一種聚氨酯吸聲材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚氨酯吸聲材料，包括雙層復(fù)合聚氨酯泡沫，其中一層為硬質(zhì)泡沫，另一層為軟質(zhì)泡沫。所述硬質(zhì)泡沫是硬質(zhì)閉孔型泡沫、半硬質(zhì)開孔型泡沫和硬質(zhì)開孔型泡沫中的任一種。所述軟質(zhì)泡沫為軟質(zhì)開孔型泡沫。采用雙層復(fù)合形式，通過二次發(fā)泡制備得聚氨酯吸聲材料。本發(fā)明采用兩層復(fù)合聚氨酯泡沫，克服了柔性吸聲材料因泡孔細(xì)小，單一樣品中高頻吸聲效果一般的缺點(diǎn)，采用硬質(zhì)泡沫和軟質(zhì)復(fù)合后，增大吸聲頻段，提高吸聲性能同時(shí)也提高其力學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中，雙層復(fù)合的聚氨酯板材可以根據(jù)需要采用不同的復(fù)合方式來提高不同頻段的吸聲性能，具有廣闊的前景。
【專利說明】
一種聚氨酯吸聲材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種的高分子吸聲材料，尤其是一種聚氨酯吸聲材料。
【背景技術(shù)】
[0002]吸聲材料是具有較強(qiáng)的吸收聲能、減低噪聲性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對(duì)入射聲能具有吸收作用的材料。吸聲材料要與周圍的傳聲介質(zhì)的聲特性阻抗匹配，使聲能無反射地進(jìn)入吸聲材料，并使入射聲能絕大部分被吸收。在噪聲控制工程中，常常需要用到各種各樣的吸聲材料，而其中應(yīng)用最廣泛的是多孔吸聲材料。多孔性材料如纖維材料、泡沫材料、粒狀材料等一般用于空氣傳播噪聲和結(jié)構(gòu)噪聲的降低。多孔吸聲材料具有高頻吸聲系數(shù)大、比重小等優(yōu)點(diǎn)，是一種廣泛采用的吸聲降噪材料。聚氨酯泡沫是典型的多孔型聲學(xué)材料，它綜合了聚氨酯的優(yōu)良高分子材料性能以及多孔材料吸聲功能和柔性材料的阻尼吸聲功能，具有較好的吸聲、隔聲性能?，F(xiàn)階段的聚氨酯泡沫主要有硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種，軟質(zhì)聚氨酯泡沫為開孔型泡沫，吸聲性能好，但是強(qiáng)度不夠，而硬質(zhì)聚氨酯泡沫其吸聲有限，但是強(qiáng)度可以滿足使用要求，本發(fā)明采用雙層復(fù)合的形式，制備雙層復(fù)合聚氨酯泡沫，使產(chǎn)品既滿足吸聲方面的使用要求，又滿足力學(xué)方面的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種增大吸聲頻段，提高吸聲性能、力學(xué)性能的聚氨酯吸聲材料及其制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種聚氨酯吸聲材料，包括雙層復(fù)合聚氨酯泡沫，其中一層為硬質(zhì)泡沫，另一層為軟質(zhì)泡沫。
[0005]進(jìn)一步地，所述硬質(zhì)泡沫是硬質(zhì)閉孔型泡沫、半硬質(zhì)開孔型泡沫和硬質(zhì)開孔型泡沫中的任一種。
[0006]進(jìn)一步地，所述軟質(zhì)泡沫為軟質(zhì)開孔型泡沫。
[0007]上述聚氨酯吸聲材料的制備方法，該方法包括如下步驟:
(1):一次發(fā)泡:先將一種泡沫按配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第一厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，制備出單層泡沫材料；
(2):二次發(fā)泡:組裝模具，將步驟(I)得到的單層泡沫材料裝入到第二厚板式模具中，再將另一種泡沫按配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第二厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，得聚氨酯吸聲材料。
[0008]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用兩層復(fù)合聚氨酯泡沫，克服了柔性吸聲材料因泡孔細(xì)小，所以單一樣品中高頻吸聲效果一般缺點(diǎn)，采用硬質(zhì)泡沫和軟質(zhì)復(fù)合后，增大吸聲頻段，提高吸聲性能同時(shí)也提高其力學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中，雙層復(fù)合的聚氨酯板材可以根據(jù)需要采用不同的復(fù)合方式來提高不同頻段的吸聲性能，具有廣闊的前景。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
[0010]應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在以下的實(shí)施例中，未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。所用組分的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明，其后所用相同試劑如無特殊說明，均以首次標(biāo)明的內(nèi)容相同。
[0011]
本發(fā)明中的聚氨酯吸聲材料，采用雙層復(fù)合形式，通過二次發(fā)泡制備，其聚氨酯主鏈按照分子結(jié)構(gòu)的不同分為軟段和硬段。采用聚醚多元醇或聚合物多元醇或者聚碳酸酯二醇作為聚氨酯組分的軟段。所述硬段結(jié)構(gòu)單元是由是異氰酸酯和三乙烯二胺、三丁胺、丁二醇等擴(kuò)鏈生成。
[0012]本發(fā)明中異氰酸酯選用的是國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的分子量為200的異氰酸酯。
[0013]
實(shí)施例1:制備硬質(zhì)閉孔型泡沫
硬質(zhì)閉孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:H4110(聚醚多元醇)為54，仙(1，4-丁二醇)為16，AK8805(硅油)為2.8，TEDA-A33(三乙烯二胺)為0.8，氫氧化鋁為14，0麗?(甲基磷酸二甲酯)為16，1^^?(三(2-氯乙基)磷酸酯)為15，!120為0.6，!0^-14113(—氟二氯乙烷)為27，PAPI(異氰酸酯)為150。
[0014I制得一次成型40mm厚的硬質(zhì)閉孔型聚氨酯泡沫板密度為0.048/g.cm—3，開孔率為5.01 %，平均吸聲系數(shù)0.15，彈性模量770MPa。
[0015]實(shí)施例2:制備硬質(zhì)開孔型泡沫
硬質(zhì)開孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:ST-602EL(聚碳酸酯二醇)為60，107膠(端羥基聚硅氧烷)為30，BD(1，4-丁二醇)為22，Wanalink 6200(4，4’_雙仲丁氨基二苯基甲烷)為5.0，AK8805(硅油)為2.0，TEDA-A33(三乙烯二胺)為0.8，DMMP(甲基磷酸二甲酯)為22，^^?(三(2-氯乙基)磷酸酯)為22，出0為2.5，PAPI(異氰酸酯)為100。
[0016]制得一次成型40mm厚的硬質(zhì)開孔型聚氨酯泡沫板密度為0.086/g.cm-3，開孔率為90.11 %，平均吸聲系數(shù)0.41，彈性模量820MPa。
[0017]實(shí)施例3:制備半硬質(zhì)開孔型泡沫
半硬質(zhì)開孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:ST-602EL(聚碳酸酯二醇)為40，PS-1752(苯酐聚酯多元醇)為18，Wanalink 6200(4，4’_雙仲丁氨基二苯基甲烷)為5.0，PMDA(均苯四酸二酐)為50，AK8805(硅油)為2.0，TEDA-A33(三乙烯二胺)為1.1，三丁胺為2.2，DMMP(甲基磷酸二甲酯)為22，TCEP(三(2-氯乙基)磷酸酯)為22，出0為3.0，!0^-14113(—氟二氯乙烷)為16，PAPI(異氰酸酯)為70。
[00? 8]制得一次成型40mm厚的半硬質(zhì)開孔型聚氨酯泡沫板密度為0.025/g.cm—3，1.53開孔率為94 %，平均吸聲系數(shù)0.48，彈性模量600MPa。
[0019]實(shí)施例4:制備軟質(zhì)泡沫為軟質(zhì)開孔型泡沫。
[0020]TEP-3033(三乙烯二胺)為27，YB-3081(聚合物多元醇)為41，PMDA(均苯四酸二酐)為26，納米S12為12，AK8805(硅油)為0.2，三丁胺為2.5，0麗?(甲基磷酸二甲酯)為19，1^^(三(2-氯乙基)磷酸酯)為19，出0為3.2，!0^-14113(—氟二氯乙烷)為16，？4?1(異氰酸酯)為64。制得一次成型40mm厚的聚氨酯泡沫板密度為0.058/g.cm—3，開孔率為92.31%，平均吸聲系數(shù)0.64，彈性模量80MPa。
[0021]實(shí)施例5:制備硬質(zhì)閉孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料該方法包括如下步驟:
(O: 一次發(fā)泡:先將硬質(zhì)閉孔型泡沫按實(shí)施例1中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第一厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，制備出單層泡沫材料；其中，各組分原料攪拌均勻后在室溫下靜置0.5h，加入催化劑攪拌5s，進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時(shí)間為80s，然后在100 °C下熟化50s。
[0022](2): 二次發(fā)泡:組裝模具，將步驟(I)得到的單層泡沫材料裝入到第二厚板式模具中，再將軟質(zhì)開孔型泡沫按實(shí)施例4中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第二厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，得到硬質(zhì)閉孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料。其中，發(fā)泡時(shí)間為120s，溫度為20°C，成型時(shí)間為60s，成型溫度120°C。
[0023]經(jīng)檢測(cè)，硬質(zhì)閉孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料的吸聲系數(shù)為
0.68ο
[0024]實(shí)施例6:制備硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料該方法包括如下步驟:
(O: 一次發(fā)泡:先將硬質(zhì)開孔型泡沫按實(shí)施2中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第一厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，制備出單層泡沫材料；其中，各組分原料攪拌均勻后在室溫下靜置0.5h，加入催化劑攪拌5s，進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時(shí)間為60s，然后在100°C下熟化30s。
[0025](2): 二次發(fā)泡:組裝模具，將步驟(I)得到的單層泡沫材料裝入到第二厚板式模具中，再將軟質(zhì)開孔型泡沫按實(shí)施例4中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第二厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，得到硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料。其中，發(fā)泡時(shí)間為180s，溫度為30 °C，成型時(shí)間為30s，成型溫度130 °C。
[0026]經(jīng)檢測(cè)，硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料的吸聲系數(shù)為
0.82ο
[0027]實(shí)施例7:制備半硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料該方法包括如下步驟:
(O: 一次發(fā)泡:先將半硬質(zhì)開孔型泡沫按實(shí)施例3中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第一厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，制備出單層泡沫材料；其中，各組分原料攪拌均勻后在室溫下靜置0.5h，加入催化劑攪拌5s，進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時(shí)間為100s，然后在100 °C下熟化60s。
[0028](2): 二次發(fā)泡:組裝模具，將步驟(I)得到的單層泡沫材料裝入到第二厚板式模具中，再將軟質(zhì)開孔型泡沫按實(shí)施例4中配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第二厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，得到半硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料。其中，發(fā)泡時(shí)間為60s，溫度為1 °C，成型時(shí)間為90s，成型溫度100 °C。
[0029]經(jīng)檢測(cè)，半硬質(zhì)開孔型泡沫與軟質(zhì)開孔型泡沫的復(fù)合聚氨酯吸聲材料的吸聲系數(shù)為0.78。
[0030]
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚氨酯吸聲材料，其特征在于，包括雙層復(fù)合聚氨酯泡沫，其中一層為硬質(zhì)泡沫，另一層為軟質(zhì)泡沫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述硬質(zhì)泡沫是硬質(zhì)閉孔型泡沫、半硬質(zhì)開孔型泡沫和硬質(zhì)開孔型泡沫中的任一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述硬質(zhì)閉孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:聚醚多元醇為54，I，4-丁二醇為16，硅油為2.8，三乙烯二胺為0.8，氫氧化鋁為14，甲基磷酸二甲酯為16，三(2-氯乙基)磷酸酯為15，H20為0.6，一氟二氯乙烷為27，異氰酸酯為150。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述硬質(zhì)開孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:聚碳酸酯二醇為60，端羥基聚硅氧烷為30，I，4-丁二醇為22，Wanalink6200為5.0，硅油為2.0，三乙烯二胺為0.8，甲基磷酸二甲酯為22，三(2-氯乙基)磷酸酯為22 ,H2O為2.5，異氰酸酯為100。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述半硬質(zhì)開孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:聚碳酸酯二醇為40，PS-1752為18 ,Wanalink 6200為5.0，PMDA為50，硅油為2.0，三乙烯二胺為1.1，三丁胺為2.2，甲基磷酸二甲酯為22，三(2-氯乙基)磷酸酯為22 ,H2O為3.0，一氟二氯乙烷為16，異氰酸酯為70。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述軟質(zhì)泡沫為軟質(zhì)開孔型泡沫。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯吸聲材料，其特征在于，所述軟質(zhì)開孔型泡沫包括如下重量份數(shù)的組分:聚碳酸酯二醇為40，PS-1752為18，Wanal ink 6200為5.0，PMDA為50，硅油為2.0，三乙烯二胺為1.1，三丁胺為2.2，甲基磷酸二甲酯為22，三(2-氯乙基)磷酸酯為22，H2O為3.0，一氟二氯乙烷為16，異氰酸酯為70。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯吸聲材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (O: 一次發(fā)泡:先將一種泡沫按配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第一厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，制備出單層泡沫材料； (2): 二次發(fā)泡:組裝模具，將步驟(I)得到的單層泡沫材料裝入到第二厚板式模具中，再將另一種泡沫按配方稱量各組分，攪拌混合均勻，澆灌入第二厚板式模具中，合模、發(fā)泡、成型后，開模，得聚氨酯吸聲材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種聚氨酯吸聲材料的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，各組分原料攪拌均勻后在室溫下靜置0.5h，加入催化劑攪拌5s，進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時(shí)間為60-100s，然后在100 °C下熟化30-60s。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種聚氨酯吸聲材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，發(fā)泡時(shí)間為60-180s，溫度為10-30°C，成型時(shí)間為30-90s，成型溫度100-130°C。
【文檔編號(hào)】B32B33/00GK106084749SQ201610425445
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】許晶晶, 高琍玲, 康健, 洪少華, 宣君, 沈奪魁
【申請(qǐng)人】江蘇新光環(huán)保工程有限公司