[发明专利]用于低频吸声的稀土氧化物/丁腈橡胶-聚氨酯泡沫双层复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种用于低频吸声的稀土橡胶‑聚氨酯泡沫复合层状材料及其制备方法。所述方法包括：稀土氧化物粉体的预处理；在密炼机或开炼机中依次加入丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、防老剂、促进剂、炭黑、稀土氧化物粉体、硫磺和软化剂，经混炼、硫化处理后，得到用于低频吸声的稀土氧化物‑丁腈橡胶复合材料；按照面朝声波一侧为稀土氧化物‑丁腈橡胶复合材料、另一侧为聚氨酯泡沫的结构，利用粘合剂复合得到稀土氧化物/丁腈橡胶‑聚氨酯泡沫双层复合材料。本发明所述稀土氧化物/丁腈橡胶‑聚氨酯泡沫双层复合材料具有磁声转化、阻尼耗散、界面共振等几种能量耗散机制，拥有优异的中低频吸声效果，同时质量较轻、厚度较小，在吸声领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种用于低频吸声的稀土氧化物/丁腈橡胶-聚氨酯泡沫双层复合材料及其制备方法。

背景技术

作为世界三大污染之一，长时间接触噪声污染，不仅会对听力造成损伤，还可能诱发多种致癌致命的疾病。由于人们对生活品质的要求，对噪音的合理控制是非常重要的。同时，降噪和吸声又是一些工业生产和科技研究所必需的条件，因此，研究制备高效的吸声减振材料就显得尤为重要。

吸声材料是一种靠材料本体阻尼作用或结构共振作用吸收声波的材料。常见的吸声材料有多孔吸声材料和共振吸声材料：共振吸声材料低频吸声性能好但结构复杂、加工性能差；多孔吸声材料制造工艺简单、中高频吸声系数高，但强度较差、低频吸声系数较低。多孔吸声材料的吸声原理是：当声波入射到多孔材料上，声波能顺着微孔进入材料的内部，引起空隙中空气的振动。由于空气的黏滞阻力、空气与孔壁的摩擦和热传导作用等，使相当一部分声能转化为热能而被损耗，从而达到吸声的目的。共振吸声结构的吸声原理是：当声波的频率与共振吸声结构的自振频率一致时，发生共振，声波激发共振吸声结构产生振动，并使振幅达到最大，从而消耗声能，达到吸声的目的。两者的吸声特性不同之处在于，前者是通过摩擦消耗声能，而后者是通过振动消耗声能。聚氨酯多孔吸声材料虽然在高频具有较好的吸声性能，但低频的吸声性能均较差，而生活中最主要的噪声区间又恰好在中低频范围内，因此开发低频吸声性能优良的吸声材料是很有必要的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种用于低频吸声的稀土氧化物/丁腈橡胶-聚氨酯泡沫双层复合材料及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于低频吸声的稀土氧化物/丁腈橡胶-聚氨酯泡沫复合双层复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)稀土氧化物粉体的预处理：将稀土氧化物粉体和偶联剂混合，通过高速球磨预处理得到改性后的稀土氧化物粉体；

(2)在密炼机或开炼机中依次加入丁腈橡胶、氧化锌、硬脂酸、硬脂酸锌、防老剂、促进剂、炭黑、改性后的稀土氧化物粉体、硫磺，经混炼处理后得到混炼胶，再将混炼胶硫化处理后，得到用于低频吸声的稀土氧化物/丁腈橡胶复合材料；

(3)双层结构材料的复合：按照面朝声波一侧为稀土氧化物/丁腈橡胶复合材料、另一侧为聚氨酯泡沫的结构，将步骤(2)制备所得稀土氧化物/丁腈橡胶复合材料与聚氨酯泡沫利用粘合剂复合得到稀土氧化物/丁腈橡胶-聚氨酯泡沫双层复合材料。

上述方案中，步骤(1)中所述稀土氧化物为La₂O₃、Y₂O₃和Gd₂O₃中的一种或几种。

上述方案中，步骤(1)中所述稀土氧化物的纯度大于99.5wt％，球磨前的颗粒粒径为0.3～4μm。

上述方案中，步骤(1)中所述偶联剂为钛酸酯偶联剂，所述偶联剂与稀土氧化物粉体的质量比1～5:100。