慢回弹聚氨酯发泡材料的隔声性能研究

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1、浙江理工大学学报,第27卷,第3期,2010年5月JournalofZhejiangSci2TechUniversityVol.27,No.3,May2010文章编号:167323851(2010)0320387206慢回弹聚氨酯发泡材料的隔声性能研究周耿,姚跃飞,唐晓杰,程乐利(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018)摘要:研究慢回弹聚氨酯发泡材料的形态结构、透气性能及对材料隔声性能的影响。结果表明:透气性差,泡孔越大且分布越均匀的材料其隔声性能较好;钢渣粉的加入,降低了材料的透气性,但能有效提高材料的隔声性能。材料的隔声性能在厚度较小时随着厚度增加而增加,

2、但是当厚度超过5cm后,材料的隔声量增加趋缓。关键词:慢回弹聚氨酯;发泡材料;隔声;钢渣粉中图分类号:TB332文献标识码:A0引言噪声污染已同空气污染、水污染一起,被公认为当代三大污染,引起了人们的极大重视。噪声污染的防治与控制已成为当今全球性的有待解决的一项重大课题。慢回弹聚氨酯发泡材料是指在受到外界压力而变形后,当压力撤去,其形变恢复相当缓慢(通常需要7[1]～8s)的材料,它又被称作粘弹性泡沫材料或形状记忆泡沫材料,由美国航天航空局(NASA)下属艾姆斯氏研究中心(AMES)在20世纪60年代中期最早开发研制。慢回弹聚氨酯发泡材料的粘弹性及多孔性引起了声学降噪方面学者的注意。为了有

3、效预防职业噪声危害,并促进听力保护计划在我国全面快速实施,劳动部劳动保护科学研究所于1998年负责开展新型慢回弹耳塞的研制开发工作,研制出LR21型慢回弹耳塞,[2]达到预期效果,并投入生产应用。[3]在噪声控制中,根据质量定律,隔声材料往往通过增加质量来提高隔声量,但实际应用中显得比较笨重。由于慢回弹聚氨酯发泡材料具有轻质、柔软的特性,并且它的高粘弹性能使得它在抗振、阻尼、吸隔声方[4]面得到广泛的应用,所以本文以其作为基体材料,讨论其透气性、内部泡孔结构、填料和厚度对慢回弹聚氨酯发泡材料隔声性能的影响。1实验部分1.1实验原材料二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),NCO质量分数28%～30

4、%;高活性聚醚多元醇(330N),羟值32～36mgKOH/g;聚醚多元醇3628,羟值25～29mgKOH/g;催化剂:33%三亚乙基二胺的二丙二醇溶液(A233TEDA),工业级;二甲氨基乙基醚(A21);二甲基乙醇胺(DMEA);以上材料均由佛山业晟聚氨酯有限公司提供;发泡剂:一氟二氯乙烷141B(CH3CFCl2),无色透明液体(日本三井东亚株式会社);稳定剂:慢回弹硅油(L2626),(工业级,美国气体化工产品公司);乙二醇(分析纯,上海申翔化学试剂有限公司);钢渣粉(SSP),灰黑色不规则颗粒,粒径150μm(上海宝钢集团提供转炉钢渣,实验室研磨制得)。收稿日期:2009-11

5、-06基金项目:国家自然科学基金资助项目(50173033)作者简介:周耿(1983-),男,浙江江山人,硕士研究生,主要从事慢回弹PU材料的隔声性能方面的研究。388浙江理工大学学报2010年第27卷1.2慢回弹聚氨酯发泡材料的制备1.2.1慢回弹PU发泡材料的配方和工艺制备慢回弹PU发泡材料的基本配方如表1所示。表1慢回弹聚氨酯发泡体制作的基本配方将MDI称为B组份,再将33%三亚乙基二胺的二丙二成份质量分数/%醇溶液(A233TEDA)、双二甲氨基乙基醚(A21)、二甲基乙醇聚醚多元醇362840胺(DMEA)、慢回弹硅油L2626、发泡剂一氟二氯乙烷141B、聚醚多元醇330N60

6、A233TEDA0.35乙二醇和聚醚多元醇混合,用转速3000r/min电动搅拌搅A210.3匀,称混合液为A组份,接着把B组份的MDI与A组份以一DMEA0.45定比例混合均匀后倒入涂有聚四氟乙烯的模具中发泡,最后慢回弹硅油0.6放入75℃烘箱中烘燥15min,取出冷却24h后进行隔声性一氟二氯乙烷141B12能测试。乙二醇31.2.2SSP/PU复合材料的制备MDI20～40将一定量的SSP加入A组份中混合均匀后,再加入B组份,其它步骤和1.2.1中相同,制得SSP/PU复合材料。1.3试样隔声性能的测试对尺寸为250mm×250mm的试样采用BSWAVS302USB双通道声学分析仪测

7、试隔声性能,并用SpectraLAB软件分析数据。声望VS302USB系统、无指向性声源和BSWA2100型功率放大器等系统按照图1连接。参照ISOR14021,ISOR1402170建筑及建筑构件的隔声测量标准进行测量。选择A计权网络,采用粉红背景噪声源和常用的1/3倍频程,静音箱体积:1000mm×1000mm×1000mm。其中声音的取样频率取48000;抽取速率选择位取1;快速傅立叶变换样本数取4096(对应20