專利名稱：多層復合環保阻燃隔聲卷材制品及其制備方法
技術領域：
本發明涉及隔音、阻燃的新材料及制備方法，具體的說是一種具有多層疊加復合結構，環保阻燃隔聲卷材制品及其制備方法。
背景技術：
隨著中國社會經濟的高速發展，環境污染問題成為經濟發展日益突出的矛盾。高強度的噪聲危害著人們的機體，使人感到疲勞，產生消極情緒，甚至引起神經系統、心血管系統、內分泌系統、消化系統以及視覺等方面的疾病。噪聲污染與水污染、大氣污染、固體廢棄物污染被看成是世界范圍內四個主要環境問題，有著極大的危害性。因此，噪聲的防治與控制已成為當今社會發展亟待 解決的重要問題之一。目前，噪音控制的方法主要有兩個方面:一是控制振源與聲源；其次是隔斷振動與噪聲向周圍的傳遞。控制振源是一種治本的方法，但由于很多聲源是客觀存在的，故人們對噪音的控制還是主要著重于傳播控制。目前，常用的噪音傳播控制的方法是吸聲和隔聲。所謂吸聲即采取吸聲材料、吸聲結構降低反射引起的混響聲，從而達到控制噪音的目的；隔聲即利用隔聲材料或隔聲結構隔離或阻擋聲能的傳播，把噪音與接受者隔開以達到噪聲防治及控制。隔聲材料的隔聲效果一般用隔聲量來表征。理論分析和大量的試驗研究結果表明，單層均質材料的隔聲性能和材料的面密度和聲波的頻率有關，材料的面密度越大，隔聲效果越好。因此，傳統的隔聲材料一般選擇密實、質量較大的如鋼、磚、混凝土結構等金屬與無機材料，主要是通過較大的慣性聲阻來減少聲波的透射。但許多傳統的隔聲材料比較笨重，加工性能較差，生產成本較高等缺點大大限制了其應用范圍。同時，隨著現代技術與其它工業如汽車、高速列車、航空航天等的飛速發展，以及人們對生活環境和質量的要求越來越高，對于輕質、易加工成型、隔聲性能較好的隔聲材料的需求越加強烈。因此，高分子材料因其特殊的長鏈結構、較高的阻尼損耗因子、易于加工改性、質輕等特點正逐漸成為聲學材料領域的研究熱點。另一方面，材料的特性阻抗為聲波在材料中的傳播速度與材料密度的乘積，是表征介質本身聲學性質的重要物理量，是判斷材料作為隔聲材料或透聲材料的主要標志之一。當平面波入射到各向同性的均勻介質表面時，是發生入射還是反射就主要取決于材料的特性阻抗。當兩種介質的特性聲阻抗失配時，聲波在界面處發送反射。因此可以通過改變基質中的填料和配合劑等對其特性阻抗進行調節，形成具有不同聲阻抗特性的材料，然后將其置加復合在一起，這樣就可以在置合的界面處廣生聲波的反射，達到提聞材料隔首量的目的。隔聲材料研究和應用起源于日本，1998年日本靜香株式會社推出以無毒浙青、金屬粉末等混合在一起做成的減振隔音片材。近年來國內關于隔聲復合材料及部件、結構設計方面已有大量的研究報道，并開發出許多廣泛應用的新材料和新技術。據中國專利等有關資料檢索表明，中國專利:200310121494.0《一種保濕環保墻體材料》;200410016049.2《納米多孔二氧化硅氣凝膠塊體的制備方法》;0253293.1《一種多孔無機材料及其制造方法》等，所公布的多為無機材料，密度高。中國專利02157782.X《高比重的隔聲復合材料》；CN 1654537A《阻燃隔聲氈》；CN101343391A《高分子基金屬粉末阻燃隔聲氈》;CN101735530A《阻燃隔聲復合材料及隔聲部件》;CN1583864A《轎車用隔音阻尼降噪片材的制備方法》等公布了一些高分子基隔音復合材料，但材料中普遍添加金屬粉末等高比重填料，導致材料的整體密度偏大，生產過程中對擠出設備的螺桿磨損嚴重，同時材料使用的穩定性和金屬粉末的處理效果有很大的關系，金屬粉末表面氧化物的處理復雜。另外材料的阻燃、環保性能方面有待進一步提聞。
發明內容
本發明主要解決的問題是:提供一種具有高隔聲量、密度低、阻燃、無毒環保、韌性好、強度大、可干法施工，占用空間小，使用不影響室內裝飾效果等優點的一種隔聲卷材制品及制備方法。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案:
一種具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品:所述的環保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成，
其中，材料A的重量份配比的組分組成為:PVC:100份，環保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17份；
材料B的重量份配比的組分組成為:PVC:100份，環保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發泡劑及調節劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份。更進一步的是:
所述的環保阻燃隔聲卷材制品疊加的層數為大于2的偶數層。所述的材料A和材料B中填充劑均為硫酸鋇，以調節兩個材料的面密度。所述的材料A和材料B中還可加入碳酸鈣或滑石粉，以降低配方成本，添加份數為1-10 份。所述的復合材料A和復合材料B的助劑為鈣鋅穩定劑、鈦白粉、潤滑劑、加工助劑、抗氧劑和抗靜電劑中的一種或幾種。所述的阻燃抑煙劑為氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物，其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1-1:5，氫氧化鎂/氫氧化鋁混合物與硼酸鋅的重量比為1:1。所述阻燃抑煙劑在使用之前需通過力化學反應球磨裝置球磨20-60 min,以達到均勻混合和降低顆粒粒徑大小，提高阻燃抑煙效率和制品物理性能。本發明還包括一種上述任意一種具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，包括如下步驟:
步驟1，配料:材料A的重量份配比的組分為:
PVC:100份，環保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17 份;
材料B的重量份配比的組分為:
PVC:100份，環保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發泡劑及調節劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份；
步驟2，混料:
材料A的混料，將 配好的PVC和環保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、助劑，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料；
材料B的混料，將配好的PVC和環保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、發泡劑和調節劑，助齊U，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料；
步驟3，造粒:將所述的材料A和材料B的混合均勻的物料分別放入兩臺雙螺桿擠出機中并分別擠出造粒，得到材料A和材料B的粒料，其中B材料造粒溫度應低于發泡劑的發泡溫度;
步驟4，復合壓延:將材料A和材料B的兩種粒料分別加入到兩臺擠出機中，經擠出塑化后兩股熔體在專用的模具中匯合，形成多層疊加結構的熔體經片材壓延機壓延成規定尺寸的卷材即為成品。更進一步的是:
所述的材料A的在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為150-190°C，口模溫度為150-2000C ;所述的材料B在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為120-135°C，口模溫度為120-135°C。所述的復合壓延步驟中，兩臺擠出機主機料筒控制溫度為160_195°C，連接處口模控制溫度為150-175°C，模具控制溫度為150-175°C，壓延機三輥溫度為60_90°C。
與現有技術相比，本發明的有益效果是:
1、提供一種環保型阻燃隔聲卷材制品，制品具有密度低、隔音量高；阻燃、無毒環保，強度高、韌性強，可干法施工和成本低的特點。2、通過兩種不同面密度材料A和B在界面處形成聲阻抗差異，對傳播的聲波進行反射，提高聲波透過材料的衰減量，多層疊加復合結構形成多個反射界面，因此可以大大提高制品的隔音量，與同類材料相比，I mm厚的卷材制品的平均隔音量達到25dB，相當于傳統2 mm厚材料的隔音量。同時，這種多層疊加復合結構是在生產過程中在擠出機中自動、一次性完成的，生產效率高。3、卷材制品利用隔音和吸音兩個原理來達到降噪的目的，材料設計中形成發泡和密實層交替疊加，在形成不同層聲阻抗的同時，發泡層可以起到吸音的作用，同時降低制品整體密度。4、制品薄、柔性好、強度高，直接通過鉚釘的方法就可固定施工，避免膠黏劑固定帶來的有機揮發物等環保問題，可廣泛用于建筑、裝飾、交通、工廠等領域的隔音降噪。本發明片材的示意圖如圖1所示，其中白色為A密實層，灰色為B發泡層。
圖1為本發明具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述。實施例1:
1、造粒:
材料A:將50 Kg PVC和12.5 Kg環保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將25 Kg硫酸鋇，5.25 Kg氫氧化鎂-氫氧化-硼酸鋅鋁復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為1:1:2)、鈣鋅穩定劑1.6 Kg，鈦白粉3.2Kg潤滑劑0.1 Kg，抗氧劑0.1 Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度為150-190°C (最好是150-155°C)，口模溫度為150_200°C (最好是150°C)。材料B:將50 Kg PVC和22.5 Kg環保增塑劑在70_9(TC (最好是70°C )溫度下高速攪拌2分鐘，再將22.5 Kg硫酸鋇，5Kg的碳酸鈣，5.25 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為1:3:4)、鈣鋅穩定劑1.5 Kg，鈦白粉3.5Kg、潤滑劑0.15 Kg，抗氧劑0.15 Kg，發泡劑及調節劑1.65Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，雙螺桿料筒溫度為120-135°C (最好是 120°C)，口模溫度 120-135°C (最好是 120°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為160°C，口模溫度150°C，擠出機2料筒溫度為160°C，口模溫度155°C，擠出模具溫度150°C。組裝模具倍增器的個數為4個。經過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成16層疊加在一起的卷材制品。實施例2 1、造粒:
材料A:將25 Kg PVC和2.5 Kg環保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將6.25 Kg硫酸鋇，0.75Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁:硼酸鋅的重量比為I:2:3)、鈣鋅穩定劑1.1Kg,鈦白粉1.3Kg潤滑劑0.03Kg，抗氧劑0.06Kg，加工助劑0.6 Kg (助劑共12.36份)分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度為150-190°C (最好是168°C)，口模溫度為150-200 0C (最好是 168°C)。材料B:將25 Kg PVC和5.0Kg環保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將5.0Kg硫酸鋇，1.0 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、鈣鋅穩定劑0.6 Kg,鈦白粉1.0如，潤滑劑0.05 Kg，抗氧劑0.05 Kg，發泡劑及調節劑0.125Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度120-135°C (最好是125°C)，口模溫度 120-135°C (最好是 125°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為172°C，口模溫度175°C，擠出機2料筒溫度為170°C，口模溫度170°C，擠出模具溫度170°C。組裝模具倍增器的個數為6個。經過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成64層疊加在一起的片材制品。實施例3 1、造粒:
材料A:將37.5 Kg PVC和8.5 Kg環保增塑劑在70-90°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將12.5 Kg硫酸鋇，3 Kg碳酸鈣，2.5 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物(其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1:2)、鈣鋅穩定劑2.8 Kg，鈦白粉3.3Kg，潤滑劑0.22 Kg，抗氧劑0.07Kg分別加入到其中，高速攪拌至110-120°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度150-190°C (最好是170°C)，口模溫度為150-200°C (最好是175°C)。材料B:將50 Kg PVC和15 Kg環保增塑劑在70°C溫度下高速攪拌2分鐘，再將15 Kg硫酸鋇，4.0 Kg氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、鈣鋅穩定劑1.2 Kg，加工助劑lKg，鈦白粉1.5 Kg,潤滑劑0.15 Kg，抗氧劑0.25 Kg，發泡劑及調節劑2.5Kg分別加入到其中，高速攪拌至110°C，出料，將以上粉料經雙螺桿擠出機造粒，螺桿料筒溫度120-135°C(最好是130°C)，口模溫度120-135°C (最好是130°C)。2、擠出壓延成型
設定擠出機I料筒溫度為190°C，口模溫度185°C，擠出機2料筒溫度為175°C，口模溫度175°C，擠出模具溫度165°C，壓延機三輥溫度為60-90°C。組裝模具倍增器的個數為6個。經過擠出機塑化后熔體在共擠出模具中匯合疊力口，形成64層疊加在一起的片材制品。
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表I中為實施例制品的對比結果:
權利要求
1.一種具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的環保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成， 其中，材料A的重量份配比的組分為:PVC:100份，環保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17份； 材料B的重量份配比的組分為:PVC:100份，環保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發泡劑及調節劑:0.5-5份，助劑:6.8-10.6份。
2.根據權利要求1所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的環保阻燃隔聲卷材制品疊加的層數為大于2的偶數層。
3.根據權利要求1所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的材料A和材料B中填充劑均為硫酸鋇。
4.根據權利要求1所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的材料A和材料B中還可加入碳酸鈣或滑石粉，以降低配方成本添加的重量份數為1-10。
5.根據權利要求1所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的復合材料A和復合材料B的助劑為鈣鋅穩定劑、鈦白粉、潤滑劑、加工助劑、抗氧劑和抗靜電劑中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，其特征在于:所述的阻燃抑煙劑為氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物，其中氫氧化鎂:氫氧化鋁的重量比為1:1-1:5，氫氧化鎂/氫氧化招混合物與硼酸鋅的重量比為1:1。
7.根據權利要求5所述的阻燃抑煙劑，其特征在于:所述阻燃抑煙劑在使用之前需通過力化學反應球磨裝置球磨20-60 min,以達到均勻混合和降低顆粒粒徑大小，提高阻燃抑煙效率和制品物理性能。
8.根據權利要求1-4所述的任一種具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1，配料:材料A的重量份配比的組分為: PVC:100份，環保增塑劑:10-25份，填充劑:25-50份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，助劑:10-17 份； 材料B的重量份配比的組分為: 材料B的各組份比為:PVC:100份，環保增塑劑:20-45份，填充劑:20-45份，阻燃抑煙劑:3-10.5份，發泡劑及調節劑:0.5-5份，助劑:6.8-10份； 步驟2，混料: 材料A的混料，將配好的PVC和環保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、助劑，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料； 材料B的混料，將配好的PVC和環保增塑劑加入高速攪拌機中，在70°C _90°C混合2分鐘，然后加入硫酸鋇、球磨處理的氫氧化鎂-氫氧化鋁-硼酸鋅復合物、發泡劑和調節劑，助齊U，再高速混合，待溫度上升到110-120°C即可出料； 步驟3，造粒:將所述的材料A和材料B的混合均勻的物料分別放入兩臺雙螺桿擠出機中并分別擠出造粒，得到材料A和材料B的粒料，其中B材料造粒溫度應低于發泡劑的發泡溫度; 步驟4，復合壓延:將材料A和材料B的兩種粒料分別加入到兩臺擠出機中，經擠出塑化后兩股熔體在專用的模具中匯合，形成多層疊加結構的熔體經片材壓延機壓延成規定尺寸的卷材即為成品。
9.根據權利要求7所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，其特征在于:所述的材料A的在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為150-190°C，口模溫度為150-2000C ;所述的材料B在進行造粒步驟時，雙螺桿料筒溫度為120-135°C，口模溫度為120-135°C。
10.根據權利要求7所述的具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品的制備方法，其特征在于: 所述的復合壓延步驟中，兩臺擠出機主機料筒控制溫度為160-195 ，連接處口模控制溫度為150-175°C，模具控制溫度為150-175°C，壓延機三輥溫度為60-90°C。
全文摘要
本發明公開了一種具有多層復合結構的環保阻燃隔聲卷材制品，所述的環保阻燃隔聲卷材制品由材料A和材料B交替疊加復合而成，其中，材料A的重量份配比的組分為PVC100份，環保增塑劑10-25份，填充劑25-50份，阻燃抑煙劑3-10.5份，助劑10-17份；材料B的重量份配比的組分為PVC100份，環保增塑劑20-45份，填充劑20-45份，阻燃抑煙劑3-10.5份，發泡劑及調節劑0.5-5份，助劑6.8-10.6份。本發明提供了一種具有高隔聲量、密度低、阻燃、無毒環保、韌性好、強度大、可干法施工，占用空間小，使用不影響室內裝飾效果等優點的一種隔聲卷材制品及其制備方法。
文檔編號C08K3/38GK103158314SQ20131012221
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者蔣根杰, 李姜, 王星, 郭少云 申請人:成都邁科新材料有限公司