[发明专利]一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用方法

说明书

本发明提供一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用方法，复合材料是通过超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层经交替叠合而成；超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层的层数之和为2⁽ⁿ⁺¹⁾层，2≤n≤10，且n为整数；超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层的各层厚度均相同且均为0.1μm～1mm；超高填充量聚合物层中隔音填料所占重量比为70～85％；正常填充量聚合物层中隔音填料所占重量比为50～65％。制备步骤为：先熔融塑化好超高填充量聚合物层物料和正常填充量聚合物层物料；再将两种物料加入共挤出装置中叠合后再从共挤出装置的出口模流出即可得到复合材料。本发明制备的复合材料在保持良好的力学性能的同时，具备更好的隔音性能以及更低的成本。

技术领域

本发明涉及一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用，属于隔音材料技术领域。

背景技术

在轨道交通以及汽车领域，车辆噪声和振动是影响乘客舒适性的重要方面，减小车辆的振动和噪声水平成为一个十分重要的问题。为处理车辆在高速运行中的振动和噪声，常见的方案是在车辆上使用隔音材料来降低噪音。在家电领域，与人们生活密切相关的空调、冰箱等压缩机运行产生的噪音也不容忽视，常见的降噪方案也是在压缩机周围使用隔音材料。目前市场上的隔音材料多为聚合物/隔音填料复合材料，隔音填料的加入赋予隔音材料高面密度，因而具有良好的隔音性能。而且该类材料具有低成本，易成型，尺寸稳定性好等优势，因而具有广泛的应用前景。

隔音填料价格一般比较便宜，特别是碳酸钙、滑石粉等，价格可低至数百元一吨。隔音填料添加量越大，隔音复合材料的价格就越便宜。低成本是聚合物/隔音填料复合材料最突出的优势之一，现有技术一般通过添加尽量多的隔音填料来降低复合材料的成本。如专利为CN201510332662.3“一种无卤阻燃隔音复合材料”，结构上以无卤阻燃层与隔音层交替，降低隔音填料对阻燃剂的稀释，但阻燃层无卤阻燃剂添加量大导致对力学性能恶化严重。

填料填充量过大会严重恶化复合材料的力学性能；以汽车内前围、簇绒地毯使用的碳酸钙填充EVA材料为例，当碳酸钙重量比超过70％后，成型后的EVA片材折叠时会出现裂纹，且拉伸强度小，容易撕裂，不能满足使用要求。

发明内容

本发明的目的是针对以上背景技术中的至少一项技术问题，提供一种高填充隔音复合材料及其制备方法与应用，在能有效地保障隔音材料的隔音效果的前提下，以希望进一步提高隔音材料的各项力学性能。

本发明提供的方案如下：

一种高填充隔音复合材料，所述高填充隔音复合材料是通过超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层经交替叠合而成的多层聚合物复合材料；所述超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层的层数之和为2⁽ⁿ⁺¹⁾层，其中2≤n≤10，且n为整数；所述超高填充量聚合物层与正常填充量聚合物层的各层厚度均相同且均为0.1μm～1mm；所述超高填充量聚合物层中隔音填料所占重量比为70～85％；所述正常填充量聚合物层中隔音填料所占重量比为50～65％。

本发明利用微纳多层技术将超高填充量聚合物层和正常填充量聚合物层交替复合，虽然超高填充量聚合物层单独使用时力学性能不佳，但当其与正常填充量层交替复合在一起时，正常填充量聚合物提供了整体材料所需的力学性能；另外，超高填充量层的存在降低了复合材料的成本，并且提升了复合材料的隔音性能。

据实验经验，复合材料各层层数过低(8层以下)，则层界面较少，难以表现出多层结构的明显优势，而层数过多(1024层以上)，层厚度已到微纳米，比头发丝更细，倍增器精准分割技术上难度极大，且层界面不明显，多层结构的性能优势也难以表现。综上，为充分表现出多层结构优势，在现有倍增器技术前提下，设计本发明中层数范围是合理的。

作为上述技术方案的优选，所述超高填充量聚合物层以重量份计，包括以下组分：

所述正常填充量聚合物层以重量份计，包括以下组分：