[发明专利]一种具有分级多孔结构的复合泡沫及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种具有分级多孔结构的复合泡沫及其制备方法和用途，属于功能材料领域。该复合泡沫的制备方法包括如下步骤：将三聚氰胺泡沫浸泡于聚合物溶液中，然后超声，循环冷冻，干燥，即得；所述聚合物为分子间能形成氢键的聚合物。本发明利用循环冷冻的方法制备得到具有多孔结构的三聚氰胺复合泡沫，该多孔结构具有互相连接、孔径大小不一、且包含较多小尺寸孔的特点，形成了分级多孔结构，能够显著提高三聚氰胺泡沫的吸声性能，特别是大幅度提高低频吸声效果。本发明复合泡沫可作为吸声材料，应用于噪声污染的防治，无线电波、雷达、微波等的吸收和屏蔽，声呐隐身、水下通信等领域，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种具有分级多孔结构的复合泡沫及其制备方法和用途。

背景技术

随着科技和现代工业的发展，噪声污染已成为世界性难题。同时，随着环保意识的增强，人们对声音环境的要求也越来越高。噪声已成为污染人类社会环境的一大公害。噪声污染对人、动物、仪器仪表以及建筑物均会构成危害，如损伤仪器设备、建筑物结构，或损伤人们的听力、造成耳聋，或诱发耳鸣、失眠、全身乏力、消化不良等多种疾病。噪声污染严重影响人们的工作和生活。吸声降噪逐渐演变成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题，在海洋复杂声场环境下，水下吸声材料是消除多余声波、控制声波传播的重要途径，在声呐隐身、水声通讯等军民两用技术中有着重要应用。

为了控制噪声，除了减少噪声源外，利用吸声材料在传播路径中的吸收声能是一种有效的方法。目前的吸声材料可以分为两类：共振吸声材料和多孔吸声材料。共振吸收材料具有狭窄的吸收频带，一般只能针对某种频率和某几种频率的声波发挥吸声作用，这严重限制了它们的应用。多孔吸声材料通常具有吸声频率范围广、工艺相对简单的优点，是最常用的吸声降噪材料之一。传统的多孔无机降噪材料(如石棉纤维、玻璃纤维等)虽然具有良好的吸声性能，且具有轻质、不燃、不腐、不易老化等特性，但由于其性脆易断，受潮后吸声性能下降严重、易对环境产生危害等原因使用受到限制；而传统泡沫塑料易燃、且具有毒性、吸声性能不稳定，应用也受到限制。此外，多孔吸声材料还存在着低频吸声差的问题，且为满足实际需求，多孔吸声材料往往需要增加厚度和重量才能获得令人满意的吸声系数，这严格限制了其应用。

三聚氰胺泡沫塑料是以三聚氰胺甲醛树脂液为原料得到的一种多孔吸声材料，自身具有良好的阻燃性，因此在生产过程中无需添加阻燃剂，且在燃烧过程中有害物质产生量少，符合健康环保的要求，还具有良好的吸声性能。因此，三聚氰胺泡沫塑料常用于无线电波、雷达、微波等的吸收和屏蔽材料。但是，三聚氰胺泡沫的吸声性能尚未完全满足实际需求，尤其是低频吸声仍需进一步提高，寻找到一种吸声性能更优的吸声材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有分级多孔结构的复合泡沫及其制备方法和用途。

本发明提供了一种具有分级多孔结构的复合泡沫的制备方法，它包括如下步骤：

将三聚氰胺泡沫浸泡于聚合物溶液中，然后超声，循环冷冻，干燥，即得；

所述聚合物为分子间能形成氢键的聚合物。

进一步地，所述聚合物溶液为聚合物水溶液；

优选地，所述聚合物溶液的浓度为0.1～5wt％；

更优选地，所述聚合物溶液的浓度为0.1～0.5wt％；或，所述聚合物溶液的浓度为1～5wt％。

进一步地，所述聚合物选自纤维素、聚乙烯醇、聚氨酯中的任意一种或多种；

优选地，

所述纤维素为纳米纤维素；

和/或，所述聚氨酯为水溶性聚氨酯；

更优选地，

所述聚合物为纳米纤维素、聚乙烯醇或水溶性聚氨酯。