[發明專利]一種具有分級多孔結構的復合泡沫及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202010779138.1
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112029145B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 鄒華維;沈璐;梁梅;張浩若;陳洋
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;C08L61/28;C08L1/04;C08L29/04;C08L75/04;G10K11/162
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發明提供了一種具有分級多孔結構的復合泡沫及其制備方法和用途，屬于功能材料領域。該復合泡沫的制備方法包括如下步驟：將三聚氰胺泡沫浸泡于聚合物溶液中，然后超聲，循環冷凍，干燥，即得；所述聚合物為分子間能形成氫鍵的聚合物。本發明利用循環冷凍的方法制備得到具有多孔結構的三聚氰胺復合泡沫，該多孔結構具有互相連接、孔徑大小不一、且包含較多小尺寸孔的特點，形成了分級多孔結構，能夠顯著提高三聚氰胺泡沫的吸聲性能，特別是大幅度提高低頻吸聲效果。本發明復合泡沫可作為吸聲材料，應用于噪聲污染的防治，無線電波、雷達、微波等的吸收和屏蔽，聲吶隱身、水下通信等領域，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于功能材料領域，具體涉及一種具有分級多孔結構的復合泡沫及其制備方法和用途。

背景技術

隨著科技和現代工業的發展，噪聲污染已成為世界性難題。同時，隨著環保意識的增強，人們對聲音環境的要求也越來越高。噪聲已成為污染人類社會環境的一大公害。噪聲污染對人、動物、儀器儀表以及建筑物均會構成危害，如損傷儀器設備、建筑物結構，或損傷人們的聽力、造成耳聾，或誘發耳鳴、失眠、全身乏力、消化不良等多種疾病。噪聲污染嚴重影響人們的工作和生活。吸聲降噪逐漸演變成為一個有關高科技、環境以及人類協調發展急需解決的重要課題，在海洋復雜聲場環境下，水下吸聲材料是消除多余聲波、控制聲波傳播的重要途徑，在聲吶隱身、水聲通訊等軍民兩用技術中有著重要應用。

為了控制噪聲，除了減少噪聲源外，利用吸聲材料在傳播路徑中的吸收聲能是一種有效的方法。目前的吸聲材料可以分為兩類：共振吸聲材料和多孔吸聲材料。共振吸收材料具有狹窄的吸收頻帶，一般只能針對某種頻率和某幾種頻率的聲波發揮吸聲作用，這嚴重限制了它們的應用。多孔吸聲材料通常具有吸聲頻率范圍廣、工藝相對簡單的優點，是最常用的吸聲降噪材料之一。傳統的多孔無機降噪材料(如石棉纖維、玻璃纖維等)雖然具有良好的吸聲性能，且具有輕質、不燃、不腐、不易老化等特性，但由于其性脆易斷，受潮后吸聲性能下降嚴重、易對環境產生危害等原因使用受到限制；而傳統泡沫塑料易燃、且具有毒性、吸聲性能不穩定，應用也受到限制。此外，多孔吸聲材料還存在著低頻吸聲差的問題，且為滿足實際需求，多孔吸聲材料往往需要增加厚度和重量才能獲得令人滿意的吸聲系數，這嚴格限制了其應用。

三聚氰胺泡沫塑料是以三聚氰胺甲醛樹脂液為原料得到的一種多孔吸聲材料，自身具有良好的阻燃性，因此在生產過程中無需添加阻燃劑，且在燃燒過程中有害物質產生量少，符合健康環保的要求，還具有良好的吸聲性能。因此，三聚氰胺泡沫塑料常用于無線電波、雷達、微波等的吸收和屏蔽材料。但是，三聚氰胺泡沫的吸聲性能尚未完全滿足實際需求，尤其是低頻吸聲仍需進一步提高，尋找到一種吸聲性能更優的吸聲材料具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有分級多孔結構的復合泡沫及其制備方法和用途。

本發明提供了一種具有分級多孔結構的復合泡沫的制備方法，它包括如下步驟：

將三聚氰胺泡沫浸泡于聚合物溶液中，然后超聲，循環冷凍，干燥，即得；

所述聚合物為分子間能形成氫鍵的聚合物。

進一步地，所述聚合物溶液為聚合物水溶液；

優選地，所述聚合物溶液的濃度為0.1～5wt％；

更優選地，所述聚合物溶液的濃度為0.1～0.5wt％；或，所述聚合物溶液的濃度為1～5wt％。

進一步地，所述聚合物選自纖維素、聚乙烯醇、聚氨酯中的任意一種或多種；

優選地，

所述纖維素為納米纖維素；

和/或，所述聚氨酯為水溶性聚氨酯；

更優選地，

所述聚合物為納米纖維素、聚乙烯醇或水溶性聚氨酯。