[发明专利]一种低频吸声橡胶基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于低频吸声材料及其制备和应用领域，它涉及一种低频吸声橡胶基 复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，国内外的吸声材料在中高频吸声效果较好，但是低频吸声效果不理想。 为提高材料的低频吸声性能，一般采用增加吸声材料的厚度的方法，虽然这样可 以提高材料的低频吸声性能，但是效果不明显，并且在使用上也受到空间、材料 体积和成本等的限制。另外，还有将吸声材料设计成各种各样的几何形状，如球 体、圆锥体、圆柱体、六面体、四面体等等，这样虽扩大了吸声的有效面积，可 以获得较好的吸声效果，但是制作工艺较复杂，且会受到使用空间的限制，不能 被广泛使用。因此，开发低频吸声性能好、轻薄、加工简单，低频吸声材料就显 得尤为必要。

三元乙丙橡胶(EPDM)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。其特 性是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家 族，它具有极好的硫化特性；且在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重，它能吸 收大量的填料而对性能影响不大。

沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物，沸石粉由沸石研磨而 成，由铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸非常小(通常为0.3～2nm) 的孔道和空腔体系，并具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当。沸石具有 独特的吸附性、催化性、离子交换性等。目前沸石粉应用局限于鱼类饲料添加剂、 水质改良剂等，沸石粉用在声学方面的应用还很少，有很大的空间进行开发利用。

木棉纤维作为一种天然纤维素纤维，具有薄壁大中空的独特结构(中空度 80％～90％)，其中空率远远高于其他现有纤维，是优良的隔热、隔音、保暖和浮 力材料。

通常，多孔复合材料的中高频吸声性能较好，但低频吸声性能较差。通过向 复合材料中加入多孔小分子，以改善复合材料中孔径大小、孔隙率，这既可提高 中高频的吸声性能又可以提高低频吸声性能。

因此，为解决吸声材料低频吸声性能较差的缺陷，本发明研制了一种低频吸 声橡胶基复合材料。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种低频吸声橡胶基复合材料及其制备方法， 该方法制备的低频吸声复合材料在低频吸声性能优异，在125～1000Hz的平均吸 声系数达到0.34以上，最大吸声系数达到0.71；本发明制备得到的吸声材料轻薄 (1～3mm)，制备方法操作简单，经济效益好，适合工业化生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种低频吸声橡胶基复合材料，其特 征在于，包括三元乙丙橡胶和木棉纤维，其中，三元乙丙橡胶和木棉纤维的质量 比为80～100∶5～15。

优选地，所述的低频吸声橡胶基复合材料还包括沸石粉，三元乙丙橡胶和沸 石粉的质量比为80～100∶10～40。

优选地，所述的低频吸声橡胶基复合材料的厚度为1mm～3mm，密度为15.9～ 21.9g/cm³。

本发明还提供了上述的低频吸声橡胶基复合材料的制备方法，其特征在于， 包括：

第一步：混炼：在双辊筒炼机上的辊筒间加入80～100质量份的三元乙丙橡 胶，再向橡胶中添加5～15质量份的木棉纤维，将三元乙丙橡胶和木棉纤维进行 混炼，混炼温度为30～70℃，混炼时间为10～30分钟，混炼后，将混炼料从辊筒 上剥下来，然后剪碎制成混炼碎粒，以备热压成形之用；

第二步：热压成型：将混炼碎料铺在模具中，模具上下都用钢板夹住；将装 有碎料的模具和钢板移入平板硫化机，在5～15MPa的压力，150～170℃条件下， 加压1～3分钟；取下钢板，脱模，冷却，即得低频吸声橡胶基复合材料。

优选地，在混炼时，使用切刀做人工辅助性的混合。

优选地，所述第一步中，将三元乙丙橡胶和木棉纤维进行混炼后，在混炼料 中添加10～40质量份的沸石粉，再次混炼，再次混炼的温度为30～70℃，混炼时 间为20～60分钟。

优选地，在再次混炼时，使用切刀做人工辅助性的混合。

优选地，所述的第二步中，在钢板和模具之间设置一层PE粘膜。

优选地，所述的第二步中的冷却为在常温下放置冷却，或使用水进行冷却。