專利名稱：一種隔音紡織品的制備方法
技術領域：
本發明涉及隔音材料的制備方法，尤其是涉及一種隔音紡織品的制備方法。
背景技術：
紡織纖維材料的內部具有大量內外連通的微小空隙和空洞，當聲波進入其內部時，不僅可以延長聲波在材料內反復反射的時間，而且還會引起空隙間空氣的振動，振動的空氣與孔壁或纖維表面不斷發生著摩擦，使一部分聲能轉化為熱能而耗散掉，且紡織纖維材料本身輕薄、柔軟、加工方便，因此，受到了降噪領域研究人員的高度關注。通常情況下，這些紡織纖維材料都是由圓形截面纖維織造而成的，如果采用異型纖維代替一般的圓形纖維，將進一步增加聲波與纖維的接觸面積，延長聲波在材料內的傳播時間，這是因為異型纖維的比表面積大，纖維間的抱合力強，所織織物的摩擦系數大，且在異型纖維織物中可形成更多不規則的氣孔，使聲波的傳播路徑變得復雜，有利于對聲波進行吸收。但是，紡織纖維材料本身有很好的透氣性，孔隙率較大，導致大部分聲波很容易隨空氣透過，影響其吸音隔音的效果。剪切增稠流體(shear thickening fluid, STF)是由微納米顆粒均勻分散在某種分散劑中形成的一種新型納米復合材料。它在正常狀態下是略微粘稠的液體，受到外界沖擊力作用時會瞬間變成堅硬的固體，在這個轉變的過程中吸收了大量的沖擊能量，起到緩沖減振的作用，因此常被用作人體防護裝備材料、高鐵或汽車減震器及工業生產中的機械減振部件等。但這種吸能材料在隔音降噪領域的應用研究還未見有報道，如果用其對異型纖維織物進行處理，一方面可以加強織物中紗線間的聯系，提高織物結構間的緊密度，另一方面，織物中纖維與纖維之間的相互摩擦可使流體產生剪切增稠行為，消耗更多的聲能。
發明內容
本發明的目的在于提供一種隔音紡織品的制備方法，通過該方法可以在不改變紡織品本身柔軟性的條件下，大幅度提高其吸音隔音性能，為有效解決噪聲污染開辟了新的途徑。本發明采用的技術方案的步驟如下:
(1)剪切增稠流體的制備:選取納米二氧化硅為分散相粒子，加入聚乙二醇中，攪拌廣2h，攪拌速度為100(T2000轉/min，然后用球磨機再分散廣3 h，轉速為100 300轉/min，最后抽真空廣3 h，以除去其中的氣泡，制得穩定的剪切增稠流體；
(2)用剪切增稠流體處理紡織品:選取無水乙醇對步驟(I)中制備的剪切增稠流體進行稀釋，采用浸潰法，將紡織品完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動0.5^1.5 h，取出紡織品并去除其表面多余的溶液后，放入7(Tl00 1:的烘箱內，干燥0.5 1.5 h，待稀釋劑乙醇完全揮發后，制得隔音紡織品。所述步驟(I)中納米二氧化硅顆粒的尺寸為1(T30 nm ;聚乙二醇的平均分子量為200 600。
所述步驟(I)中，剪切增稠流體中納米二氧化硅的質量分數為109^30%。所述步驟(2)中的紡織品是異型纖維織物。所述步驟(2)中對剪切增稠流體進行稀釋的無水乙醇與剪切增稠流體的體積比為
0.5 2:1。與背景技術相比，本發明具有以下有益的效果:
(I)剪切增稠流體作為一種吸能材料，常被用在人體防護裝備上，本發明將其引入隔音降噪技術領域，為其應用開辟了新的途徑。(2)異型纖維相對于圓形纖維，比表面積大，纖維間的抱合力強，織物的摩擦系數大，且在異型纖維織物中可形成更多不規則的氣孔，有利于對聲波進行吸收。(3)本發明利用剪切增稠流體處理異型纖維織物，不但可以大幅度提高織物的隔音性能，而且還能保持織物本身的柔軟性。(4)本發明采用浸潰法處理異型纖維織物，制備工藝簡單，操作方便。
圖1是本發明中針織物(三葉形纖維織造)經剪切增稠流體處理前和處理后的隔音性能曲線(實施例1)。圖2是本發明中針織物(三葉形纖維織造)經剪切增稠流體處理前和處理后在100^8000 Hz的平均隔聲量(實施例1)。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明: 實施例1:
選用15 nm的SiO2顆粒，加入聚乙二醇(PEG200)中，加完后攪拌2 h，攪拌速度為1000轉/min，然后用球磨機再分散I h，轉速為300轉/min，將分散均勻的溶液抽真空2 h，去除其中的氣泡，制得STF流體0.585 kg，其中SiO2的質量分數為30%，最后用無水乙醇對制得的STF流體進行稀釋，稀釋劑乙醇與STF流體的體積比為1:1。采用浸潰法，將面密度為2.06 kg/m2的針織物(三葉形纖維織造)完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動0.5 h，取出織物并去除其表面多余的溶液后，放入80 1:的烘箱內，干燥0.5 h，得到隔音紡織品。對處理前的針織物和處理后的隔音紡織品分別進行隔音性能測試，對比得出隔音紡織品在100 8000 Hz的平均隔音量提高了 17 dB左右。實施例2:
選用10 nm的SiO2顆粒，加入聚乙二醇(PEG400)中，加完后攪拌I h，攪拌速度為1500轉/min，然后用球磨機再分散3 h，轉速為200轉/min，將分散均勻的溶液抽真空I h，去除其中的氣泡，制得STF流體0.495 kg，其中SiO2的質量分數為10%，最后用無水乙醇對制得的STF流體進行稀釋，稀釋劑乙醇與STF流體的體積比為0.5:1。采用浸潰法，將面密度為1.25 kg/m2的針織物(三角形纖維織造)完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動1.5 h，取出織物并去除其表面多余的溶液后，放入100 1:的烘箱內，干燥I h，得到隔音紡織品。對處理前的針織物和處理后的隔音紡織品分別進行隔音性能測試，對比得出隔音紡織品在100 8000 Hz的平均隔音量提高了約6 dB。
實施例3
選用30 nm的SiO2顆粒，加入聚乙二醇(PEG600)中，加完后攪拌1.5 h，攪拌速度為2000轉/min，然后用球磨機再分散2 h，轉速為100轉/min，將分散均勻的溶液抽真空3 h，去除其中的氣泡，制得STF流體0. 540 kg，其中SiO2的質量分數為20%，最后用無水乙醇對制得的STF流體進行稀釋，稀釋劑乙醇與STF流體的體積比為2:1。采用浸潰法，將面密度為1. 66 kg/m2的機織物(五葉形纖維織造)完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動I h，取出織物并去除其表面多余的溶液后，放入70 0C的烘箱內，干燥1.5 h，得到隔音紡織品。對處理前的機織物和處理后的隔音紡織品分別進行隔音性能測試，對比得出隔音紡織品在100 8000 Hz的平均隔音量提高了 11 dB左右。以上所述僅為本發明的具體實施例，但本發明的結構特征并不局限于此，任何本領域的技術人員在本發明領域內，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發明專利的范圍之中。
權利要求
1.一種隔音紡織品的制備方法，其特征在于，該方法的步驟如下: (1)剪切增稠流體的制備:選取納米二氧化硅為分散相粒子，加入聚乙二醇中，攪拌廣2h，攪拌速度為100(T2000轉/min，然后用球磨機再分散廣3 h，轉速為100 300轉/min，最后抽真空廣3 h，以除去其中的氣泡，制得穩定的剪切增稠流體； (2)用剪切增稠流體處理紡織品:選取無水乙醇對步驟(I)中制備的剪切增稠流體進行稀釋，采用浸潰法，將紡織品完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動0.5^1.5 h，取出紡織品并去除其表面多余的溶液后，放入7(Tl00 1:的烘箱內，干燥0.5 1.5 h，待稀釋劑乙醇完全揮發后，制得隔音紡織品。
2.根據權利要求1所述的一種隔音紡織品的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中納米二氧化硅顆粒的尺寸為1(T30 nm ;聚乙二醇的平均分子量為200飛00。
3.根據權利要求1所述的一種隔音紡織品的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中，剪切增稠流體中納米二氧化硅的質量分數為10% 30%。
4.根據權利要求1所述的一種隔音紡織品的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的紡織品是異型纖維織物。
5.根據權利要求1所述的一種隔音紡織品的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中對剪切增稠流體進行稀釋的無水乙醇與剪切增稠流體的體積比為0.5 2:1。
全文摘要
本發明公開了一種隔音紡織品的制備方法。采用球磨機將納米二氧化硅分散在聚乙二醇中，制備剪切增稠流體，再用無水乙醇對其進行稀釋，將異型纖維織造的紡織品完全浸入稀釋后的流體中，超聲振動0.5～1.5h，取出紡織品并去除其吸附的多余的溶液后，放入70～100℃的烘箱中，干燥0.5～1.5h，待稀釋劑乙醇完全揮發后得到一種隔音紡織品。與處理前紡織品的隔音性能相比，本發明中制備的隔音紡織品在100～8000Hz的平均隔音量可以提高5dB以上。本發明制備工藝簡單，所制備的紡織品隔音效果好。
文檔編號D06M11/79GK103074762SQ20131002472
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月23日 優先權日2013年1月23日
發明者李閃, 吳惠敏, 王硯, 傅雅琴 申請人:浙江理工大學