一種吸聲新型復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種吸聲復(fù)合材料，屬于通用塑料功能化應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前吸聲材料應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，人們?cè)谖暡牧项I(lǐng)域的研究成果也是越來(lái)越 多，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01510044310. 8公開(kāi)了一種吸聲材料，包括組分與按質(zhì)量份數(shù)比 的含量為：52份聚醚多元醇330N、28份聚醚多元醇3630、28. 8份異氰酸酯MDI、3. 8~4. 7 份去離子水、1. 8~2. 7份三乙醇胺、0. 9份硅油與0. 9份催化劑A1 ;其制備方法步驟：1.按 照吸聲材料的組分與按質(zhì)量份數(shù)比的含量選取原材料，置于塑料杯中充分混合再用旋轉(zhuǎn)攪 拌器以1200rpm速度攪拌60s;2.加入異氰酸酯MDI到1步驟得到的混合體系中，充分混合 攪拌7~8s;3.將2步驟的混合物倒入長(zhǎng)方體模具中進(jìn)行閉模發(fā)泡，放入50°C恒溫箱固化 2小時(shí)后再于室溫繼續(xù)固化24小時(shí)得吸聲材料。又如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01410411038. 8 公開(kāi)了一種吸聲橡膠復(fù)合材料及其制備方法，其組分包括：甲長(zhǎng)石、氧化鋅、硫磺，硬脂酸、 聚丙烯石膏混合體、促進(jìn)劑、炭黑、和異戊橡膠，其優(yōu)點(diǎn)在于吸聲效果良好，但該材料存在的 不足之處為，主要成分為異戊橡膠，對(duì)于力學(xué)性能要求高的領(lǐng)域無(wú)法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一些不足，提供一種集優(yōu)異的剛性、韌性、熱 穩(wěn)定性等力學(xué)性能于一身，且用料來(lái)源廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且性價(jià)比高的吸聲新型復(fù)合材 料及其制備方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案： 一種吸聲新型復(fù)合材料，其主要由以下重量份數(shù)比例的組分制成：超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 10~15份、高密度聚乙烯10~15份、線性低密度聚乙烯35~45份、無(wú)機(jī)超細(xì) 粒子/復(fù)合無(wú)機(jī)超細(xì)粒子25~35份、偶聯(lián)劑1~3份、抗氧劑0. 2~1份、加工助劑2~ 4份。
[0005] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的超高分子量聚乙烯（UHMWPE)采用 UHMWPE50100或者UHMWPETR571。UHMWPE50100或者UHMWPETR571是兩種型號(hào)的超高分子量 聚乙烯，可以在市場(chǎng)上購(gòu)買得到。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的高密度聚乙烯（HDPE)采用HDPE5000S或者 HDPE5502。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的線性低密度聚乙烯（LLDPE)采用 LLDPEM735RU或者LLDPEM3804RW。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的無(wú)機(jī)超細(xì)粒子采用粒徑要求在8.Own~ l〇Mm的無(wú)水硫酸1丐；所述的復(fù)合無(wú)機(jī)超細(xì)粒子采用粒徑要求在8. 〇Mm~l〇Mm并且按質(zhì)量 百分比為5:1的無(wú)水硫酸鈣和硅藻土制成的復(fù)合無(wú)機(jī)超細(xì)粒子。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑或者硅烷偶聯(lián)劑中 的一種。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑；所述 的主抗氧劑為抗氧劑1010或抗氧劑1076 ;所述的輔助抗氧劑為抗氧劑168或抗氧劑164。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，以上所述的加工助劑為乙撐雙硬脂酰胺和含氟聚合 物。乙撐雙硬脂酰胺能在多孔的表面改善脫氣性；含氟聚合物能降低表觀粘度，消除口模積 料、減少熔體壓力、改善表面質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗，提高產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。
[0012] 在本發(fā)明中，各種原材料均可以在市場(chǎng)上購(gòu)買得到；如UHMWPE50100或者 UHMWPETR571、HDPE5000S或者HDPE5502、LLDPEM735RU或者LLDPEM3804RW、抗氧劑 1010 或 抗氧劑1076、抗氧劑168或抗氧劑164分別是相應(yīng)組分在市場(chǎng)上的相應(yīng)型號(hào)的產(chǎn)品，均可以 在市場(chǎng)上購(gòu)買得到。
[0013] -種制備上述吸聲新型復(fù)合材料的方法，包括以下步驟： 步驟一，先將無(wú)機(jī)超細(xì)粒子/復(fù)合無(wú)機(jī)超細(xì)粒子投入高速攪拌機(jī)中，加熱至l〇〇°C~ 105°C，高速攪拌2~6min去除水分，靜置5~lOmin，再加入偶聯(lián)劑，繼續(xù)高速攪拌4~ 6min后，得到活化粉，放出到料池中，自然冷卻備用； 步驟二，按相應(yīng)的重量份數(shù)稱取超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙 稀、抗氧劑、加工助劑，然后依次投入到高速攪拌機(jī)中高速攪拌5~lOmin，混合均勾后，再 加入步驟一中獲得的活化粉，繼續(xù)高速攪拌，均勻后，得到混合物，放出到料池中，自然冷卻 至室溫； 步驟三，將步驟二中獲得的混合物經(jīng)冷卻至室溫后通過(guò)喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出 機(jī)，經(jīng)擠出、冷拉、切粒、干燥后包裝即為吸聲新型復(fù)合材料；所述雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)加熱 溫度依次為：一區(qū)溫度130~135°C，二區(qū)溫度140~145°C，三區(qū)溫度150~155°C，四區(qū) 溫度160~165°C，五區(qū)溫度170~175°C，機(jī)頭160~175°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn) 速為 200 ~220r/min。
[0014] 在上述步驟一、步驟二中，高速攪拌機(jī)的攪拌速度均為300~400r/min。
[0015] 在本發(fā)明的制備方法中，首先采用活化技術(shù)對(duì)無(wú)機(jī)礦粉進(jìn)行活化處理，后共混合 金化處理，最后通過(guò)活化填充改性技術(shù)引入無(wú)水硫酸鈣和硅藻土，從而使塑料合金達(dá)到良 好的吸聲隔音效果，顯著改善復(fù)合材料的綜合性能。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)： 1.在線性低密度聚乙烯中引入高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯通過(guò)雙螺桿混煉形 成合金體系，賦予復(fù)合材料良好的沖擊強(qiáng)度和低溫柔韌性，大大改善了線性低密度聚乙烯 的沖擊性能。
[0017] 2.在合金體系中引入無(wú)水硫酸鈣或無(wú)水硫酸鈣和硅藻土的混合物，由于兩種物質(zhì) 都具有微孔多孔的結(jié)構(gòu)，使之具有良好的隔聲和吸音的效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了剛性粒子顯著提 高聚烯烴剛度模量、熱變形溫度及加工機(jī)械性能的良好效果，且達(dá)到降低成本的目的。
[0018] 3.在體系中引入乙撐雙硬脂酰胺能在多孔無(wú)水硫酸鈣表面改善其脫氣性，引入含 氟聚合物能降低復(fù)合材料的表觀粘度，消除口模積料、減少熔體壓力、提高生產(chǎn)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例1 : 制備吸聲新型復(fù)合材料： 步驟一，先將25份粒徑為8.Own的無(wú)水硫酸鈣投入高速攪拌機(jī)中，加熱至100°C，高速 攪拌6min去除水分，靜置5min，再加入1份硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)高速攪拌5min后，得到活化 粉，放出到料池中，自然冷卻備用；所述的高速攪拌機(jī)的攪拌速度均為300r/min; 步驟二，稱取 10 份UHMWPE50100、10 份HDPE5000S、45 份LLDPEM735RU、0. 25 份抗氧劑 1010、0. 25份抗氧劑168、1. 5份乙撐雙硬脂酰胺和2份含氟聚合物，然后依次投入到高速攪 拌機(jī)中高速攪拌6min，混合均勻后，再加入步驟一中獲得的活化粉，繼續(xù)高速攪拌，均勻后， 得到混合物，放出到料池中，自然冷卻至室溫；所述的高速攪拌機(jī)的攪拌速度均為300r/ min； 步驟三，將步驟二中獲得的混合物經(jīng)冷卻至室溫后通過(guò)喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出 機(jī)，經(jīng)擠出、冷拉、切粒、干燥后包裝即為吸聲新型復(fù)合材料；所述雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)加熱 溫度依次為：一區(qū)溫度130~135°C，二區(qū)溫度140~145°C，三區(qū)溫度150~155°C，四區(qū) 溫度160~165°C，五區(qū)溫度170~175°C，機(jī)頭160~175°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn) 速為200r/min。測(cè)定本實(shí)施例吸聲新型復(fù)合材料的吸聲系數(shù)，具體數(shù)值見(jiàn)表1。
[0021] 實(shí)施例2 : 制備吸聲新型復(fù)合材料： 步驟一，先將25份粒徑為8.Own的無(wú)水硫酸鈣和5份粒徑為8.Own的硅藻土投入高速 攪拌機(jī)中，加熱至l〇〇°C，高速攪拌6min去除水分，靜置5min，再加入1份硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù) 高速攪拌5min后，得到活化粉，放出到料池中，自然冷卻備用；所述的高速攪拌機(jī)的攪拌速 度均為350r/min; 步驟二，稱取 10 份UHMWPETR571、10 份HDPE5502、45 份LLDPEM3804RW、0. 3 份抗氧劑 1076、0. 2份抗氧劑164、2份乙撐雙硬脂酰胺和1. 5份含氟聚合物，然后依次投入到高速攪 拌機(jī)中高速攪拌6min，混合均勻后，再加入步驟一中獲得的活化粉，繼續(xù)高速攪拌，均勻后， 得到混合物，放出到料池中，自然冷卻至室溫；所述的高速攪拌機(jī)的攪拌速度均為300r/ min； 步驟三，將步驟二中獲得的混合物經(jīng)冷卻至室溫后通過(guò)喂料系統(tǒng)加入到雙螺桿擠出 機(jī)，經(jīng)擠出、冷拉、切粒、干燥后包裝即為吸聲新型復(fù)合材料；所述雙螺桿擠出機(jī)的各區(qū)加熱 溫度依次為：一區(qū)溫度130~135°C，二區(qū)溫度140~145°C，三區(qū)溫度150~155°C，四區(qū) 溫度160~165°C，五區(qū)溫度170~175°C，機(jī)頭160~175°C;所述雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn) 速為 210r/min〇
[0022] 測(cè)定本實(shí)施例吸聲新型復(fù)合材料的吸聲系數(shù)，具體數(shù)值見(jiàn)表1。
[0023] 實(shí)施例3 : 制備吸聲新型復(fù)合材料： 步驟一，先將35份粒徑為lOMffl的無(wú)水硫酸鈣投入高速攪拌機(jī)中，加熱至100°C，高速攪 拌6min去除水分，靜置5min，再加入1份硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)高速攪拌5min后，得到活化粉， 放出到料池中，自然冷卻備用；所述的高速攪拌機(jī)的攪拌速度均為400r/min; 步驟二，稱取 10 份UHMWPETR571、10