[發明專利]一種金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料、制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010715023.6
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111849048B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 王公正;高源;王亞航;黃帥;彭軍霞
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C08L21/00
• 分類號: C08L21/00;C08L63/00;C08K3/08;G10K11/162;G10K11/165
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 梁靜

本發明提供了一種金屬粉?橡膠顆粒復合的聲子材料，涉及隔音材料技術領域。包括橡膠顆粒，以及包覆于所述橡膠顆粒表面的金屬粉；其中，所述金屬粉通過粘膠劑粘附于所述橡膠顆粒表面而形成具有核?殼結構的彈性球體；本發明主要利用高密金屬粉與橡膠顆粒復合而成高效吸收低頻聲音的聲子材料，并用于隔音橡膠板中，表現說隔音橡膠板吸聲系數高，具有優異的吸聲特性，無污染、重量輕、成本低。

技術領域

本發明屬于隔音材料技術領域，具體涉及一種金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料、制備方法及應用。

背景技術

目前的隔音吸聲材料板大多是常規阻尼材料板，其結構一般為單層、中空結構，或者在兩層板中通過填充高性能纖維、高阻尼聚合物，并進行特殊混合而形成的夾層結構，也或者在兩層板內增設空心板壓合而成，其理論依據是遵循質量定律和材料的內阻尼理論，這種傳統的隔聲材料板，其隔音效果不夠理想，而且制作工藝也比較復雜、生產成本也相對較高。

為了實現上述目的，本領域技術人員基于聲子晶體特有的聲波帶隙性能，即在該帶隙頻率范圍內彈性波(如聲波)不能通過聲子晶體，使得聲子晶體廣泛的應用于消聲、隔聲等隔音技術領域。由此，在聲子晶體基礎上發展的聲學超材料相較于傳統的聲學材料，具備的超常物理性質，使得多種新穎的聲學現象和功能得以實現，如聲學負折射、聲隱身、聲學亞波長成像、聲學全息、聲學完美吸收等。但是，聲學超材料于中高頻段聲波進行隔音，且受到材料厚度的限制，且在制備聲學超材料時多用特殊結構的模塊按照一定規律排列組合，用計算機數值模擬研究其帶隙結構，實驗測試吸聲性能，但由于其結構復雜，成本極高，很少用于實際。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的不足，提供了一種金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料、制備方法及應用，主要利用高密金屬粉與橡膠顆粒復合而成高效吸收低頻聲音的聲子材料，并用于隔音板中，生產的隔音板在一定頻率超過60dB以上的聲音則會產生帶隙，使其不能通過，且無污染、重量輕、成本低。

本發明第一個目的是提供一種金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料，包括橡膠顆粒，以及包覆于所述橡膠顆粒表面的金屬粉；其中，所述金屬粉通過粘膠劑粘附于所述橡膠顆粒表面而形成具有核-殼結構的彈性球體；

所述橡膠顆粒粒徑為0.6～3mm，彈性模量7～8MPa；

所述金屬粉通過粘膠劑粘附于所述橡膠顆粒表面的厚度為0.45～1mm；

所述金屬粉為鎢粉和/或銅粉，其粒徑為50～200目。

優選的，所述金屬粉與所述橡膠顆粒用質量比為1：0.3～1。

優選的，所述粘膠劑為雙組份粘膠劑，包括組分A和組分B，其中，

所述組分A為環氧樹脂；

所述組分B為環氧樹脂固化劑；

所述組分A和組分B的質量比為1～3：1。

本發明第二個目的提供一種上述所述的金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、取包括組分A和組分B的雙組份粘膠劑，將組分A分散于丙酮中，得A溶液；將組分B分散于乙醇中，得B溶液；然后將A溶液與B溶液混合均勻，制得粘膠混合溶液；

S2、向S1制得的粘膠混合溶液中，依次加入橡膠顆粒、金屬粉，混合均勻，風干，制得金屬粉包裹橡膠顆粒的核-殼結構的彈性球體，即得所述聲子材料。

優選的，所述組分A與丙酮質量比為1：20，所述組分B與乙醇的質量比為1：20。

本發明第三個目的提供一種隔音橡膠板，包括上述所述的金屬粉-橡膠顆粒復合的聲子材料。

本發明第四個目的提供一種上述所述的隔音橡膠板制備方法，包括以下步驟：