一种具有缓冲功能的防尘隔音板

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种具有缓冲功能的防尘隔音板。

背景技术

聚氨酯夹芯板是建筑用聚氨酯绝热夹芯板，又称为防渗漏夹芯屋面板、聚氨酯硬泡保温板、聚氨酯复合板、PU板等。它是以聚氨酯硬泡作为保温层的双金属面、单金属面、非金属面复合板材，通常用于工业厂房、物流仓储、集成房屋的墙面、屋面围护系统，导热系数低聚氨酯夹芯板复合板的导热系数小、绝热性能好，是目前最好的保温材料。

但是现有的聚氨酯板隔音效果依旧有待提高，且聚氨酯板材在受到冲击时易发生开裂，且防尘性能不佳，因此，仍需对聚氨酯隔音板进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有缓冲功能的防尘隔音板及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

一种具有缓冲功能的防尘隔音板，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：80~100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶，8~18份改性发泡剂；

所述改性发泡剂的制备原料包括氧基氯化铁、改性苯胺、氧化淀粉、镁离子溶液和植酸。

作为优化，所述改性苯胺是由二氨基对苯二胺硫酸盐、苯胺、氯化钠和过硫酸铵为原料制得。

作为优化，所述氧化淀粉是由木薯淀粉经高碘酸钠氧化后制得。

作为优化，所述镁离子溶液为质量分数为10%的硫酸镁溶液；所述热塑性聚氨酯弹性体橡胶为拜耳材料科技集团型号为5377A的热塑性聚氨酯弹性体橡胶。

作为优化，所述具有缓冲功能的防尘隔音板主要包括以下重量份数的原料组分：100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶和15份改性发泡剂。

作为优化，一种具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法，主要包括以下制备步骤：

（1）将苯胺、二氨基对苯二胺硫酸盐和氯化钠混合于盐酸中，并加入过硫酸铵，搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥，得改性苯胺；

（2）将氧基氯化铁与有机溶剂混合，并加入步骤（1）所得改性苯胺，超声分散后，搅拌混合，过滤，干燥，得预改性氧基氯化铁；

（3）将氧化淀粉与水混合，得氧化淀粉悬浮液，将氧化淀粉悬浮液与步骤（2）所得预改性氧基氯化铁混合，调节pH至酸性，于惰性气体氛围下超声分散反应后，过滤，干燥，得发泡剂坯料；

（4）将步骤（3）所得发泡剂坯料与镁离子溶液混合，搅拌混合后，调节pH至酸性，并加入硫酸铵和植酸，超声反应后，再加入通入氨气，继续搅拌反应，陈化，过滤，得改性发泡剂；

（5）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热熔融，并加入步骤（4）所得改性发泡剂，搅拌混合后，得混合料，将混合料加入模具，压制成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，所述具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法主要包括以下制备步骤：

（1）将苯胺、二氨基对苯二胺硫酸盐和氯化钠按质量比4：1：0.5~4.2：1：0.5混合于苯胺质量40~50倍的浓度为1mol/L的盐酸中，并以1~5mL/min的速率加入苯胺质量0.8~0.9倍的过硫酸铵，于温度为-8~-3℃的条件下搅拌反应1h后，过滤，得改性苯胺坯料，将改性苯胺坯料先用浓度为1mol/L的盐酸洗涤2~3次后，然后用浓度为1mol/L的氨水洗涤3~5次，再用去离子水洗涤至洗涤液为中性，并冷冻干燥，得改性苯胺；

（2）将氧基氯化铁与乙醇按质量比1：20~1：40混合于烧杯中，并向烧杯中加入氧基氯化铁质量0.1~0.3倍的步骤（1）所得改性苯胺，于频率为45~60kHz的条件下超声分散60~120min后，再于转速为600~800r/min的条件下搅拌混合20~60min，过滤，得预改性氧基氯化铁坯料，将预改性氧基氯化铁坯料于温度为85℃的条件下干燥1~2h，得预改性氧基氯化铁；

（3）将氧化淀粉与水按质量比1：10~1：15混合，于温度为45~60℃，转速为600~700r/min的条件下搅拌混合20~80min，得氧化淀粉悬浮液，将氧化淀粉悬浮液与步骤（2）所得预改性氧基氯化铁按质量比10：1~10：3混合于三口烧瓶中，用浓度为0.5mol/L的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至5~5.8，并向三口烧瓶中以50~80mL/min的速率通入氮气，于温度为55~65℃的条件下反应5~6h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥至恒重，得发泡剂坯料；

（4）将步骤（3）所得发泡剂坯料与质量分数为10%的硫酸镁溶液按质量比1：20~1：30混合于烧瓶中，于室温条件下搅拌混合2~3h后，用浓度为1mol/L的盐酸调节pH烧瓶内物料的pH至4~6，并向烧瓶中加入发泡剂坯料质量0.1~0.2倍的硫酸铵和发泡剂坯料质量0.2~0.6倍的植酸，于温度为60~85℃，超声频率为55~65kHz的条件下反应3~5h后，再向烧瓶中以50~70mL/min的速率通入氨气，继续于温度为100℃，转速为300~500r/min的条件下搅拌反应50~60min，再于室温条件下陈化10h后，过滤，改性发泡剂；

（5）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热至熔融，并加入热塑性聚氨酯弹性体橡胶质量0.15倍的步骤（4）所得改性发泡剂，于温度为170~180℃，转速为300~500r/min的条件下搅拌混合3~5min后，得混合料，将混合料加入模具，于温度170℃，压力为5MPa的条件下压制10min后，成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，步骤（2）所述氧基氯化铁的制备方法为将六水合三氯化铁加入马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至240℃，于该温度下保温60min后，出料，得氧基氯化铁坯料，将氧基氯化铁坯料与水按质量比1：100混合，于频率为50~60kHz的条件下超声剥离60~180min后，过滤，得氧基氯化铁。

作为优化，步骤（3）所述氧化淀粉的制备方法为将木薯淀粉与水按质量比1：30~1：50混合，并加入木薯淀粉质量3~6倍的质量分数为12%的高碘酸钠溶液，并调节pH至5，于温度为25~35℃的条件下避光反应5h后，过滤，真空干燥，得氧化淀粉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在制备具有缓冲功能的防尘隔音板时使用改性发泡剂。

本发明使用的改性发泡剂以氧化淀粉、氧基氯化铁、植酸和改性苯胺为主要原料制得；首先，氧基氯化铁为片层结构，在加入产品中后，可在产品受到集中的冲击力时增大受力面积，从而防止产品开裂，提高产品的缓冲性能；其次改性苯胺中苯胺在经过改性后分子链头尾都含有氨基，在氨基作用下插层进入氧基氯化铁的片层结构中后，可在植酸的作用下在氧基氯化铁的片层结构内部形成水凝胶结构，由于水凝胶在吸附水分的条件下具备一定的弹性，因此在改性发泡剂加入产品中后，可进一步提高产品的缓冲性能；再者由于氧基氯化铁间水凝胶的形成，从而可提高氧基氯化铁层间的导电性能，进而使得改性发泡剂具备良好的导电性，在加入产品中后可提高产品整体的导电性能，降低产品因静电作用吸附大量灰尘，间接提高产品的防尘性能；与此同时因为氧基氯化铁的片层结构中含有带水的水凝胶，在加入产品中后，随着水分的蒸发，可在产品内部起到发泡的效果，同时促使改性发泡剂聚云分散于产品至，进而进一步提高产品的防尘性和隔音性能；

本发明加入的改性发泡剂中由于氧化淀粉的加入，可在静电作用下将硫酸镁中的镁离子吸附于氧基氯化铁的片层结构内，并在后续处理中在氧基氯化铁的片层结构内形成碱式硫酸镁晶须填充，在碱式硫酸镁晶须和水凝胶中水分蒸发的形成的蒸气压的作用下，可防止氧基氯化铁的片层结构在产品成型过程中崩塌，从而在产品压制后保证产品的缓冲和隔音性能，并且，在压制后破碎的碱式硫酸镁晶须可填充于水凝胶结构中，可在声能的作用下发生震动，从而进一步提高产品的隔音性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的具有缓冲功能的防尘隔音板的各指标测试方法如下：

缓冲性能：测量各实施例所得具有缓冲功能的防尘隔音板与对比例产品的缓冲系数，测5次，取最小值。

隔音性能：测量各实施例所得具有缓冲功能的防尘隔音板与对比例产品在声音频率2kHz条件下的吸声系数，测5次，取平均值。

实施例1

一种具有缓冲功能的防尘隔音板，按重量份数计，主要包括：100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶和15份改性发泡剂。

一种具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法，所述具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法主要包括以下制备步骤：

（1）将苯胺、二氨基对苯二胺硫酸盐和氯化钠按质量比4：1：0.5混合于苯胺质量50倍的浓度为1mol/L的盐酸中，并以3mL/min的速率加入苯胺质量0.8倍的过硫酸铵，于温度为-5℃的条件下搅拌反应1h后，过滤，得改性苯胺坯料，将改性苯胺坯料先用浓度为1mol/L的盐酸洗涤3次后，然后用浓度为1mol/L的氨水洗涤4次，再用去离子水洗涤至洗涤液为中性，并冷冻干燥，得改性苯胺；

（2）将氧基氯化铁与乙醇按质量比1：30混合于烧杯中，并向烧杯中加入氧基氯化铁质量0.2倍的步骤（1）所得改性苯胺，于频率为50kHz的条件下超声分散60min后，再于转速为700r/min的条件下搅拌混合40min，过滤，得预改性氧基氯化铁坯料，将预改性氧基氯化铁坯料于温度为85℃的条件下干燥1h，得预改性氧基氯化铁；

（3）将氧化淀粉与水按质量比1：12混合，于温度为50℃，转速为650r/min的条件下搅拌混合60min，得氧化淀粉悬浮液，将氧化淀粉悬浮液与步骤（2）所得预改性氧基氯化铁按质量比10：1混合于三口烧瓶中，用浓度为0.5mol/L的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至5，并向三口烧瓶中以60mL/min的速率通入氮气，于温度为60℃的条件下反应6h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥至恒重，得发泡剂坯料；

（4）将步骤（3）所得发泡剂坯料与质量分数为10%的硫酸镁溶液按质量比1：25混合于烧瓶中，于室温条件下搅拌混合2h后，用浓度为1mol/L的盐酸调节pH烧瓶内物料的pH至4.5，并向烧瓶中加入发泡剂坯料质量0.1倍的硫酸铵和发泡剂坯料质量0.4倍的植酸，于温度为70℃，超声频率为60kHz的条件下反应4h后，再向烧瓶中以60mL/min的速率通入氨气，继续于温度为100℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应55min，再于室温条件下陈化10h后，过滤，改性发泡剂；

（5）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热至熔融，并加入热塑性聚氨酯弹性体橡胶质量0.15倍的步骤（4）所得改性发泡剂，于温度为170℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合4min后，得混合料，将混合料加入模具，于温度170℃，压力为5MPa的条件下压制10min后，成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，步骤（2）所述氧基氯化铁的制备方法为将六水合三氯化铁加入马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至240℃，于该温度下保温60min后，出料，得氧基氯化铁坯料，将氧基氯化铁坯料与水按质量比1：100混合，于频率为60kHz的条件下超声剥离80min后，过滤，得氧基氯化铁。

作为优化，步骤（3）所述氧化淀粉的制备方法为将木薯淀粉与水按质量比1：30混合，并加入木薯淀粉质量4倍的质量分数为12%的高碘酸钠溶液，并调节pH至5，于温度为30℃的条件下避光反应5h后，过滤，真空干燥，得氧化淀粉。

实施例2

一种具有缓冲功能的防尘隔音板，按重量份数计，主要包括：100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶和15份改性发泡剂。

一种具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法，所述具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法主要包括以下制备步骤：

（1）将氧基氯化铁与乙醇按质量比1：30混合于烧杯中，并向烧杯中加入氧基氯化铁质量0.2倍的苯胺，于频率为50kHz的条件下超声分散60min后，再于转速为700r/min的条件下搅拌混合40min，过滤，得预改性氧基氯化铁坯料，将预改性氧基氯化铁坯料于温度为85℃的条件下干燥1h，得预改性氧基氯化铁；

（2）将氧化淀粉与水按质量比1：12混合，于温度为50℃，转速为650r/min的条件下搅拌混合60min，得氧化淀粉悬浮液，将氧化淀粉悬浮液与步骤（1）所得预改性氧基氯化铁按质量比10：1混合于三口烧瓶中，用浓度为0.5mol/L的盐酸调节三口烧瓶内物料的pH至5，并向三口烧瓶中以60mL/min的速率通入氮气，于温度为60℃的条件下反应6h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80℃的条件下干燥至恒重，得发泡剂坯料；

（3）将步骤（2）所得发泡剂坯料与质量分数为10%的硫酸镁溶液按质量比1：25混合于烧瓶中，于室温条件下搅拌混合2h后，用浓度为1mol/L的盐酸调节pH烧瓶内物料的pH至4.5，并向烧瓶中加入发泡剂坯料质量0.1倍的硫酸铵和发泡剂坯料质量0.4倍的植酸，于温度为70℃，超声频率为60kHz的条件下反应4h后，再向烧瓶中以60mL/min的速率通入氨气，继续于温度为100℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应55min，再于室温条件下陈化10h后，过滤，改性发泡剂；

（4）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热至熔融，并加入热塑性聚氨酯弹性体橡胶质量0.15倍的步骤（3）所得改性发泡剂，于温度为170℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合4min后，得混合料，将混合料加入模具，于温度170℃，压力为5MPa的条件下压制10min后，成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，步骤（1）所述氧基氯化铁的制备方法为将六水合三氯化铁加入马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至240℃，于该温度下保温60min后，出料，得氧基氯化铁坯料，将氧基氯化铁坯料与水按质量比1：100混合，于频率为60kHz的条件下超声剥离80min后，过滤，得氧基氯化铁。

作为优化，步骤（2）所述氧化淀粉的制备方法为将木薯淀粉与水按质量比1：30混合，并加入木薯淀粉质量4倍的质量分数为12%的高碘酸钠溶液，并调节pH至5，于温度为30℃的条件下避光反应5h后，过滤，真空干燥，得氧化淀粉。

实施例3

一种具有缓冲功能的防尘隔音板，按重量份数计，主要包括：100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶和15份改性发泡剂。

一种具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法，所述具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法主要包括以下制备步骤：

（1）将苯胺、二氨基对苯二胺硫酸盐和氯化钠按质量比4：1：0.5混合于苯胺质量50倍的浓度为1mol/L的盐酸中，并以3mL/min的速率加入苯胺质量0.8倍的过硫酸铵，于温度为-5℃的条件下搅拌反应1h后，过滤，得改性苯胺坯料，将改性苯胺坯料先用浓度为1mol/L的盐酸洗涤3次后，然后用浓度为1mol/L的氨水洗涤4次，再用去离子水洗涤至洗涤液为中性，并冷冻干燥，得改性苯胺；

（2）将氧基氯化铁与乙醇按质量比1：30混合于烧杯中，并向烧杯中加入氧基氯化铁质量0.2倍的步骤（1）所得改性苯胺，于频率为50kHz的条件下超声分散60min后，再于转速为700r/min的条件下搅拌混合40min，过滤，得预改性氧基氯化铁坯料，将预改性氧基氯化铁坯料于温度为85℃的条件下干燥1h，得发泡剂坯料；

（3）将步骤（2）所得发泡剂坯料与质量分数为10%的硫酸镁溶液按质量比1：25混合于烧瓶中，于室温条件下搅拌混合2h后，用浓度为1mol/L的盐酸调节pH烧瓶内物料的pH至4.5，并向烧瓶中加入发泡剂坯料质量0.1倍的硫酸铵和发泡剂坯料质量0.4倍的植酸，于温度为70℃，超声频率为60kHz的条件下反应4h后，再向烧瓶中以60mL/min的速率通入氨气，继续于温度为100℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应55min，再于室温条件下陈化10h后，过滤，改性发泡剂；

（4）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热至熔融，并加入热塑性聚氨酯弹性体橡胶质量0.15倍的步骤（3）所得改性发泡剂，于温度为170℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合4min后，得混合料，将混合料加入模具，于温度170℃，压力为5MPa的条件下压制10min后，成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，步骤（2）所述氧基氯化铁的制备方法为将六水合三氯化铁加入马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至240℃，于该温度下保温60min后，出料，得氧基氯化铁坯料，将氧基氯化铁坯料与水按质量比1：100混合，于频率为60kHz的条件下超声剥离80min后，过滤，得氧基氯化铁。

对比例

一种具有缓冲功能的防尘隔音板，按重量份数计，主要包括：100份热塑性聚氨酯弹性体橡胶和15份改性发泡剂。

一种具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法，所述具有缓冲功能的防尘隔音板的制备方法主要包括以下制备步骤：

（1）将氧基氯化铁与乙醇按质量比1：30混合于烧杯中，并向烧杯中加入氧基氯化铁质量0.2倍的苯胺，于频率为50kHz的条件下超声分散60min后，再于转速为700r/min的条件下搅拌混合40min，过滤，得预改性氧基氯化铁坯料，将预改性氧基氯化铁坯料于温度为85℃的条件下干燥1h，得发泡剂坯料；

（2）将步骤（1）所得发泡剂坯料与质量分数为10%的硫酸镁溶液按质量比1：25混合于烧瓶中，于室温条件下搅拌混合2h后，用浓度为1mol/L的盐酸调节pH烧瓶内物料的pH至4.5，并向烧瓶中加入发泡剂坯料质量0.1倍的硫酸铵和发泡剂坯料质量0.4倍的植酸，于温度为70℃，超声频率为60kHz的条件下反应4h后，再向烧瓶中以60mL/min的速率通入氨气，继续于温度为100℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应55min，再于室温条件下陈化10h后，过滤，改性发泡剂；

（3）将热塑性聚氨酯弹性体橡胶加热至熔融，并加入热塑性聚氨酯弹性体橡胶质量0.15倍的步骤（2）所得改性发泡剂，于温度为170℃，转速为400r/min的条件下搅拌混合4min后，得混合料，将混合料加入模具，于温度170℃，压力为5MPa的条件下压制10min后，成型，得具有缓冲功能的防尘隔音板。

作为优化，步骤（1）所述氧基氯化铁的制备方法为将六水合三氯化铁加入马弗炉中，以1℃/min的升温速率升温至240℃，于该温度下保温60min后，出料，得氧基氯化铁坯料，将氧基氯化铁坯料与水按质量比1：100混合，于频率为60kHz的条件下超声剥离80min后，过滤，得氧基氯化铁。

效果例

下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例的具有缓冲功能的防尘隔音板的性能分析结果。

表1

从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现，在制备具有缓冲功能的防尘隔音板时加入改性发泡剂可有效提高产品的缓冲性能和隔音性；从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现，当在制备改性发泡剂时不使用改性苯胺，氧基氯化铁之间无法形成水凝胶，且无法有效将碱式硫酸镁晶须吸附于氧基氯化铁之间，进而严重影响产品的性能；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当在制备改性发泡剂时不加入氧化淀粉，氧基氯化铁之间无法填充碱式硫酸镁晶须，从而影响产品的隔音性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。