三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于吸聲材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種涉及三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維 吸聲復合材料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有吸聲材料中，常采用共振方式和多孔機理將聲波通過空氣與材質(zhì)的摩擦和 空氣的黏滯阻力作用將聲能轉(zhuǎn)化成熱能而加以消耗。前者吸聲主要發(fā)生在特定頻段內(nèi)；后 者一般只在高頻段具有較好的吸聲性能，為了使中低頻段也具有較優(yōu)好的性能，材料必須 做得很厚，同時這種材料的力學性能較差，常作為吸聲結(jié)構(gòu)的一個組成部分進行使用。
[0003] 在實際工程應用中，人們總希望在材料較輕薄同時具有相當?shù)牧W性能的前提 下，獲得良好的吸聲性能，以降低工作場所、居住處的振動和噪音污染
[0004] 紡織作為我國的支柱性民生產(chǎn)業(yè)，每年都有大量的紡織膠輥，膠圈報廢。由于其擁 有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，難以生物降解。隨意堆放，將成為蚊蟲的寄生地；脫硫雖然可以有效去除 三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，得到再生膠，但易形成廢煙、廢氣的排放，這些都將造成環(huán)境污染；在環(huán)境污 染控制越來越嚴的今天，其都不是一種綠色處理的好方法，必將淘汰。從環(huán)保角度出發(fā)，利 用其特性開發(fā)三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料以實現(xiàn)其功能性再生將是合理 處理和利用的又一條新路。
[0005] 紡織廢膠具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這將為復合材料提供良好的力學性能；作為含有極 性官能團的紡織廢膠獨特的粘彈性可以與有機小分子形成雜化阻尼復合材料，這為開發(fā)阻 尼復合膜提供了基礎(chǔ)；尼龍單孔中空長絲，作為復合材料的芯層，一方面可以增加復合材 料的力學性能，達到增強的功能，另一方面長絲的孔中的空氣攜入材料中，形成連續(xù)的空氣 層，這為吸聲提供了可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠 基纖維吸聲復合材料及其制造方法。該復合材料在中低頻段具有較大的吸聲系數(shù)，同時材 料具有較好的力學性能。制作方法簡單，開拓了紡織廢膠在吸聲領(lǐng)域內(nèi)的應用。
[0007] 技術(shù)方案：一種三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料，所述的吸聲復合材 料由單孔中空尼龍長絲輔層作為三明治結(jié)構(gòu)的芯層，紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復 合膜作為夾持層；其中夾持層復合材料中：紡織廢膠與受阻酚的工藝配方按質(zhì)量份數(shù)比為 70 :30 ;三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料中的纖維質(zhì)量含量為5~30%。
[0008] 作為優(yōu)化：作為夾持層的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合材料，所述紡織 廢膠是將紡織企業(yè)報廢的膠圈、膠輥直接粉碎而得的膠粉，其主要成分為：丁腈橡膠（NBR) 和聚氯乙烯（PVC)，其比例是100 :80,除此之外還有少量的增強劑、增塑劑、硬脂酸、顏料。
[0009] 作為優(yōu)化：作為夾持層的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合材料，所述受阻 酚是一種含雙羥基的極性有機小分子，其化學名為2, 2亞甲基-雙（4-甲基-6-叔丁基苯 酚），可簡寫為AO 2246,其化學結(jié)構(gòu)式如下：
[0011] 作為優(yōu)化：作為芯層的單孔中空尼龍長絲，其特征在于：規(guī)格是2. 8tex/12F。
[0012] -種所述的三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0013] (1)夾持層的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合膜的制備
[0014] a、混煉：
[0015] 在輥筒溫度為60°C的雙輥筒間加入紡織廢膠粉，制成薄片，約20分鐘；加入AO 2246混煉，其中紡織廢膠粉與AO 2246的質(zhì)量比是70:30,混煉并達到均勻，總混煉時間約 60分鐘，將混煉料室溫冷卻后，得混煉薄片以備用；
[0016] b、熱壓成形：
[0017] 將上述混煉薄片前剪成比模具略大鋪放在模子內(nèi)腔中（模厚Imm)，模子上下用鋼 板夾住，且在模子和鋼板之間用一層耐高溫的防粘布，然后在防粘布外再加一層耐高溫的 保護膜；鋼板移入溫度為160°C的平板硫化機，卸載預熱20分鐘，加壓熱壓10分鐘；取下 鋼板，迅速放入冷水中，即得不脫模具的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合材料，以備 用；
[0018] (2)尼龍長絲的準備
[0019] 利用YG381型搖黑板機將單孔中空尼龍長絲根據(jù)不同的質(zhì)量份數(shù)卷繞到正反面 均外覆防粘布的不銹鋼黑板上（用不銹鋼按搖黑板的尺寸加工形成不銹鋼黑板，通過不斷 鋪層結(jié)合改變搖紗密度而達到所需的質(zhì)量），搖好的黑板以備用；
[0020] (3)纖維層與阻尼減振復合膜的復合的制備
[0021] a、將下鋼板上方鋪一層耐高溫保護膜，再鋪一層耐高溫防粘布，然后依次將不脫 模具的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合膜、纖維黑板、不脫模具的紡織廢膠與受阻 酚組成的阻尼減振復合膜放置其上后，再鋪一層耐高溫防粘布，一層耐高溫保護膜，最后蓋 上上鋼板，將其一起移平板硫化機，經(jīng)卸載預熱，加壓熱壓；取下鋼板，從黑板處割開纖維， 即得兩塊阻尼減振復合材料與纖維的雙層材料，以備用；
[0022] b、將a制得的兩塊備用料的纖維面均勻地涂上粘合劑，待其揮發(fā)到基本不粘手后 將兩塊材料的纖維面按纖維垂直角度粘合在一起，再在常溫下利用重物加壓置一定的時間 即得三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料。
[0023] 作為優(yōu)化：所述步驟中的耐高溫防粘布是聚四氟乙烯耐高溫布，耐高溫防粘膜是 耐高溫PET薄膜。
[0024] 作為優(yōu)化：所述步驟（3) a中的卸載條件可為：160~175°C預熱10~30分鐘。
[0025] 作為優(yōu)化：所述步驟（3) a中的加壓條件可為：溫度160~175°C，15~18MPa的壓 力下加壓20~40分鐘。
[0026] 作為優(yōu)化：所述步驟（3)b中的加壓條件為：1~3MPa的壓力下加壓12~36小時。
[0027] 作為優(yōu)化：所述步驟（3)b中的粘合劑是樂泰496。
[0028] 有益的效果：本發(fā)明選用一種帶有較強極性且具有三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的紡織廢膠粉 (TWRP)為基體，加入極性功能小分子AO 2246,采用70 :30的質(zhì)量比共混形成雜化效應的 復合膜，在前期研究中這種比例的阻尼性能最佳。利用復合膜夾持單孔中空尼龍纖維鋪疊 層，可以將中空內(nèi)的空氣引入復合材料，得到連續(xù)的空氣層，從而可以在中低頻段均可以獲 得良好吸聲性能。
[0029] 本發(fā)明實施過程和簡單，所用的紡織廢膠粉為紡織企業(yè)報廢的膠輥、膠圈直接粉 碎而得，不僅不會引起環(huán)境污染，而且是一種綠色功能性利用，實現(xiàn)了變廢為寶，符合綠色 生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的要求。可廣泛應用于交通、家居裝潢等領(lǐng)域，具有良好的經(jīng)濟和社會效 應。
【附圖說明】
[0030] 圖1是實施例材料的吸聲系數(shù)與頻率曲線圖；
[0031] 圖2是實施例材料的應力一應變曲線圖。
【具體實施方式】
[0032] 通過下述實施例將有助于理解本發(fā)明，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限 制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本 發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定。
[0033] 實施例1 :
[0034] 三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料下由紡織廢膠粉與AO 2246共混而 成的復合膜與單孔中空尼龍長絲鋪層復合而得的纖維層共同構(gòu)成的三明治結(jié)構(gòu)的復合材 料。復合材料的制備步驟如下：
[0035] (1)夾持層的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合膜的制備
[0036] a、混煉
[0037] 在輥筒溫度為60°C的雙輥筒間加入紡織廢膠粉，制成薄片，約20分鐘；加入AO 2246混煉，其中紡織廢膠粉與AO 2246的質(zhì)量比是70:30,混煉并達到均勻，總混煉時間約 60分鐘，將混煉料室溫冷卻后，得混煉薄片以備用；
[0038] b、熱壓成形
[0039] 將上述混煉薄片前剪成比模具略大鋪放在模子內(nèi)腔中（模厚Imm)，模子上下用鋼 板夾住，且在模子和鋼板之間用一層耐高溫的防粘布，然后在防粘布外再加一層耐高溫的 保護膜；鋼板移入溫度為160°C的平板硫化機，卸載預熱20分鐘，加壓熱壓10分鐘；取下 鋼板，迅速放入冷水中，即得不脫模具的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合材料，以備 用。
[0040] (2)尼龍長絲的準備
[0041] 按復合材料纖維含量5%的要求，利用YG381型搖黑板機將單孔中空尼龍長絲卷 繞到正反面均外覆防粘布的不銹鋼黑板上（用不銹鋼按搖黑板的尺寸加工形成不銹鋼黑 板，通過不斷鋪層結(jié)合改變搖紗密度而達到所需的質(zhì)量），搖好的黑板以備用。
[0042] (3)纖維層與阻尼減振復合膜的復合的制備
[0043] a、將下鋼板上方鋪一層耐高溫保護膜，再鋪一層耐高溫防粘布，然后依次將不脫 模具的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合膜、纖維黑板、不脫模具的紡織廢膠與受阻 酚組成的阻尼減振復合膜放置其上后，再鋪一層耐高溫防粘布，一層耐高溫保護膜，最后蓋 上上鋼板，將其一起移平板硫化機，在160°C條件下卸載預熱30分鐘，然后在15MPa加壓力 條件下熱壓40分鐘；取下鋼板，從黑板處割開纖維，即得兩塊阻尼減振復合材料與纖維的 雙層材料，以備用。
[0044] b、將a制得的兩塊備用料的纖維面均勻地涂上粘合劑，待其揮發(fā)到基本不粘手后 將兩塊材料的纖維面按纖維垂直角度粘合在一起，再在常溫下加壓力為IMPa條件下壓置 36小時，即得厚度約2_的三明治結(jié)構(gòu)的紡織廢膠基纖維吸聲復合材料。
[0045] 實施例2 :
[0046] (1)夾持層的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合膜的制備
[0047] a、混煉
[0048] 在輥筒溫度為60°C的雙輥筒間加入紡織廢膠粉，制成薄片，約20分鐘；加入AO 2246混煉，其中紡織廢膠粉與AO 2246的質(zhì)量比是70:30,混煉并達到均勻，總混煉時間約 60分鐘，將混煉料室溫冷卻后，得混煉薄片以備用；
[0049] b、熱壓成形
[0050] 將上述混煉薄片前剪成比模具略大鋪放在模子內(nèi)腔中（模厚Imm)，模子上下用鋼 板夾住，且在模子和鋼板之間用一層耐高溫的防粘布，然后在防粘布外再加一層耐高溫的 保護膜；鋼板移入溫度為160°C的平板硫化機，卸載預熱20分鐘，加壓熱壓10分鐘；取下 鋼板，迅速放入冷水中，即得不脫模具的紡織廢膠與受阻酚組成的阻尼減振復合材料，以備 用。
[0051] (2)尼龍長絲的準備
[0052] 按復