本發(fā)明涉及鋁復(fù)合板的，具體涉及一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、鋁復(fù)合板在日常使用中，如果受到重物的撞擊，容易造成損傷。例如，在人流密集或物流頻繁的場(chǎng)所，墻面容易受到碰撞，導(dǎo)致鋁復(fù)合板表面凹陷或破損?，F(xiàn)有鋁復(fù)合板的芯材如聚乙烯可能剛性不足，在受到?jīng)_擊時(shí)容易變形，導(dǎo)致面板凹陷或芯材開裂。而傳統(tǒng)鋁復(fù)合板可能缺乏有效的能量吸收層，無法通過材料變形有效緩沖沖擊能量，導(dǎo)致耐沖擊性不足。而由于耐撞擊性較差，鋁復(fù)合板在一些對(duì)墻面保護(hù)要求較高的場(chǎng)所應(yīng)用受限，如高檔住宅、商業(yè)店鋪等。鋁復(fù)合板的金屬材質(zhì)具有較好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，這也意味著聲音容易在板材中傳導(dǎo)。當(dāng)外界噪音通過空氣傳遞到鋁復(fù)合板時(shí)，噪音可能會(huì)通過板材傳遞到室內(nèi)，影響室內(nèi)的安靜環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板及其制備方法和應(yīng)用。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
3、第一方面，本發(fā)明提供了一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，所述鋁復(fù)合板包括依次設(shè)置的面板、芯層和背板；所述面板和背板均為鋁合金板；其中，所述鋁復(fù)合板的制備方法包括以下步驟：
4、s1、先將丁基橡膠投入密煉機(jī)中進(jìn)行塑煉，再依次加入硬脂酸、石墨和蛭石粉進(jìn)行混煉，得到混煉膠，在混煉膠中加入硫磺和促進(jìn)劑進(jìn)行硫化反應(yīng)，得到a組分，于80-90℃下保溫備用，其中，所述丁基橡膠、石墨和蛭石粉的質(zhì)量比為(3-6)：(1-3)：1；
5、s2、將聚苯乙烯泡沫切割成塊，在80-90℃下將硅烷偶聯(lián)劑和復(fù)合填料加入到聚苯乙烯泡沫中攪勻，得到b組分，于80-90℃下保溫備用，其中，所述復(fù)合填料為碳纖維、木質(zhì)素和膨脹微球的組合物，所述聚苯乙烯泡沫、硅烷偶聯(lián)劑和復(fù)合填料的質(zhì)量比為(15-20)：(4-5)：(10-15)；
6、s3、將a組分和b組分混合，再加入粘結(jié)劑攪勻，得到芯層漿料，其中，a組分、b組分和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為(5-7)：(10-15)：1；
7、s4、在背板上涂覆芯層漿料，再在涂覆芯層漿料的背板上平鋪面板，得到復(fù)合板坯料；
8、s5、對(duì)復(fù)合板坯料進(jìn)行熱壓，得到所述具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板。
9、本發(fā)明中，丁基橡膠在受到?jīng)_擊時(shí)能夠發(fā)生彈性形變，有效吸收沖擊能量，發(fā)揮緩沖作用。為了進(jìn)一步優(yōu)化加工性能，混煉過程中加入了硬脂酸，促進(jìn)了丁基橡膠的均勻分散，進(jìn)而提升了最終材料的綜合性能。而石墨與蛭石粉的加入，則為材料帶來了額外的耐沖擊和隔音優(yōu)勢(shì)，具體的，石墨以其良好的導(dǎo)熱性和韌性，在沖擊過程中形成應(yīng)力集中點(diǎn)，通過滑移和變形消耗沖擊能量，同時(shí)其層狀結(jié)構(gòu)有助于分散熱量，增強(qiáng)了材料的耐沖擊性；而蛭石粉的層狀結(jié)構(gòu)和高吸附性，在橡膠基體中構(gòu)建起填料網(wǎng)絡(luò)，增加了材料的剛性和強(qiáng)度，其粒子間的相互作用有效傳遞和分散了應(yīng)力，減少了材料變形，提升了耐沖擊性能，并且其孔隙結(jié)構(gòu)也為隔音提供了緩沖空間；當(dāng)氣體在橡膠基體中擴(kuò)散時(shí)，由于二維填料石墨和蛭石粉的阻隔，使得氣體透過路徑變得更為曲折，提高了材料的氣體阻隔性能。丁基橡膠在混煉硫化后，不但能夠?qū)︱问之a(chǎn)生粘結(jié)作用，還能夠堵住蛭石粉的通孔，形成閉孔，解決了蛭石吸水率高、保溫性能下降的技術(shù)問題。
10、本發(fā)明中的復(fù)合填料通過硅烷偶聯(lián)劑引入到聚苯乙烯泡沫中，進(jìn)一步強(qiáng)化了鋁復(fù)合板的耐沖擊和隔音特性。聚苯乙烯泡沫(eps)是硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料，具有良好的保溫隔音性能，而且聚苯乙烯泡沫本身具備緩沖性能，其氣孔結(jié)構(gòu)在混合后形成多孔結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了耐沖擊性。復(fù)合填料中的碳纖維以高強(qiáng)度和高模量構(gòu)建起增強(qiáng)骨架，提升了材料的強(qiáng)度和剛性，而且碳纖維因?yàn)橛休^高的楊氏模量，所以能為芯層帶來良好的隔音效果。木質(zhì)素則以其良好的韌性和吸附性改善了填料與基體的相容性，可以進(jìn)一步提高材料的隔音效果，此外木質(zhì)素作為一種可再生資源，其使用有助于提高材料的環(huán)境友好性；膨脹微球以其低密度和滾動(dòng)性在材料中形成滾動(dòng)填料，減少了沖擊過程中的摩擦損失，還具有良好的降噪隔音效果，所以復(fù)合填料協(xié)同作用提高了芯層的耐沖擊性能和隔音效果。
11、因此，本發(fā)明通過設(shè)置特定的芯層提高了鋁復(fù)合板的耐沖擊和隔音效果。
12、優(yōu)選地，所述步驟s1中的塑煉溫度為110-130℃，塑煉時(shí)間為30-40s，混煉溫度為120-140℃，混煉時(shí)間為30-40s，所述硬脂酸的加入量為丁基橡膠質(zhì)量的0.01-0.05wt％。
13、優(yōu)選地，所述步驟s1中的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑tmtd，所述丁基橡膠、硫磺和促進(jìn)劑的質(zhì)量比為100：(1-3)：(1-5)，硫化溫度為165-180℃，硫化時(shí)間為10-20min。
14、優(yōu)選地，所述步驟s2中，將聚苯乙烯泡沫切割成1mm×1mm×1mm的塊。
15、優(yōu)選地，所述步驟s2中，碳纖維、木質(zhì)素和膨脹微球的質(zhì)量比為(1-3)：(3-5)：1。
16、優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為環(huán)氧丙烯酸酯類膠粘劑。
17、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為kh550、kh560和kh570中的至少一種。
18、優(yōu)選地，所述步驟s4中，芯層漿料在背板上的涂覆量為(5-20)g/cm2。
19、優(yōu)選地，所述步驟s5中，熱壓的溫度為100-150℃，熱壓的壓力為5-10mpa，熱壓的時(shí)間為3-5min。
20、第二方面，本發(fā)明提供一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板，由第一方面所述的制備方法制備而成。
21、第三方面，本發(fā)明提供了第二方面中的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板在制備室內(nèi)隔斷板材中的應(yīng)用。
22、因?yàn)楸景l(fā)明的復(fù)合板具有良好的耐沖擊和隔音效果，將其應(yīng)用在開放式辦公空間、酒店客房、醫(yī)院病房等場(chǎng)所，既能劃分空間，又能阻擋聲音傳播，保護(hù)隱私，還可避免因碰撞、撞擊對(duì)墻體造成損壞，延長(zhǎng)使用壽命。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
24、本發(fā)明在鋁復(fù)合板芯層中加入了隔音材料和耐沖擊材料，避免了隔音層和耐沖擊層之間可能存在界面缺陷或粘結(jié)不牢的問題，簡(jiǎn)化了芯層結(jié)構(gòu)，提高了芯層材料的整體穩(wěn)定性。芯層中包含的丁基橡膠在沖擊下可發(fā)生彈性變形而吸收能量；硬脂酸的加入可促進(jìn)丁基橡膠均勻分散以提升性能；石墨與蛭石粉的添加可增強(qiáng)復(fù)合板的耐沖擊性和隔音性能；加入的聚苯乙烯泡沫具有多孔結(jié)構(gòu)，其和復(fù)合填料(即碳纖維、木質(zhì)素、膨脹微球)可進(jìn)一步強(qiáng)化耐沖擊和隔音效果。芯層中各成分協(xié)同作用，能顯著提高鋁復(fù)合板的耐沖擊性能和隔音性能。
1.一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述鋁復(fù)合板包括依次設(shè)置的面板、芯層和背板；所述面板和背板均為鋁合金板；其中，所述鋁復(fù)合板的制備方法包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中的塑煉溫度為110-130℃，塑煉時(shí)間為30-40s，混煉溫度為120-140℃，混煉時(shí)間為30-40s，所述硬脂酸的加入量為丁基橡膠質(zhì)量的0.01-0.05wt％。
3.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑tmtd，所述丁基橡膠、硫磺和促進(jìn)劑的質(zhì)量比為100：(1-3)：(1-5)，硫化溫度為165-180℃，硫化時(shí)間為10-20min。
4.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，將聚苯乙烯泡沫切割成1mm×1mm×1mm的塊。
5.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，碳纖維、木質(zhì)素和膨脹微球的質(zhì)量比為(1-3)：(3-5)：1。
6.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為環(huán)氧丙烯酸酯類膠粘劑。
7.如權(quán)利要求1所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中，芯層漿料在背板上的涂覆量為(5-20)g/cm2。
8.如權(quán)利要求1所述具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中，熱壓的溫度為100-150℃，熱壓的壓力為5-10mpa，熱壓的時(shí)間為3-5min。
9.一種具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板，其特征在于，由權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的制備方法制備而成。
10.權(quán)利要求9所述的具有耐沖擊性和隔音性的鋁復(fù)合板在制備室內(nèi)隔斷板材中的應(yīng)用。