至5.0～8.0；
（3）將步驟（1）和步驟（2）得到的材料混合，加熱至180～220℃，使該纖維隔熱吸音材料固化。然后，切割成所要的寬度和長(zhǎng)度，在切割后的材料表面包覆聚乙烯膜；從而得到纖維隔熱吸音材料。
進(jìn)一步地，所述堿性化合物為氨水。
進(jìn)一步地，所述步驟（2）的混合溫度為30-50℃。
本發(fā)明一種纖維隔熱吸音材料配方科學(xué)、其制備方法易行，與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）本發(fā)明采用納米蛭石、木棉纖維、聚苯并咪唑纖維和重晶石粉為吸音主材，制備得到的纖維隔熱吸音材料吸聲效果佳；
（2）本發(fā)明纖維隔熱吸音材料中含有納米銀，具體地，納米銀粒徑在25納米左右，對(duì)大腸桿菌、淋球菌、沙眼衣原體等數(shù)十種致病微生物都有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用，而且不會(huì)產(chǎn)生耐藥性。增加了本發(fā)明纖維隔熱吸音材料的施用領(lǐng)域。
（3）本發(fā)明纖維隔熱吸音材料固化時(shí)不釋放出甲醛的情況下固化，可減少?gòu)U氣等環(huán)境負(fù)擔(dān)。而且其固化性優(yōu)異，即使加熱固化溫度低，粘合劑的交聯(lián)反應(yīng)也能快速地進(jìn)行，得到牢固的粘合劑固化物。
（4）本發(fā)明吸音材料不會(huì)因例如氣溫或濕度等環(huán)境條件的影響而發(fā)生與隔熱吸音性能相關(guān)的隔熱材料的厚度尺寸和與施工時(shí)的自立性相關(guān)的剛性的下降。本發(fā)明采用了較大比例的無機(jī)物料，因此降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)由于無機(jī)物料的強(qiáng)度較高，提高了材料的力學(xué)性能。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1
本實(shí)施例公開了一種纖維隔熱吸音材料由重量配比如下的各組分制備而成：
陶粒 60；
納米蛭石 40；
木棉纖維 200；
氫氧化鋁 15；
聚苯并咪唑纖維 30；
重晶石粉 100；
納米銀 10；
氟化硅銅 0.05；
聚醚多元醇 50；
鈦白粉 5；
酸值為350～850mgKOH/g的丙烯酸類樹脂 100；
二烷醇胺和乙醇胺 2；
硫酸銨 9；
水 100。
所述納米銀粒徑在25-50nm之間。
所述丙烯酸類樹脂是包含乙烯性不飽和羧酸單體的單體聚合而得的聚合物或共聚物。所述乙烯性不飽和羧酸單體為丙烯酸。
所述丙烯酸類樹脂的酸值為550～750mgKOH/g。丙烯酸類樹脂的酸值如果低于350mgKOH/g，則粘合劑固化物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)容易變粗，有粘合劑固化物的強(qiáng)度、剛性下降的傾向。因此，纖維隔熱吸音材料的壓縮捆包開封后的厚度復(fù)原性(下稱“復(fù)原性”)、作為板的剛性下降，隔熱性、吸音性容易受損。而且施工時(shí)的操作性容易受損。丙烯酸類樹脂的酸值如果高于850mgKOH/g，則粘合劑固化物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)變得緊密，強(qiáng)度容易變脆。因此，纖維隔熱吸音材料的復(fù)原性、作為板的剛性受損，可能達(dá)不到所要的性能。而且，在固化后，未反應(yīng)的羧基也容易殘存在粘合劑固化物中，例如可能會(huì)發(fā)生在高濕度下粘合劑固化物吸收濕氣，由粘合劑產(chǎn)生的纖維與纖維的結(jié)合力降低等問題。
所述二烷醇胺和乙醇胺的摩爾比為1:2。二烷醇胺與羧基的反應(yīng)性特別高，可減少由空間位阻導(dǎo)致的粘合劑的交聯(lián)的延遲和未完成部分，因此能進(jìn)一步縮短固化時(shí)間。而且所得粘合劑固化物的強(qiáng)度進(jìn)一步提高。
本實(shí)施例纖維隔熱吸音材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將陶粒、納米蛭石、木棉纖維、氫氧化鋁、聚苯并咪唑纖維、重晶石粉、納米銀、氟化硅銅、聚醚多元醇和鈦白粉按照質(zhì)量配比進(jìn)行混合；
（2）使用帶攪拌機(jī)的容器將丙烯酸類樹脂、二烷醇胺、乙醇胺、硫酸銨和水混合，并用堿性化合物將pH調(diào)整至7.0；
（3）將步驟（1）和步驟（2）得到的材料混合，加熱至180～220℃，使該纖維隔熱吸音材料固化；然后，切割成所要的寬度和長(zhǎng)度，在切割后的材料表面包覆聚乙烯膜；從而得到纖維隔熱吸音材料。
所述堿性化合物為氨水。所述步驟（2）的混合溫度為40℃。
檢測(cè)指標(biāo)：吸聲系數(shù)1.0為，50kg·cm的沖擊性試驗(yàn)合格。經(jīng)檢測(cè)本發(fā)明能顯著降低1000-4000Hz的噪聲。
實(shí)施例2
本實(shí)施例公開了一種纖維隔熱吸音材料由重量配比如下的各組分制備而成：
陶粒 55；
納米蛭石 45；
木棉纖維 150；
氫氧化鋁 15；
聚苯并咪唑纖維 25；
重晶石粉 110；
納米銀 8；
氟化硅銅 0.5；
聚醚多元醇 40；
鈦白粉 8；
酸值為350～850mgKOH/g的丙烯酸類樹脂 90；
二烷醇胺和乙醇胺 2；
硫酸銨 8；
水 150。
所述納米銀粒徑在25-50nm之間。
所述丙烯酸類樹脂是包含乙烯性不飽和羧酸單體的單體聚合而得的聚合物或共聚物。所述乙烯性不飽和羧酸單體富馬酸和馬來酸。
所述丙烯酸類樹脂的酸值為650mgKOH/g。所述二烷醇胺和乙醇胺的摩爾比為1:4。
本實(shí)施例纖維隔熱吸音材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將陶粒、納米蛭石、木棉纖維、氫氧化鋁、聚苯并咪唑纖維、重晶石粉、納米銀、氟化硅銅、聚醚多元醇和鈦白粉按照質(zhì)量配比進(jìn)行混合；
（2）使用帶攪拌機(jī)的容器將丙烯酸類樹脂、二烷醇胺、乙醇胺、硫酸銨和水混合，并用堿性化合物將pH調(diào)整至8.0；
（3）將步驟（1）和步驟（2）得到的材料混合，加熱至180～220℃，使該纖維隔熱吸音材料固化；然后，切割成所要的寬度和長(zhǎng)度，在切割后的材料表面包覆聚乙烯膜；從而得到纖維隔熱吸音材料。
所述堿性化合物為氨水。所述步驟（2）的混合溫度為50℃。
檢測(cè)指標(biāo)：吸聲系數(shù)為1.1，50kg·cm的沖擊性試驗(yàn)合格。經(jīng)檢測(cè)本發(fā)明能顯著降低1000-4000Hz的噪聲。
最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。