[发明专利]一种压电吸声复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电吸声复合材料及其制备方法；该复合材料的主要用途是组成隔音，吸收机械振动或其它功能性构件，同时，对声波有强烈的吸收作用。

背景技术

[0002] 声音是空气中传播的机械振动，传统的隔音、吸音材料的主要作用机理以机械作用为主，即在声音传播的路径中插入另类介质，减弱声波振动的强度、改变声音传插的方向，达到隔音、吸音的目的；现有的隔音、吸音材料有石膏、水泥、塑料、橡胶，这些材料被制成各形状，应用于各种领域如：高速公路、铁路旁的隔音板，各种有音响效果的室内则多采用有机发泡材料，一些特定要求的还使用橡胶涂料。

由于机械波传输的特点，为了达到理想隔、吸音效果，目前使用传统的材料需要较大的介入较大路径，在许多场合，只能使用较薄的材料时，就难达到理想的吸音效果。发泡类材料则由于其强度小，一般限于固定环境中使用。总之，现有的材料隔音、吸音效果不理想，达不到隔音吸音要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种热稳定性好，强度和刚度高，减振和吸音效果好的压电吸声复合材料及其制备方法。

本发明的技术方案是：一和压电吸声复合材料的制备方法，其特征在于所述的压电吸声复合材料由以下原料和步骤制成：

所述的各原料

（1）所述的该制备方法中的压电吸声复合材料是由有机树脂或无机材料基体、压电体、导电体和增强体四部份组成；

所述的有机树脂基体为聚氯乙烯粉剂，即称为PVC基体；或合成橡胶树脂，即称为PU基体；或塑料树脂，即称为ABS基体；

所述的压电体为极化锆钛酸铅陶瓷片，即称为PZT陶瓷片；

所述的导电体为微细硅粉，即称为Si微粉；

所述的增强体为尼龙短纤维，或玻璃短纤维，或玻璃纤维布，或尼龙布，根据实际需要任意选择其中的一种：

（2）所述的该制备方法中组成压电吸声复合材料的各原料的重量配比为：

有机树脂或无机材料基体 65－85 %，       

PZT陶瓷片3－20 %，  

Si微粉  5－18 %，                 

 增强体 3－20%，

在以上各组份取值范围内，组份百分含量之和为100%；

所述的各步骤为：

A、原料预处理，各组份成型前为以下状态：

所述的有机树脂基体：PVC基体，或PU基体，或ABS基体；

所述的压电体为PZT陶瓷片，厚度在0.2mm~0.4mm之间，平均周径在1mm~20mm之间的；其形状为给定的几何形状，如圆形，方形或多方形，或不规则形状的薄陶瓷片；使用前，PZT陶瓷片应先进行极化处理，采用垂直极化，即电场垂直于PZT薄片表面，经极化后的PZT陶瓷片两表面有金属电板；

导电体为微细硅粉，Si微粉直径≦2μm的，使用前，将Si微粉导电体放置于有盖的匣钵内，将匣钵放置在温度为70－80℃的环境中，恒温处理6－8小时；

B、成型工艺，采用注塑工艺成型：

第一步，将上述重量配比的有机树脂基体料和增强体的两种原料混合均匀，采用模压成型，成型时，注塑温度控制在240℃－260℃之间，模具温度应保持在40℃±5℃；注塑压力为1200bar；根据需要可加入增塑剂，成型为基板一，基板一的厚度为1~10mm之间；

第二步，在基板一上增加吸层，将上述重量配比的有机树脂基体料和Si微粉两种原料混合均匀形成基体导电混合料后，在基板一上覆盖一层基体导电混合料，覆盖厚度为0.5~1mm，然后在基体导电混合料层均匀抛撒压电片，即均匀抛撒PZT陶瓷片；再覆盖一层厚度为0.5~1mm的基体导电混合料层，即将基体导电混合料均匀覆盖在PZT陶瓷片上而形成基板二；重复进行以上操作，直到所需要的厚度，注塑温度控制在260℃－280℃之间，保持温度在160℃±5℃；注塑压力为1600bar，基板二与基板一等厚戓不等厚；

第三步，第三步工序与第一步工序相同，即将上述重量配比的有机树脂基体料和增强体的两种原料混合均匀，采用模压成型，成型时，注塑温度控制在240℃－260℃之间，模具温度应保持在40℃±5℃；注塑压力为1200bar；根据需要可加入增塑剂，成型为基板三，基板三的厚度为1~10mm之间；

第四步，将基板二与基板三进行复合， 复合温度保持在190℃±5℃，两基板复合压力为1600bar，压力保持时间为14~16min；即形成压电吸声复合材料。通过上述方法制备的压电吸声复合材料，该成型后压电吸声复合材料为直板或波纹板；