低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料及其制備方法，它是采用樹脂稀釋劑降低環(huán)氧樹脂粘度后再添加固化劑制成混合料液，對纖維直徑<10μm的特細玻璃纖維棉進行整體浸漬固化制成內(nèi)部均布有單出口半封閉吸隔聲氣泡孔的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其顯著的特點是：利用纖維直徑<10μm的玻璃纖維棉比表面積大具有良好吸隔聲性能的材料特性，在噪音聲波經(jīng)單出口半封閉吸隔聲氣泡孔的傳播過程中，能最大程度地將噪音聲能轉(zhuǎn)化成為熱能耗散于空氣中。本發(fā)明具有工藝簡捷、易于批量生產(chǎn)、制造成本低的突出優(yōu)點，它制備的高分子復(fù)合材料適合用作道路聲屏障吸隔聲核心材料，也可用于城市建筑物作吸隔聲專用建材，有極佳的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料，同時還涉及它的制備方法，具體地說是一種低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料及其制備方法，它屬于高分子復(fù)合材料的生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國城市化建設(shè)的不斷推進，為高效快速的交通行業(yè)提供了一個極佳的發(fā)展機遇，目前，新建的城際高鐵、輕軌、高速公路和市內(nèi)地鐵、高架路已經(jīng)比比皆是，給人們出行和貨物運輸行業(yè)帶來了極大方便。但是，我們也無需諱言，日趨嚴峻的交通噪聲也給司乘人員和城市居民的身心健康造成嚴重危害，交通噪聲問題一直都是環(huán)保行政部門重點監(jiān)測并要求治理的噪音污染源。據(jù)了解:在國際學(xué)術(shù)界普遍公認設(shè)置“道路聲屏障”是降低交通噪音的一項有效技術(shù)措施，它在國外已經(jīng)使用多年，在我國國內(nèi)也開始普遍推廣應(yīng)用。而“道路聲屏障”裝置的關(guān)鍵核心技術(shù)就在于所使用吸隔聲材料的性能，即是說，它是直接制約影響“道路聲屏障”裝置對交通噪音屏障功能的主要因素。根據(jù)市場調(diào)查:現(xiàn)行的“道路聲屏障”裝置大都是采用單一的工業(yè)毛氈、木絲板、甘蔗板和纖維直徑為12-30 μ m的玻璃棉、礦渣棉作為吸隔聲材料?？陀^地說，它們在實際運行過程中的使用效果也并不是很理想，究其主要原因是:由于這些材料對水、油等液體介質(zhì)極為敏感，一經(jīng)淋濕后就很難干燥而導(dǎo)致材料內(nèi)部吸隔聲微孔的數(shù)量急劇減少或者成為閉孔結(jié)構(gòu)，這會明顯劣化對中高頻噪音的吸聲性能，并且這些材料自身的粘附能力也較差，在實際使用過程中容易被高速聲浪氣流吹散而縮短有效工作壽命。在上述材料中，雖然玻璃棉、礦渣棉等無機類材料的纖維直徑〈10 μ m時確實具有良好的吸隔聲性能，但是這種直徑〈10 μ m的特細玻璃棉材料的纖維自身強度極低、性脆易斷、容易吸塵污損、粉塵化后會漫天飛揚造成二次污染，特別是吸水受潮后它的吸聲性能也會大大減弱，這也正是現(xiàn)行“道路聲屏障”裝置只能采用纖維直徑為12-30 μ m的玻璃棉、礦渣棉作為吸隔聲材料的一個主要原因。為了進一步提高“道路聲屏障”裝置的吸隔聲功能，很多專家學(xué)者都在努力探索并希望開發(fā)研制出高性能的吸隔聲高分子復(fù)合材料。例如:中國專利CN 1421845 A、CN 1424350 A就曾公開了一種以PVC為基體、金屬粉末為填充物的高 密度隔聲復(fù)合材料；中國專利CN 101735530 B也公開了一種以PVC和CPVC為基體，以鐵粉末為填充物的隔聲復(fù)合材料；中國專利CN 1937031 B也公開了一種利用熱塑性樹脂薄膜和普通纖維棉或聚氨酯泡沫塑料進行熱復(fù)合而制得到的隔聲高分子復(fù)合材料；中國專利CN 102816378 A也公開了一種以PP為基體，硫酸鋇和滑石粉為填料的中高密度隔聲高分子復(fù)合材料；中國專利CN 103044803 A也公開了一種以玄武巖纖維為基體，并利用熱塑性PVC粘接劑熱復(fù)合而成的隔聲高分子復(fù)合材料；中國專利CN102501504 A公開了一種低密度高分子基隔聲降噪材料，其制備原理在于將兩種不同的高分子材料分別投入微層共擠裝置的兩臺擠出機中，熔融塑化后，使兩股熔體在分配器中疊合，經(jīng)過η個倍增器的切割和疊合后，得到2(η+1)層的聚合物基交替層狀隔聲降噪材料。但是，迄今為止，我們還尚未見到這些高分子復(fù)合材料在實際使用中相關(guān)技術(shù)效果的文獻報道。正因為如此，怎樣研制開發(fā)一種特別適用于“道路聲屏障”的高性能吸隔聲材料正成為國內(nèi)外相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】研究的一個重大熱點課題，本發(fā)明正是想要解決這個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在提出一種特別適用于屏障噪音的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，同時也提出了它的制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:它是由環(huán)氧樹脂、固化劑、樹脂稀釋劑、玻璃纖維棉原料經(jīng)整體浸潰固化組成的高分子復(fù)合材料，所述高分子復(fù)合材料的密度為0.2-1.lg/cm3，在高分子復(fù)合材料內(nèi)均布有吸隔聲氣泡孔結(jié)構(gòu)，它是按下述重量配比的原料制備而成的:
環(huán)氧樹脂100份，
固化劑20-50份，
樹脂稀釋劑10-95份，
玻璃纖維棉6-120份，
上述所說的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚芴型環(huán)氧樹脂中的任一種或幾種之組合，
上述所說的固化劑為脂肪胺、低聚聚酰胺、聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或幾種之組合，
上述所說的樹脂稀釋劑為甲苯、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯中的任一種或幾種之組合，
上述所說的玻璃纖維棉是指玻璃纖維直徑為1-10 μ m的玻璃纖維棉原料。
[0005]為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明的目的，進一步地說，它還具有如下的技術(shù)特征:
在高分子復(fù)合材料內(nèi)均布的吸隔聲氣泡孔為單出口半封閉結(jié)構(gòu)，吸隔聲氣泡孔的平均
直徑為20-350 μ m。
[0006]所述環(huán)氧樹脂在25°C時粘度為700_28000mPa.S，環(huán)氧當(dāng)量為180_280g/eq。
[0007]所述固化劑進一步優(yōu)選為聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或兩種之組合。
[0008]所述玻璃纖維棉原料中的玻璃纖維直徑進一步優(yōu)選為1.5-6 μ m。
[0009]本發(fā)明是有目的地選用纖維直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維棉作原料，再用環(huán)氧樹月旨、固化劑、樹脂稀釋劑制成的混合料液經(jīng)整體浸潰干燥固化制成一種具有一定機械強度、耐水防潮且內(nèi)部均布有單出口半封閉吸隔聲氣泡孔的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料。它屏障噪音的吸隔聲機理是:利用玻璃纖維棉在纖維直徑〈10 μ m時比表面積大具有良好吸隔聲性能的材料特性，在噪音聲波經(jīng)單出口半封閉的吸隔聲氣泡孔進入高分子復(fù)合材料的傳播過程中，纖維越細則聲波在傳播過程中與纖維接觸的機會越大，能與更多根數(shù)的纖維發(fā)生摩擦，即可最大程度地將更多的噪音聲能快速地轉(zhuǎn)化成為熱能而耗散。這正是本發(fā)明提出的一種低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料具有極佳的屏障噪音功能和良好吸隔聲性能的理論依據(jù)所在。
[0010]一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:它是按如下步驟進行的:
①計量配料:按如下重量配比分別稱取原料 環(huán)氧樹脂100份，固化劑20-50份，
樹脂稀釋劑10-95份，
玻璃纖維棉6-120份，
上述所說的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚芴型環(huán)氧樹脂中的任一種或幾種之組合，
上述所說的固化劑為脂肪胺、低聚聚酰胺、聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或幾種之組合，
上述所說的樹脂稀釋劑為甲苯、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯中的任一種或幾種之組合，
上述所說的玻璃纖維棉是指玻璃纖維直徑為1-10 μ m的玻璃纖維棉原料。
[0011]②均勻混料:首先將稱取的環(huán)氧樹脂、樹脂稀釋劑原料加入混合機內(nèi)進行混料加工作業(yè)2-20min，再加入固化劑繼續(xù)混料加工作業(yè)l_15min，控制混料溫度為15_40°C，即可制得均勻的混合料液。
[0012]本發(fā)明是有目的地選用低沸點的甲苯、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯中的一種或多種組合成樹脂稀釋劑優(yōu)先與環(huán)氧樹脂在混合機內(nèi)進行混料，使其能降低環(huán)氧樹脂的粘度，特別有利于在后續(xù)“備模浸潰”步驟中對纖維直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維棉進行澆注施工操作，使環(huán)氧樹脂能夠充分滲透浸潤玻璃纖維棉，并在固化劑的共同作用下能進一步優(yōu)化高分子復(fù)合材料經(jīng)整體浸潰的固化效果。需要說明的是，選用低沸點的樹脂稀釋劑原料也特別有利于在后續(xù)“干燥固化”步驟中進行加熱干燥的操作，可在相對較低的加熱溫度工況下，就能使樹脂稀釋劑緩慢沸騰逸出形成平均直徑為20-350 μ m的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)，這對進一步提高復(fù)合材料的吸隔聲性能也有明顯作用。
[0013]③備模浸潰:將計量稱取的玻璃纖維棉原料均勻鋪裝填充于浸潰模具內(nèi)，再將“均勻混料”步驟中制得的混合料液澆注入浸潰模具內(nèi)，混合料液充分滲透浸潤玻璃纖維棉。所述浸潰模具的內(nèi)腔尺寸可根據(jù)所生產(chǎn)高分子復(fù)合材料的工藝技術(shù)要求來確定。
[0014]④干燥固化:在合上模蓋后進行加熱干燥固化作業(yè)2_8h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為:比所用樹脂稀釋劑原料的常壓沸點高3-40°C，樹脂稀釋劑緩慢沸騰逸出即可在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)。
[0015]上述所說的“比所用樹脂稀釋劑原料的常壓沸點高3_40°C ”是以生產(chǎn)中實際使用樹脂稀釋劑的具體原料品種的常壓沸點為溫度基點再升高3-40°C，即為控制浸潰模具加熱溫度的工藝技術(shù)指標(biāo)。由于不同品種的樹脂稀釋劑原料的常壓沸點是不同的，即是說，控制浸潰模具加熱溫度的技術(shù)指標(biāo)是隨著實際使用樹脂稀釋劑的不同品種而變化的，只要將浸潰模具內(nèi)的加熱溫度控制在“比所用樹脂稀釋劑原料的常壓沸點高3-40°C ”的范圍內(nèi)，即能使樹脂稀釋劑在緩慢沸騰逐漸逸出過程中在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)，這種單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)對降低材料密度、提高復(fù)合材料的吸隔聲性能均有十分明顯的技術(shù)效果。
[0016]⑤脫模成型:開啟模蓋進行脫模，取出已干燥固化的高分子復(fù)合材料在室溫下進行自然降溫使其冷卻成型。即可得到所需外形尺寸的高分子復(fù)合材料成型材體。
[0017]⑥室溫固化:將已冷卻成型的高分子復(fù)合材料存放于室溫環(huán)境中繼續(xù)進行室溫固化3-12h,使其進一步固化定型,經(jīng)過檢驗合格入庫，即可制得密度為0.2-1.lg/cm3且內(nèi)部均布有吸隔聲氣泡孔結(jié)構(gòu)的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料合格成品。
[0018]在上述制備方法中，所述浸潰模具的加熱方式可以采用烘箱、烘房、直接電加熱、直接蒸汽加熱中的任一種。
[0019]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出的實質(zhì)性特點和顯著進步:
本發(fā)明首創(chuàng)了一種用樹脂稀釋劑降低環(huán)氧樹脂粘度后再添加固化劑制成混合料液并在浸潰模具內(nèi)對纖維直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維棉進行整體浸潰干燥固化制成內(nèi)部均布有單出口半封閉吸隔聲氣泡孔的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的全新制備方法。所制成的高分子復(fù)合材料能充分發(fā)揮利用纖維直徑〈10 μ m的玻璃纖維棉由于比表面積大具有良好吸隔聲性能的材料特性，又能有效規(guī)避玻璃纖維棉在纖維直徑〈10 μ m時存在“纖維強度極低、性脆易斷、吸塵易污損、粉塵化后易漫天飛揚造成二次污染”的自身性能缺陷。在噪音聲波經(jīng)半封閉吸隔聲氣泡孔進入高分子復(fù)合材料的傳播過程中，直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維與聲波的接觸機率大，進而使聲波能與更多根數(shù)的玻璃纖維摩擦發(fā)熱，可最大程度地將更多的噪音聲能快速地轉(zhuǎn)化成為熱能而耗散。這正是本發(fā)明克服了該研究領(lǐng)域長期以來“不使用纖維直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維棉作原料”傳統(tǒng)技術(shù)偏見的創(chuàng)造性所在，采用本發(fā)明提出的制備方法所生產(chǎn)的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料經(jīng)實際試用檢測表明取得了意想不到的吸隔聲技術(shù)效果。本發(fā)明提出的制備方法確實具有生產(chǎn)工藝簡捷、設(shè)備投入費用少、易于大規(guī)模批量生產(chǎn)、制造成本低、經(jīng)濟回報效益高的突出優(yōu)點。按照本發(fā)明提出的制備方法所生產(chǎn)的高分子復(fù)合材料成品經(jīng)試用檢測表明:它確實具有極佳的屏障噪音功能和良好的吸隔聲效果，它在施工應(yīng)用中還具有機械強度高、密度低質(zhì)量輕、切割粘附施工性能好、防水防潮耐腐防霉性能強、不易破損老化使用壽命長等優(yōu)良的材料特性，并且不含任何重金屬等有害物質(zhì)，確是一種極為理想的環(huán)保型吸隔聲高分子復(fù)合材料，它完全可以適用于道路聲屏障用作吸隔聲核心材料，同時也可用于城市圖書館、學(xué)校、醫(yī)院、辦公住宅等建筑物內(nèi)外墻作吸隔聲專用建材。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明提出的制 備低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝流程圖，也作摘要附圖。
[0021]圖2是按本發(fā)明提出的制備方法制成的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡照片，顯示在高分子復(fù)合材料內(nèi)均布的吸隔聲氣泡孔結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是按本發(fā)明提出的制備方法制成的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料典型的吸隔聲效果測試曲線圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的實施例和對比實驗例:
實施例1
一種生產(chǎn)低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的制備方法，它是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用雙酚A型環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為12500mPa.s，環(huán)氧當(dāng)量為189g/eq ；
固化劑原料選擇用聚醚胺EC311 ；
樹脂稀釋劑原料選用丙酮，它的常壓沸點為56.5°C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為4.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料。
[0024]再按如下重量配比分別稱取原料:
雙酚A型環(huán)氧樹脂100份，
聚醚胺EC31130份，
丙酮35份，
玻璃纖維直徑為4.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料30份。
[0025]②均勻混料:首先將稱取的雙酚A型環(huán)氧樹脂、丙酮原料加入槳葉式攪拌混合機內(nèi)進行混料加工作業(yè)8min，再加入聚醚胺EC311原料繼續(xù)混料加工作業(yè)lOmin，控制混料溫度為35°C，即可制得均勻的混合料液。
[0026]③備模浸潰:根據(jù)所需生產(chǎn)高分子復(fù)合材料的外形尺寸工藝技術(shù)要求準備浸潰模具，對浸潰模具內(nèi)壁表面進行清潔整理后，將計量稱取的玻璃纖維直徑為4.5μπι的特細玻璃纖維棉原料均勻地鋪裝填充于浸潰模具內(nèi)，再將上述“均勻混料”步驟中制得的混合料液緩緩澆注入浸潰模具內(nèi)靜置40min，即可使混合料液充分滲透完全浸潤玻璃纖維棉原料。
[0027]④干燥固化:在合上`模蓋后進行電加熱干燥固化作業(yè)5h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為90°C，即是說，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度是比丙酮的常壓沸點為56.5°C要高33.5°C，使丙酮在干燥固化過程中緩慢沸騰進而從內(nèi)部逐漸逸出，即可在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)，這種由內(nèi)而出的半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)對降低材料密度、提高吸隔聲屏障噪音功能是具有突出貢獻的。
[0028]⑤脫模成型:開啟模蓋進行脫模，取出已干燥固化的高分子復(fù)合材料在室溫下進行自然降溫使其冷卻成型，即可得到所需外形尺寸的高分子復(fù)合材料成型材體。
[0029]⑥室溫固化:將已冷卻成型的高分子復(fù)合材料存放于室溫環(huán)境中繼續(xù)進行室溫固化8h,使其進一步固化定型,經(jīng)過檢驗合格入庫，即可制得密度為0.85g/cm3且內(nèi)部均布有氣泡孔平均直徑為57.2μπι的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的合格成品，經(jīng)試用實際檢測:它的隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)可高達55dB。
[0030]實施例2
一種生產(chǎn)低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的制備方法，它是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用雙酚F型環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為SOOmPa.S，環(huán)氧當(dāng)量為280g/eq ；
固化劑原料選用低聚聚酰胺650 ；
樹脂稀釋劑原料選用乙醇，它的常壓沸點為78.40C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為8.0 μ m的特細玻璃纖維棉原料。
[0031]再按如下重量配比分別稱取原料:
雙酚F型環(huán)氧樹脂100份，
低聚聚酰胺65020份，乙醇10份，
玻璃纖維直徑為8.0 μ m的特細玻璃纖維棉原料6份。
[0032]②均勻混料:首先將稱取的雙酚F型環(huán)氧樹脂、乙醇原料加入敞開式攪拌釜中進行混合20min，然后加入低聚聚酰胺650繼續(xù)進行混料加工作業(yè)2min，控制混料溫度為15°C，即可制得均勻的混合料液。
[0033]③備模浸潰:根據(jù)所需生產(chǎn)高分子復(fù)合材料的外形尺寸工藝技術(shù)要求準備浸潰模具，對浸潰模具內(nèi)壁表面進行清潔整理后，將計量稱取的玻璃纖維直徑為8.Ομπι的特細玻璃纖維棉原料均勻地鋪裝填充于浸潰模具內(nèi)，再將上述“均勻混料”步驟中制得的混合料液緩緩澆注入浸潰模具內(nèi)靜置8min，即可使混合料液充分滲透完全浸潤玻璃纖維棉原料。
[0034]④干燥固化:在合上模蓋后進行蒸汽加熱干燥固化作業(yè)8h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為115°C，即是說，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度是比乙醇的常壓沸點78.4°C要高36.6°C，使乙醇在干燥固化過程中緩慢沸騰進而從內(nèi)部逐漸逸出，即可在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)。
[0035]⑤脫模成型:開啟模蓋進行脫模，取出已干燥固化的高分子復(fù)合材料在室溫下進行自然降溫使其冷卻成型。即可得到所需外形尺寸的高分子復(fù)合材料成型材體。
[0036]⑥室溫固化: 將已冷卻成型的高分子復(fù)合材料存放于室溫環(huán)境中繼續(xù)進行室溫固化12h，使其進一步固化定型，經(jīng)過檢驗合格入庫，即可制得密度為0.43g/cm3且內(nèi)部均布有氣泡孔平均直徑為250.2μπι的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的合格成品，經(jīng)試用實際檢測:它的隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)為53dB。
[0037]實施例3
一種生產(chǎn)低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的制備方法，它是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為27000mPa.s，環(huán)氧當(dāng)量為220g/eq ；
固化劑原料選用環(huán)脂胺EC331 ；
樹脂稀釋劑原料選用甲苯，它的常壓沸點為H0.6°C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為1.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料。
[0038]再按如下重量配比分別稱取原料:
鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂100份，
環(huán)脂胺EC33150份，
甲苯95份，
玻璃纖維直徑為1.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料120份。
[0039]②均勻混料:首先將稱取的鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂、甲苯原料加入槳葉式攪拌混合機內(nèi)進行混合20min，然后加入環(huán)脂胺EC331繼續(xù)進行混料加工作業(yè)15min，控制混料溫度為40°C，即可制得均勻的混合料液。
[0040]③備模浸潰:根據(jù)所需生產(chǎn)高分子復(fù)合材料的外形尺寸工藝技術(shù)要求準備浸潰模具，對浸潰模具內(nèi)壁表面進行清潔整理后，將計量稱取的玻璃纖維直徑為1.5μπι的特細玻璃纖維棉原料均勻地鋪裝填充于浸潰模具內(nèi)，再將上述“均勻混料”步驟中制得的混合料液緩緩澆注入浸潰模具內(nèi)靜置60min，即可使混合料液充分滲透完全浸潤玻璃纖維棉原料。
[0041]④干燥固化:在合上模蓋后進行電加熱干燥固化作業(yè)2h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為150°C，即是說，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度比甲苯的常壓沸點為110.6°C要高39.4°C，使甲苯在干燥固化過程中緩慢沸騰進而從內(nèi)部逐漸逸出，即可在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)。
[0042]⑤脫模成型:開啟模蓋進行脫模，取出已干燥固化的高分子復(fù)合材料在室溫下進行自然降溫使其冷卻成型。即可得到所需外形尺寸的高分子復(fù)合材料成型材體。 [0043]⑥室溫固化:將已冷卻成型的高分子復(fù)合材料存放于室溫環(huán)境中繼續(xù)進行室溫固化3h，使其進一步固化定型，經(jīng)過檢驗合格入庫，即可制得密度為1.08g/cm3且內(nèi)部均布有氣泡孔平均直徑為26.7μπι的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的合格成品，經(jīng)試用實際檢測:它的隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)為52dB。
[0044]為了清楚地表明本發(fā)明首創(chuàng)的利用“樹脂稀釋劑緩慢沸騰逸出形成半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)”和使用“纖維直徑〈10 μ m的玻璃纖維棉比表面積大”的玻璃纖維棉原料能有效增強高分子復(fù)合材料屏障噪音的吸隔聲性能，我們在“實施例1 ”所述生產(chǎn)方法基礎(chǔ)上再提供如下與“實施例1”具有可比性的四個“對比實驗例”:
對比實驗例I
對比實驗例I與實施例1的差別僅在于:使用的玻璃纖維原料的玻璃纖維直徑為20 μ m0
[0045]對比實驗例I是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用雙酚A型環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為12500mPa.s，環(huán)氧當(dāng)量為189g/eq ；
固化劑原料選擇用聚醚胺EC311 ；
樹脂稀釋劑原料選用丙酮，它的常壓沸點為56.5°C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為20 μ m的玻璃纖維棉原料。
[0046]再按如下重量配比分別稱取原料:
雙酚A型環(huán)氧樹脂100份，
聚醚胺EC31130份，
丙酮35份，
玻璃纖維直徑為20 μ m的特細玻璃纖維棉原料30份。
[0047]它的第②至⑥的步驟是完全按照“實施例1”所述的方式進行，雖然也能制得密度為0.79g/cm3且內(nèi)部均布有氣泡孔平均直徑為69.2 μ m的吸隔聲高分子復(fù)合材料，但是，經(jīng)實際檢測:它的隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)卻僅為46dB。
[0048]上述“對比實驗例I”與“實施例1”的差別僅在于:對比實驗例I使用的玻璃纖維原料的玻璃纖維直徑為20 μ m，實施例1使用的玻璃纖維原料的玻璃纖維直徑為4.5 μ m。而實施例1的隔聲單值評價量(Rw)卻比對比實驗例I要高9dB。即可充分證明本發(fā)明選用纖維直徑〈10 μ m的特細玻璃纖維棉作原料對提高低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料屏障噪音的吸隔聲性能是具有突出貢獻的。[0049]對比實驗例2
對比實驗例2與實施例1的差別僅在于:樹脂稀釋劑是選用二甲苯，它的常壓沸點為144.4。。。
[0050]對比實驗例2是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用雙酚A型環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為12500mPa.s，環(huán)氧當(dāng)量為189g/eq ；
固化劑原料選擇用聚醚胺EC311 ；
樹脂稀釋劑原料選用二甲苯，它的常壓沸點為144.4°C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為4.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料。
[0051]再按如下重量配比分別稱取原料: 雙酚A型環(huán)氧樹脂100份，
聚醚胺EC31130份，
二甲苯35份，
玻璃纖維直徑為4.5 μ m的特細玻璃纖維棉原料30份。
[0052]它的第②至⑥的步驟是完全按照“實施例1”所述的方式進行，由于在“第④干燥固化”的步驟中控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為90°C，常壓沸點溫度為144.4°C的二甲苯是不能沸騰從內(nèi)部逸出的，即是說，在制得的高分子復(fù)合材料內(nèi)部是不會形成氣泡孔結(jié)構(gòu)的。經(jīng)檢測:它的密度高達1.51g/cm3、隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)僅為30dB。
[0053]對比實驗例3
對比實驗例3與實施例1的差別僅在于:在“第④干燥固化”的步驟中:在合上模蓋后進行電加熱干燥固化作業(yè)5h，而控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度僅為47°C。
[0054]對比實驗例3是按如下步驟進行的:
它的第①至③的步驟是完全按照“實施例1”所述的方式進行的。
[0055]④干燥固化:在合上模蓋后進行電加熱干燥固化作業(yè)5h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為47°C，而作為樹脂稀釋劑原料的丙酮的常壓沸點為56.5°C，在加熱溫度為47°C的條件下，丙酮是不能沸騰從內(nèi)部逸出的，即是說，在制得的高分子復(fù)合材料內(nèi)部是不會形成氣泡孔結(jié)構(gòu)的。經(jīng)實際檢測:它的密度高達1.45g/cm3、隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)僅為 32dB。
[0056]對比實驗例4
對比實驗例4與實施例1的差別在于:樹脂稀釋劑選用常壓沸點為144.4°C的二甲苯，同時使用玻璃纖維原料的玻璃纖維直徑為20 μ m。
[0057]對比實驗例4是按如下步驟進行的:
①計量配料:
首先選取原料:
環(huán)氧樹脂原料選用雙酚A型環(huán)氧樹脂，它在25°C時粘度為12500mPa.s，環(huán)氧當(dāng)量為189g/eq ；
固化劑原料選擇用聚醚胺EC311 ；樹脂稀釋劑原料選用二甲苯，它的常壓沸點為144.4°C ；
玻璃纖維棉是選用玻璃纖維直徑為20 μ m的玻璃纖維棉原料。
[0058]再按如下重量配比分別稱取原料:
雙酚A型環(huán)氧樹脂100份，
聚醚胺EC31130份，
二甲苯35份，
玻璃纖維直徑為20 μ m的特細玻璃纖維棉原料30份。
[0059]它的第②至⑥的步驟是完全按照“實施例1”所述的方式進行，由于在“第④干燥固化”的步驟中控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為90°C，常壓沸點溫度為144.4°C的二甲苯是不能沸騰從內(nèi)部逸出的，即是說，在制得的高分子復(fù)合材料內(nèi)部是不會形成氣泡孔結(jié)構(gòu)的。經(jīng)實際檢測:它的密度高達1.52g/cm3、隔聲單值評價量(Rw)的技術(shù)指標(biāo)卻低至21dB。
[0060]將上述“對比實驗例2 ”、“對比實驗例3 ”、“對比實驗例4 ”分別與“實施例1 ”進行比較可見:由于“對比實驗例2”、“對比實驗例3”、“對比實驗例4”所制得的高分子復(fù)合材料都不具有氣泡孔結(jié)構(gòu)，在用作吸隔聲材料上存在嚴重的“隔聲單值評價量(Rw)低、密度高”的性能缺陷，特別是“對比實驗例4”是在不具有氣泡孔結(jié)構(gòu)的情況下同時使用玻璃纖維直徑為20 μ m的玻璃纖維原料，它的密度就高達1.52g/cm3、隔聲單值評價量(Rw)卻低至21dB，則是更不適合用作道路聲屏障的吸隔聲核心材料。
[0061]為了清晰地展示本發(fā)明的有益效果，現(xiàn)將上述實施例1至3和對比實驗例I至4中所制得的高分子復(fù)合材料進行`檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果列表如下:
【權(quán)利要求】
1.一種低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:它是由環(huán)氧樹脂、固化劑、樹脂稀釋劑、玻璃纖維棉原料經(jīng)整體浸潰固化組成的高分子復(fù)合材料，所述高分子復(fù)合材料的密度為0.2-1.lg/cm3，在高分子復(fù)合材料內(nèi)均布有吸隔聲氣泡孔結(jié)構(gòu)，它是按下述重量配比的原料制備而成的: 環(huán)氧樹脂100份， 固化劑20-50份， 樹脂稀釋劑10-95份， 玻璃纖維棉6-120份， 上述所說的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚芴型環(huán)氧樹脂中的任一種或幾種之組合， 上述所說的固化劑為脂肪胺、低聚聚酰胺、聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或幾種之組合， 上述所說的樹脂稀釋劑為甲苯、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯中的任一種或幾種之組合， 上述所說的玻璃纖維棉是指玻璃纖維直徑為1-10 μ m的玻璃纖維棉原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:在高分子復(fù)合材料內(nèi)均布的吸隔聲氣泡孔為單出口半封閉結(jié)構(gòu)，吸隔聲氣泡孔的平均直徑為20-350 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂在25°C時粘度為700-28000mPa.S，環(huán)氧當(dāng)量為180_280g/eq。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:所述固化劑進一步優(yōu)選為聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或兩種之組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料，其特征在于:所述玻璃纖維棉原料中的玻璃纖維直徑進一步優(yōu)選為1.5-6 μ m。
6.一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:它是按如下步驟進行的: ①計量配料:按如下重量配比分別稱取原料 環(huán)氧樹脂100份， 固化劑20-50份， 樹脂稀釋劑10-95份， 玻璃纖維棉6-120份， 上述所說的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧樹脂和雙酚芴型環(huán)氧樹脂中的任一種或幾種之組合， 上述所說的固化劑為脂肪胺、低聚聚酰胺、聚醚胺、環(huán)脂胺中的任一種或幾種之組合， 上述所說的樹脂稀釋劑為甲苯、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、甲乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙酸甲酯和乙酸丙酯中的任一種或幾種之組合， 上述所說的玻璃纖維棉是指玻璃纖維直徑為1-10 μ m的玻璃纖維棉原料， ②均勻混料:首先將稱取的環(huán)氧 樹脂、樹脂稀釋劑原料加入混合機內(nèi)進行混料加工作業(yè)2-20min，再加入固化劑繼續(xù)混料加工作業(yè)l_15min，控制混料溫度為15_40°C，即可制得均勻的混合料液， ③備模浸潰:將計量稱取的玻璃纖維棉原料均勻鋪裝填充于浸潰模具內(nèi)，再將“均勻混料”步驟中制得的混合料液澆注入浸潰模具內(nèi)，混合料液充分滲透浸潤玻璃纖維棉， ④干燥固化:在合上模蓋后進行加熱干燥固化作業(yè)2-8h，控制浸潰模具內(nèi)的加熱溫度為:比所用樹脂稀釋劑原料的常壓沸點高3-40°C，樹脂稀釋劑緩慢沸騰逸出即可在高分子復(fù)合材料內(nèi)形成均布的單出口半封閉氣泡孔結(jié)構(gòu)， ⑤脫模成型:開啟模蓋進行脫模，取出已干燥固化的高分子復(fù)合材料在室溫下進行自然降溫使其冷卻成型， ⑥室溫固化:將已冷卻成型的高分子復(fù)合材料存放于室溫環(huán)境中繼續(xù)進行室溫固化.3-12h，使其進一步固化定型，經(jīng)過檢驗合格入庫，即可制得低密度吸隔聲高分子復(fù)合材料成品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述浸潰模具的加熱方式為烘箱、烘房、直接電加熱、直接蒸汽加熱中的任一種。
【文檔編號】C08L63/00GK103554845SQ201310537409
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】廖康平, 張軍華, 廖敏, 周濤 申請人:樂山銘平方塑料制品科技有限公司