一種多層板材及其製備方法和應用的製作方法

2023-12-11 05:18:12 1

一種多層板材及其製備方法和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多層板材及其製備方法和應用。所述多層板材包括至少一個發泡層和至少一個片層，所述發泡層和所述片層各自為聚烯烴材料，且所述發泡層和所述片層中至少一層的聚烯烴材料為交聯的聚烯烴材料。本發明提供的所述多層板材在用作隔聲降噪材料時能夠表現出較好的隔聲降噪性能。
【專利說明】一種多層板材及其製備方法和應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種多層材料，該多層材料的製備方法，以及該多層材料作為隔聲材 料的應用。

【背景技術】
[0002] 隨著現代工業、交通運輸業和建築業的飛速發展，噪聲汙染日益嚴重，其對環境的 影響特別是對人類追求綠色生活的影響己經引起社會各界的關注，噪聲汙染的防治與控制 己經成為目前全球關注的亟待解決的重大課題。減少噪聲的第一步是對聲源的控制，但由 於在環境中聲源的客觀存在，人們主要著重於對噪聲傳播途徑的控制以減少噪聲對接受者 的危害。因此，作為噪聲控制工程領域中隔聲構件的核心組成部分，不同的隔聲材料被開發 和設計。
[0003] 隔聲材料是指用來構成隔聲結構的材料以用於隔絕空氣中傳播的聲波，儘量減弱 從結構背面入射的聲波(透射波）強度。隔聲材料的用途已非常廣泛，如為了防止噪聲從 室外侵入，可用於外牆、屋頂結構和窗等部位；為了減輕噪聲，可以作為隔聲屏的掩蔽材料； 可以用於有強大氣流噪聲的管道等的外襯材料。對於材料隔聲性能的研究最初主要集中在 建築領域。Crocker在研究單層牆和雙層牆的隔聲特性時，應用統計能量分析的方法建立了 隔聲性能預測模型。Vinokur通過對牆體、樓板和窗戶等的隔聲測試，研究了影響構件隔聲 性能的一些因素，討論了提高構件隔聲性能的方法。Osipov等重點研究了建築物間隔聲構 件的低頻聲傳遞損耗，發現測試構件的低頻隔聲性能不僅依賴於構件本身的性質，隔聲體 系的尺寸和形狀對其性能也有重要影響。
[0004] 傳統的隔聲材料為遵循質量定律通常是選擇密實、質量較大的如鋼、磚、混凝土結 構等金屬與無機材料，主要是通過較大的慣性聲阻來減少聲波的透射。但許多傳統的隔聲 材料比較笨重，加工性能較差，生產成本較高等缺點大大限制了其應用範圍。同時，隨著現 代技術與其它工業如汽車、高速列車、航空航天等的飛速發展，以及人們對生活環境和質量 的要求越來越高，對於輕質、易加工成型、隔聲性能較好的隔聲材料的需求越加強烈。因此， 高分子材料因其特殊的長鏈結構、較高的阻尼損耗因子、易於加工改性、質輕等特點正逐漸 成為聲學材料領域的研究熱點。使用高分子材料代替傳統重質隔聲材料作為輕質隔聲構件 的基體已經成為噪聲控制工程的重要組成部分。
[0005] 但相比於大多數金屬材料和無機材料，通用高分子材料的模量和面密度較低，其 單獨作為隔聲材料使用時隔聲性能較差。因此，須對高分子材料進行必要的結構設計和改 性以提高其對聲波的阻隔能力。
[0006]目前，高分子材料在隔聲領域方面的應用主要集中在其與金屬、無機材料的結構 設計上。如在約束型隔聲構件中，粘彈性高分子材料常用作隔聲構件的中間層，利用高分子 材料特殊的粘彈性、高阻尼與質輕等特點，即能把雙層基板隔開以減弱共振頻率區和吻合 頻率區的聲能透射從而增加構件的隔聲量又能有效的降低構件的質量。KwanHanYoon等 研究了一系列聚氨酯材料作為構件阻尼層的阻尼性能和聲傳遞損耗，研究發現聲波在高分 子材料中的能量損耗主要由材料的阻尼因子決定。在噪聲的主動控制方面，LeifKari研 究發現粘彈高分子材料作為中間層能有效的減少聲波的輻射。黃建國、鄭輝等討論了阻尼 複合結構隔聲性能和影響參數，並利用等效參數法對複合結構的隔聲量進行了模擬，得到 了阻尼複合結構的幾何參數和物理參數對聲傳遞損耗的影響規律。類似的"夾心"結構可 以通過高分子材料的高阻尼特性減少聲波的輻射以提高構件的隔聲性能。
[0007] 在此基礎上，CN101511578A公開了一種多層泡沫-薄膜複合結構，其包含至少一 個薄膜層，該薄膜層與包含各向異性泡孔的至少一個泡沫層鄰接。但是，這種多層泡沫-薄 膜複合結構的泡沫層中的泡孔尺寸較大且不均勻，而且泡易擴散到非發泡層（也即薄膜 層)，使得該多層泡沫-薄膜複合結構在用作隔聲材料時隔聲效果較差。


【發明內容】

[0008] 本發明的目的是克服現有的用作隔聲結構的高分子材料的隔聲效果較差的缺陷， 提供一種多層板材，以及該多層板材的製備方法和作為隔聲材料的應用。
[0009] 本發明提供了一種多層板材，該多層板材包括至少一個發泡層和至少一個片層， 所述發泡層和所述片層各自為聚烯烴材料，且所述發泡層和所述片層中至少一層的聚烯烴 材料為交聯的聚烯烴材料。優選地，所述發泡層是通過將第一聚烯烴樹脂組合物進行熔融 擠出而製備的，所述第一聚烯烴樹脂組合物含有1〇〇重量份的第一聚烯烴樹脂、〇. 05-2重 量份的第一交聯劑和〇. 1-5重量份的發泡劑；所述片層是通過將第二聚烯烴樹脂組合物 進行熔融擠出而製備的，所述第二聚烯烴樹脂組合物含有1〇〇重量份的第二聚烯烴樹脂和 0-2重量份的第二交聯劑。
[0010] 本發明還提供了上述多層板材的製備方法，該方法主要包括：將所述第一聚烯烴 樹脂組合物和所述第二聚烯烴樹脂組合物分別加入共擠出裝置中進行共擠出成型，製成包 括至少一個由所述第一聚烯烴樹脂組合物形成的發泡層和至少一個由所述第二聚烯烴樹 脂組合物形成的片層。
[0011] 本發明還提供了另一種上述多層板材的製備方法，該方法主要包括：（1)將第一 交聯劑、發泡劑和第一聚烯烴樹脂混合，並在所述第一交聯劑的分解溫度以下且在所述第 一聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成含第一交聯劑和發泡劑的第一聚烯烴母 料；將第二聚烯烴樹脂和任選的第二交聯劑混合，並在所述第二交聯劑的分解溫度以下且 在所述第二聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成任選地含第二交聯劑的第二聚 烯烴母料；（2)將所述第一聚烯烴母料和所述第二聚烯烴母料分別加入共擠出裝置中進行 共擠出成型，製成包括至少一個由所述第一聚烯烴母料形成的發泡層和至少一個由所述第 二聚烯烴母料形成的片層。
[0012] 本發明還提供了上述多層板材作為隔聲降噪材料的應用。
[0013] 在本發明提供的多層板材中，通過對發泡層和/或片層選擇性地進行交聯，使得 發泡層的泡孔尺寸較小且分布比較窄，而且發泡層的泡孔基本上不會擴散到片層中，因而 該多層板材在用作隔聲材料時可以表現出較好的隔聲降噪性能。
[0014] 而且，在本發明中，適用於形成發泡層的聚烯烴樹脂不僅可以為熔融指數較低的 聚烯烴樹脂，也可以為熔融指數較高的聚烯烴樹脂，使得本發明的原料來源更加廣泛了。
[0015] 本發明的其他特徵和優點將在隨後的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用於解釋本發明，但並不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0017] 圖1為聲波通過本發明所述的多層板材的線路示意圖；
[0018] 圖2A和2B為實施例1製備的多層板材的橫截面照片；
[0019] 圖3A和3B為實施例2製備的多層板材的橫截面照片；
[0020] 圖4A和4B為對比例1製備的多層板材的橫截面照片；
[0021] 圖5為對比例2製備的多層板材的橫截面照片；
[0022] 圖6為實施例3製備的多層板材的橫截面照片；
[0023] 圖7為對比例3製備的多層板材的橫截面照片；
[0024] 圖8為實施例1製備的多層板材中泡孔尺寸分布圖表；
[0025] 圖9為實施例2製備的多層板材中泡孔尺寸分布圖表；
[0026] 圖10為實施例3製備的多層板材中泡孔尺寸分布圖表；
[0027] 圖11為對比例3製備的多層板材中泡孔尺寸分布圖表。

【具體實施方式】
[0028] 以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。
[0029] 本發明提供了一種多層板材，該多層板材包括至少一個發泡層和至少一個片層， 所述發泡層和所述片層各自為聚烯烴材料，且所述發泡層和所述片層中至少一層的聚烯 烴材料為交聯的聚烯烴材料。其中，優選地，所述發泡層是通過將第一聚烯烴樹脂組合物 進行熔融擠出而製備的，所述第一聚烯烴樹脂組合物含有1〇〇重量份的第一聚烯烴樹脂、 0. 05-2重量份的第一交聯劑和0. 1-5重量份的發泡劑；所述片層是通過將第二聚烯烴樹脂 組合物進行熔融擠出而製備的，所述第二聚烯烴樹脂組合物含有1〇〇重量份的第二聚烯烴 樹脂和0-2重量份的第二交聯劑。
[0030] 在所述多層板材中，所述發泡層的聚烯烴材料優選為交聯的聚烯烴材料。優選地， 所述發泡層的聚烯烴材料的交聯度大於0小於或等於40%，更優選大於0小於或等於30%。 在本發明中，交聯度根據ASTMD2765的方法測得。
[0031] 在本發明中，為了避免所述發泡層的泡孔擴散到所述片層中，從而進一步改善所 述多層板材的隔聲降噪性能，所述片層的聚烯烴材料優選為交聯的聚烯烴材料。進一步優 選地，所述片層的交聯度大於0小於或等於45%，更優選大於0小於或等於30%。
[0032] 所述發泡層和所述片層各自的層數可以為一層或多個，優選二者中至少一者為多 層，更優選二者均為多層。
[0033] 優選地，當所述發泡層和所述片層中的至少一者為多層或者二者均為多層時，所 述發泡層和所述片層交替設置。在這種情況下，所述多層板材會進一步改善隔聲降噪性能。[0034] 當所述發泡層和所述片層均為多層時，所述發泡層和所述片層各自的層數可以為 2-200層，優選為4-32層，進一步優選為4-16層。
[0035]在所述多層板材中，各個所述發泡層的厚度可以為10-1500i!m，優選為 20-500um〇
[0036] 在所述多層板材中，各個所述片層的厚度可以為1-1500iim，優選為10-500iim。
[0037] 所述多層板材的密度可以為0. 1-lg/cm3,優選為0. 3-0. 9g/cm3。在所述多層板材 中，所述發泡層的密度可以為〇. 05-0. 9g/cm3,優選為0. 1-0. 8g/cm3 ;所述片層的密度可以 為0. 8-1. 5g/cm3,優選為0. 85-0. 98g/cm3。進一步優選地，所述發泡層和所述片層的密度之 比為1 :1. 1-20,更優選為1 :1. 2-8。當所述多層板材以及其中的發泡層和片層具有上述密 度範圍時，所述多層片層具有較好的隔聲降噪性能。
[0038] 在所述多層板材的發泡層中，泡孔的平均尺寸可以為10-500ym，優選為 50-200ym。當所述多層板材的發泡層中的泡孔尺寸滿足上述範圍時，所述多層片層具有較 好的隔聲降噪性能。
[0039] 在所述多層板材的發泡層中，泡孔體積佔發泡層的總體積的百分比（也即泡孔體 積比）可以為10-95%，優選為50-90%。
[0040] 在所述第一聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述第一聚烯烴樹脂，所 述第一交聯劑的含量優選為0. 1-0. 5重量份，所述發泡劑的含量優選為0. 5-2重量份。
[0041] 在所述第二聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述第二聚烯烴樹脂，所 述第二交聯劑的含量優選為0. 05-2重量份，更優選為0. 1-0. 5重量份。
[0042] 所述第一聚烯烴樹脂與所述第二聚烯烴樹脂可以相同或不同。優選地，所述第一 聚烯烴樹脂與所述第二聚烯烴樹脂相同。在該優選情況下，所述發泡層與所述片層之間可 以產生較強的粘結力，從而能夠很好地粘結在一起。
[0043] 所述第一聚烯烴樹脂和所述第二聚烯烴樹脂各自可以為本領域常規使用的聚烯 烴樹脂，例如，可以選自低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密度聚乙 烯、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚丙烯、聚丁烯和乙烯-c4_8烯烴共聚物中的一種或多種。優 選情況下，所述聚烯烴樹脂為低密度聚乙烯(如線性低密度聚乙烯)、高密度聚乙烯、聚丙 烯、聚丁烯和乙烯-c4_8烯烴共聚物中的一種或多種。進一步優選地，所述聚烯烴樹脂為 重均分子量為60, 000-110, 000的聚乙烯。所述低密度聚乙烯和所述高密度聚乙烯為本 領域常規意義上的低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，通常，所述低密度聚乙烯的密度可以為 0. 91-0. 945g/cm3 ;所述高密度聚乙烯的密度可以為0. 946-0. 967g/cm3。
[0044] 所述第一聚烯烴樹脂和所述第二聚烯烴樹脂各自的熔融指數可以為 0.l-12g/10min，也即適合用作所述第一聚烯烴樹脂和所述第二聚烯烴樹脂的聚烯烴樹脂 各自可以為低熔融指數的聚烯烴樹脂，即熔融指數為3g/10min以下的聚烯烴樹脂，也可以 為高熔融指數的聚烯烴樹脂，即熔融指數為8g/10min以上的聚烯烴樹脂。在本發明中，熔 融指數是指根據GB-3682-2000的方法測得。
[0045] 所述第一交聯劑和所述第二交聯劑各自可以為本領域常規使用的聚烯烴交聯劑， 且二者可以相同或不同。優選地，所述第一交聯劑和所述第二交聯劑各自為過氧化物交聯 齊U。所述過氧化物交聯劑例如可以為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯、二叔丁基過氧化物、 過氧化氫二異丙苯、叔丁基過氧化氫、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧化己烷、2, 5-二甲 基-2, 5-二叔丁基過氧化已-3-炔、二醯基過氧化物、過氧化二叔丁基、烷基過氧化氫、過氧 化二月桂醯、過氧化甲乙酮和過氧化環己酮中的一種或多種。
[0046] 為了更好地控制交聯劑的交聯效率和交聯度，可以在所述的第一聚烯烴樹脂組合 物和/或第二聚烯烴樹脂組合物交聯劑體系中加入交聯助劑，所選的交聯助劑可以為三丙 烯基氰脲酸酯。此外還有雙（甲基丙烯酸）乙二醇酯、對苯二甲酸二丙烯酯、三（甲基丙烯 酸）三羥甲基丙烷、間苯二馬來醯亞胺、1，2_順聚丁二烯、N，N'-苯基雙馬來醯亞胺、甲基 丙烯酸烯丙酯異氰尿酸三烯丙酯等。在所述第一和/或第二聚烯烴樹脂組合物中，相對於 100重量份的聚烯烴樹脂，交聯助劑的含量可以為0. 05-2重量份，優選為0. 1-1重量份。 [0047] 所述發泡劑可以為本領域常規使用的化學發泡劑。優選地，所述發泡劑為分解溫 度大於130°C的發泡劑，進一步優選為偶氮二甲醯胺(分解溫度為200-2KTC)、偶氮二異丁 腈(分解溫度為65-85°C)、N，N-二亞硝基五次甲基四胺(分解溫度為190-205°C)、4, 4-氧代 雙苯磺醯肼(分解溫度為155-160°C)、碳酸氫鈉（>65)和碳酸銨（>60°C)中的至少一種，最 優選為偶氮二甲醯胺(分解溫度為200-2KTC)。
[0048] 為了使交聯溫度和發泡劑分解溫度更好的匹配，所述第一聚烯烴樹脂組合物種可 以加入發泡助劑，以方便調節發泡劑的分解溫度。所述發泡助劑可以為本領域常用的發泡 助劑，例如可以選為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、氧化鋅、氧化鎂、水楊酸、二氧化矽或者它 們的混合物。在所述第一聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述第一聚烯烴樹脂， 發泡助劑的含量可以為0. 05-2重量份，優選為0. 1-1重量份。
[0049] 所述第一聚烯烴樹脂組合物可以通過添加發泡成核劑來更好的控制泡孔的成核、 生長。所述發泡成核劑可以為山梨酸鉀或檸檬酸鈉等常用的發泡成核劑。在所述第一聚烯 烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述第一聚烯烴樹脂，所述發泡成核劑的含量可以 為0. 1-5重量份，優選為0. 5-2重量份。
[0050] 為了進一步改善材料的隔聲降噪性能，所述第一聚烯烴樹脂組合物和/或所述第 二聚烯烴樹脂組合物可以含有填料。所述填料可以為本領域常用的填料，如碳酸鈣、滑石、 雲母、硫酸鋇、二氧化矽、矽酸鹽、矽灰石，高嶺土、玻璃纖維、碳纖維或它們的混合物。在所 述第一聚烯烴樹脂組合物或所述第二聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述聚烯 烴樹脂，填料的含量可以為1-50重量份，優選為5-30重量份。
[0051] 為了確保阻燃性，所述第一聚烯烴樹脂組合物和所述第二聚烯烴樹脂組合物各自 還可以含有阻燃劑。所述阻燃劑可以為本領域常規使用的阻燃劑，例如可以為選自十溴二 苯醚、八溴二苯醚、五溴二苯醚、2, 2-雙（3, 5-二溴-4-羥基苯酚）丙烷和雙（五溴苯氧基） 四溴苯中的至少一種。在聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的聚烯烴樹脂，阻燃劑的 含量可以為0-2重量份，優選為0. 05-1. 5重量份，更優選為0. 08-1重量份。
[0052] 所述第一聚烯烴樹脂組合物和所述第二聚烯烴樹脂組合物還可以含有本領域常 規使用的其他添加劑以進一步改善所述箱體的性能。其他添加劑例如可以為抗氧化劑、UV 添加劑、顏料、加工助劑等。所述抗氧化劑可以用於提高箱體的穩定性和長期耐老化性能， 本發明中可使用的抗氧化劑可以為市售的抗氧劑產品，如抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑 1098、抗氧劑264、雙酚A等。所述UV添加劑可以用於提高箱體的耐老化性能，本發明中可 使用的UV添加劑可以為市售的UV添加劑，如UV934、UV531等。所述顏料可以用於改善制 品的外觀，適用於本發明的顏料可以為市售的耐高溫抗氧化顏料產品。所述加工助劑可以 用於改善加工性能，例如可以為常規的脫模劑、潤滑劑、爽滑劑等。在聚烯烴樹脂組合物中， 相對於100重量份的聚烯烴樹脂，其他添加劑的含量可以為0-10重量份，優選為0. 01-5重 量份。
[0053] 在將第一聚烯烴樹脂組合物進行熔融擠出以製備發泡層以及將第二聚烯烴樹脂 組合物進行熔融擠出以製備片層的過程中，熔融擠出的操作溫度各自可以為170-230°C，優 選為 185-220°C。
[0054] 本發明還提供了一種製備多層板材的方法，該方法主要包括以下步驟：
[0055] 將所述第一聚烯烴樹脂組合物和所述第二聚烯烴樹脂組合物分別加入共擠出裝 置中進行共擠出成型，製成包括至少一個由所述第一聚烯烴樹脂組合物形成的發泡層和至 少一個由所述第二聚烯烴樹脂組合物形成的片層。
[0056] 本發明還提供了另一種製備多層板材的方法，該方法主要包括以下步驟：
[0057] (1)將第一交聯劑、發泡劑和第一聚烯烴樹脂混合，並在所述第一交聯劑的分解溫 度以下且在所述第一聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成含第一交聯劑和發泡 劑的第一聚烯烴母料；將第二聚烯烴樹脂和任選的第二交聯劑混合，並在所述第二交聯劑 的分解溫度以下且在所述第二聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成任選地含第 二交聯劑的第二聚烯烴母料；
[0058] (2)將所述第一聚烯烴母料和所述第二聚烯烴母料分別加入共擠出裝置中進行共 擠出成型，製成包括至少一個由所述第一聚烯烴母料形成的發泡層和至少一個由所述第二 聚烯烴母料形成的片層。
[0059] 優選地，所述第一交聯劑的用量使得所述發泡層的交聯度大於0小於或等於40%， 更優選大於〇小於或等於30%。
[0060] 優選地，所述第二交聯劑的用量使得所述片層的交聯度大於0小於或等於45%，更 優選大於〇小於或等於30%。
[0061] 優選地，形成的所述發泡層和所述片層中的至少一者為多層，更優選二者均為多 層。當形成的所述發泡層和所述片層中的至少一者為多層時，進一步優選使所述發泡層和 所述片層交替疊置。
[0062] 優選地，形成的所述發泡層和所述片層各自的層數為2-200層，更優選為4-32層， 進一步優選為4-16層。
[0063] 優選地，形成的各個所述發泡層的厚度為10-1500iim，更優選為20-500iim。
[0064] 優選地，形成的各個所述片層的厚度為1-1500iim，更優選為10-500iim。
[0065] 根據本發明的所述方法製備的所述多層板材的密度可以為0. 1-lg/cm3,優選為 0. 3-0. 9g/cm3。其中，形成的所述發泡層的密度可以為0. 05-0. 9g/cm3,優選為0. 1-0. 8g/cm3;形成的所述片層的密度可以為0. 8-1. 5g/cm3,優選為0. 85-0. 98g/cm3。進一步優選地， 所述發泡層和所述片層的密度之比為1 :1. 1-20,更優選為1 :1. 2-8。
[0066] 在形成的發泡層中，泡孔體積佔發泡層的總體積的百分比（也即泡孔體積比）可以 為 10-95%，優選為 50-90%。
[0067] 在形成的發泡層中，泡孔的平均尺寸可以為10-500iim，優選為30-200iim。
[0068] 在步驟（1)中，熔融擠出製備第一聚烯烴母料和熔融擠出製備第二聚烯烴母料的 的過程各自可以根據常規的熔融擠出方式實施，它們的操作溫度各自可以120-160°C，優選 為 130-150°C。
[0069]在步驟（1)中，相對於100重量份的所述第一聚烯烴樹脂，所述第一交聯劑的用 量為0. 05-2重量份，優選為0. 1-0. 5重量份；所述發泡劑的用量為0. 1-5重量份，優選為 0. 5-2重量份。
[0070] 在步驟（1)中，相對於100重量份的所述第二聚烯烴樹脂，所述第二交聯劑的用量 為0-2重量份，優選為0. 05-2重量份，更優選為0. 1-0. 5重量份。
[0071] 在步驟（2)中，共擠出裝置和共擠出成型的條件均可以根據常規的聚烯烴擠出成 型工藝確定。例如，共擠出成型的操作溫度可以為170-230°C，優選為185-220°C。
[0072] 在一種實施方式中，所述多層板材的製備方法包括：將含有第一交聯劑、發泡劑和 第一聚烯烴樹脂的第一聚烯烴樹脂組合物以及含有第二交聯劑和第二聚烯烴樹脂的第二 聚烯烴樹脂組合物分別加入雙螺杆擠出機中進行熔融擠出造粒，分別製成第一聚烯烴母料 和第二聚烯烴母料；將所述第一聚烯烴母料和所述第二聚烯烴母料分別投入擠出裝置的兩 臺擠出機中，熔融塑化後，使兩股熔體在分配器中疊合，經過n個倍增器的切割和疊合後， 從出口模流出，再經過三輥壓延機的壓制和牽引機的牽引，得到由2(n+1)個交替層構成的多 層板材，其中，n優選為0-9,更優選為1-7,進一步優選為2-5。所述第一聚烯烴樹脂組合物 和所述第二聚烯烴樹脂組合物均與前文描述的相同。
[0073] 在所述多層板材的製備方法中，所述第一交聯劑、所述第二交聯劑、發泡劑和所述 第一聚烯烴樹脂均與前文描述的相同。
[0074] 本發明還提供了所述多層板材作為隔聲材料的應用。當所述多層板材用作隔聲材 料時，所述多層板材的隔聲作用的過程如圖1所示，聲波經過多層板材的片層和發泡層的 多重穿透和反射之後，使得聲波只能以微弱的能量完全穿透所述多層板材，或者聲波的能 量會被多層板材完全吸收和反射，因而可以達到較好的隔聲效果。
[0075] 以下通過實施例對本發明作進一步說明。
[0076] 在以下實施例和對比例中，交聯度的測試方法：根據ASTM D2765的方法檢測，具 體地，從產品上切取一塊質量為A(約為0. 400±0. 015g)的塑料塊，將其切碎並放入一個 100ml的不鏽鋼網袋中（網袋的規格參照ASTM D2765的要求)。樣品在170°C下在二甲苯溶 液中抽提20小時後，將樣品取出並在90°C的真空乾燥箱內烘6小時後，稱其質量為W2，並 根據以下公式計算交聯度：交聯度=(WVWJ X 100% ;
[0077] 泡孔尺寸和泡孔尺寸分布是用Nano-measurer粒徑統計軟體對掃描電鏡圖片上 的泡孔進行粒徑統計。
[0078] 實施例1
[0079] 本實施例用於說明本發明提供的所述多層板材及其製備方法。
[0080] ( 1)製備第一聚烯烴母料和第二聚烯烴母料
[0081] 將100重量份的乙烯-辛烯共聚物（P0E，牌號：8150,購自陶氏化學公司，熔融指 數為0. 5g/10min，重均分子量為213035g/mol，辛烯含量為25%)、0. 3重量份的過氧化二異 丙苯（DCP)和0. 8重量份的偶氮二甲醯胺（AC)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進 料口到出料口的四段溫度依次為135°C、140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製得交聯度約為 30%第一聚烯烴母料A1。
[0082] 將50重量份的高密度聚乙烯（HDPE，牌號：5000S，購自大慶石化公司，熔融指數 為1.0g/10min，重均分子量為257878g/mol)和50重量份的乙烯-辛烯共聚物（P0E，牌號： 8150,購自陶氏化學公司，熔融指數為0. 5g/10min，重均分子量為213035g/mol，辛烯含量 為25%)以及0. 3重量份的過氧化二異丙苯（DCP)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進 料口到出料口的四段溫度依次為140°C、145°C、150°C和145°C，擠出造粒，得到交聯度約為 22%的第二聚烯烴母料B1。
[0083] (2)製備多層板材
[0084] 將所述第一聚烯烴母料A1和所述第二聚烯烴母料B1以重量比為1:1分別投入 多層共擠出裝置的兩臺擠出機中，兩臺擠出機的轉速比為1 :1，擠出後在分配器(溫度為 195°C)中疊合，再經過2個倍增器的切割和疊合，然後從出口模(溫度為200°C)流出，接著 在壓延機的壓制和牽引機的牽引下製得具有交替的4個發泡層和4個片層的多層板材S1， 其中，各個發泡層的厚度約為300ym，各個片層的厚度約為200ym。
[0085] 所述多層板材S1的密度為0.76g/cm3,其中，發泡層的密度為0.4g/cm3,片層的密 度為0. 9g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為96. 3ym，發泡層中泡孔體積比為51%。所述發泡 層的泡孔尺寸分布圖表如圖8所示，由圖8可以看出，泡孔尺寸分布比較集中、大小比較均 勻，具體地，孔徑為75-125iim的泡孔約佔85%。所述多層板材S1的橫截面放大80倍的照 片如圖2A所示，放大200倍的照片如圖2B所示，由圖2A和2B可以看出，發泡層與片層之 間界限比較清晰，發泡層中的泡孔並未擴散到片層中。
[0086] 對比例1
[0087] 根據實施例1的方法製備聚烯烴母料和多層板材，所不同的是，將製備的所述第 一聚烯烴母料A1和所述第二聚烯烴母料B1混合均勻後投入同一臺擠出機中進行擠出成 型，形成厚度為約2000iim的板材DS1。
[0088] 板材DS1的橫截面放大80倍的照片如圖4A所示，放大200倍的照片如圖4B所示， 由圖4A和4B可以看出，整個板材都分布有泡孔，沒有片層（S卩非發泡層）。
[0089] 對比例2
[0090]根據實施例1的方法製備聚烯烴母料和多層板材，所不同的是，在製備第二聚烯 烴母料時不加入DCP，從而製得多層板材DS2。
[0091] 所述多層板材DS1的橫截面放大200倍的照片如圖5所示，由圖5可以看出，發泡 層中的泡孔已經擴散到了片層中，發泡層與片層之間沒有清晰的界限。
[0092] 實施例2
[0093] 本實施例用於說明本發明提供的所述多層板材及其製備方法。
[0094] 將實施例1中製備的第一聚烯烴母料A1和第二聚烯烴母料B1以重量比為1 :1分 別投入多層共擠出裝置的兩臺擠出機中，兩臺擠出機的轉速比為1 :1，擠出後在分配器(溫 度為195°C)中疊合，再經過3個倍增器的切割和疊合，然後從出口模(溫度為200°C)流出， 接著在壓延機的壓制和牽引機的牽引下製得具有交替的8個發泡層和8個片層的多層板材 S2,其中，各個發泡層的厚度約為200iim，各個片層的厚度約為110iim。
[0095] 所述多層板材S2的密度為0. 83g/cm3,其中，發泡層的密度為0. 5g/cm3,片層的密 度為0. 9g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為127. 3ym，發泡層中泡孔體積比約為50%。所述發 泡層的泡孔尺寸分布圖表如圖9所示，由圖9可以看出，泡孔尺寸分布比較集中、大小比較 均勻，具體地，孔徑為90-150iim的泡孔約佔73%。所述多層板材S1的橫截面放大80倍的 照片如圖3A所示，放大200倍的照片如圖3B所示，由圖3A和3B可以看出，發泡層與片層 之間界限比較清晰，發泡層中的泡孔並未擴散到片層中。
[0096]實施例3
[0097] 本實施例用於說明本發明提供的所述多層板材及其製備方法。
[0098] ( 1)製備第一聚烯烴母料和第二聚烯烴母料
[0099] 將100重量份的高密度聚乙烯樹脂（HDPE，購自神華包頭煤化工有限責任公司，型 號為DMDA8007,熔融指數為8. 0g/10min，重均分子量為103042g/mol)、0. 3重量份的過氧化 二異丙苯（DCP)和1重量份的偶氮二甲醯胺（AC)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進 料口到出料口的四段溫度依次為135°C、140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製備交聯度約為 23%的第一聚烯烴母料A2。
[0100] 將1〇〇重量份的乙烯-辛烯共聚物（P0E，牌號：8200,購自陶氏化學公司，熔融指 數為5g/10min，重均分子量為70500g/mol，辛烯含量為25%)和0. 3重量份的過氧化二異丙 苯（DCP)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進料口到出料口的四段溫度依次為135 °C、 140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製備交聯度約為28%的第二聚烯烴母料B2。
[0101] (2)製備多層板材
[0102] 將所述第一聚烯烴母料A2和所述第二聚烯烴母料B2以重量比為1 :1分別投入 多層共擠出裝置的兩臺擠出機中，兩臺擠出機的轉速比為1 :1，擠出後在分配器(溫度為 195°C)中疊合，再經過4個倍增器的切割和疊合，然後從出口模(溫度為200°C)流出，接著 在壓延機的壓制和牽引機的牽引下製得具有交替的16個發泡層和16個片層的多層板材 S3,其中，各個發泡層的厚度約為80ym，各個片層的厚度約為55ym。
[0103] 所述多層板材S2的密度為0. 57g/cm3,其中，發泡層的密度為0. 4g/cm3,片層的密 度為0. 9g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為65. 8ym，發泡層中泡孔體積比為52%。所述發泡 層的泡孔尺寸分布圖表如圖10所示，由圖10可以看出，泡孔尺寸分布比較集中、大小比較 均勻，具體地，孔徑為50-100iim的泡孔約佔85%。所述多層板材S2的橫截面放大500倍的 照片如圖6所示，發泡層與片層之間界限比較清晰，發泡層中的泡孔並未擴散到片層中。
[0104] 對比例3
[0105] 根據實施例3的方法製備聚烯烴母料和多層板材，所不同的是，在製備第一聚烯 烴母料和第二聚烯烴母料時均不加入DCP，從而製得多層板材DS3。
[0106] 所述多層板材DS3的密度為0. 70g/cm3,其中，發泡層的密度為0. 6g/cm3,片層的 密度為〇.9g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為120ym。所述發泡層的泡孔尺寸分布圖表如圖 11所示，由圖11可以看出，泡孔尺寸分布比較離散，具體地，孔徑為50-100 的泡孔約佔 55%，孔徑為100-150iim的泡孔約佔28%。所述多層板材DS3的橫截面放大100倍的照片如 圖7所示，由圖7可以看出，發泡層中的泡孔已經擴散到了片層中，發泡層與片層之間完全 無法分辨出界限。
[0107] 實施例4
[0108] 本實施例用於說明本發明提供的所述多層板材及其製備方法。
[0109] (1)製備第一聚烯烴母料和第二聚烯烴母料
[0110] 將1〇〇重量份的高密度聚乙烯樹脂（HDPE，購自神華包頭煤化工有限責任公司，型 號為DMDA8007,熔融指數為8. 0g/10min，重均分子量為103042g/mol)、0. 3重量份的過氧化 二異丙苯（DCP)和1重量份的偶氮二甲醯胺（AC)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進 料口到出料口的四段溫度依次為135°C、140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製備交聯度約為 23%的第一聚烯烴母料A3。
[0111] 將100重量份的乙烯-辛烯共聚物（P0E，牌號：8200,購自陶氏化學公司，熔融指 數為5g/10min，重均分子量為70500g/mol，辛烯含量為25%)，20重量份的滑石粉(桂花牌， 廣西龍廣滑石開發股份有限公司，目數：2500目，密度：2. 8g/cm3)和0. 3重量份的過氧化 二異丙苯（DCP)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進料口到出料口的四段溫度依次為 135°C、140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製備交聯度約為28%的第二聚烯烴母料B3。
[0112] (2)製備多層板材
[0113] 將所述第一聚烯烴母料A2和所述第二聚烯烴母料B2以重量比為1 :1分別投入 多層共擠出裝置的兩臺擠出機中，兩臺擠出機的轉速比為1 :1，擠出後在分配器(溫度為 195°C)中疊合，再經過4個倍增器的切割和疊合，然後從出口模(溫度為200°C)流出，接著 在壓延機的壓制和牽引機的牽引下製得具有交替的16個發泡層和16個片層的多層板材 S4,其中，各個發泡層的厚度約為90ym，各個片層的厚度約為60ym。
[0114] 所述多層板材S4的密度為0. 75g/cm3,其中，發泡層的密度為0. 5g/cm3,片層的密 度為0. 98g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為75iim。
[0115] 實施例5
[0116] 本實施例用於說明本發明提供的所述多層板材及其製備方法。
[0117] ( 1)製備第一聚烯烴母料和第二聚烯烴母料
[0118] 將100重量份的低密度聚乙烯樹脂（LDPE，購自大慶石化公司，牌號為18D，熔融指 數為1. 5g/10min，重均分子量為335353g/mol)、0. 25重量份的過氧化二異丙苯（DCP)和1 重量份的偶氮二甲醯胺（AC)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進料口到出料口的四段 溫度依次為1351：、1401：、1451：和1401：，擠出造粒，製備交聯度約為27%的第一聚烯烴母 料A4。
[0119] 將100重量份的乙烯-辛烯共聚物（P0E，牌號：8200,購自陶氏化學公司，熔融指 數為5g/10min，重均分子量為70500g/mol，辛烯含量為25%)和0. 3重量份的過氧化二異丙 苯（DCP)加入雙螺杆擠出機中，雙螺杆擠出機從進料口到出料口的四段溫度依次為135°C、 140°C、145°C和140°C，擠出造粒，製備得交聯度約為28%的第二聚烯烴母料B4。
[0120] (2)製備多層板材
[0121] 將所述第一聚烯烴母料A3和所述第二聚烯烴母料B3以重量比為1 :1分別投入 多層共擠出裝置的兩臺擠出機中，兩臺擠出機的轉速比為1 :1，擠出後在分配器(溫度為 195°C)中疊合，再經過3個倍增器的切割和疊合，然後從出口模(溫度為200°C)流出，接著 在壓延機的壓制和牽引機的牽引下製得具有交替的8個發泡層和8個片層的多層板材S5， 其中，各個發泡層的厚度約為150um，各個片層的厚度約為100iim。
[0122] 所述多層板材S4的密度為0. 60g/cm3,其中，發泡層的密度為0. 5g/cm3,片層的密 度為0. 9g/cm3,發泡層的平均泡孔尺寸為73. 2ym，發泡層中泡孔體積比為56%。
[0123] 對比例4
[0124] 根據實施例4的方法製備聚烯烴母料和多層板材，所不同的是，在製備第一聚烯 烴母料和第二聚烯烴母料時均不加入DCP，從而製得多層板材DS4,同樣發現在板材之中， 全被泡孔所佔據，已看不見非發泡的片層。
[0125] 測試例
[0126]採用雙聲道聲學分析儀測試上述實施例和對比例製備的板材對頻率為 100-2500HZ的聲波的吸聲效果，具體地，通過兩個傳聲器對聲波在材料表面的反射與透射 聲壓進行測試，利用傳遞函數法對材料的聲學參數進行計算，得到吸聲比率。結果如下表1 所示。
[0127]表 1

【權利要求】
1. 一種多層板材，該多層板材包括至少一個發泡層和至少一個片層，所述發泡層和所 述片層各自為聚烯烴材料，且所述發泡層和所述片層中至少一層的聚烯烴材料為交聯的聚 烯經材料。
2. 根據權利要求1所述的多層板材，其中，所述發泡層是通過將第一聚烯烴樹脂組合 物進行熔融擠出而製備的，所述第一聚烯烴樹脂組合物含有100重量份的第一聚烯烴樹 月旨、0. 05-2重量份的第一交聯劑和0. 1-5重量份的發泡劑；所述片層是通過將第二聚烯烴 樹脂組合物進行熔融擠出而製備的，所述第二聚烯烴樹脂組合物含有100重量份的第二聚 烯烴樹脂和0-2重量份的第二交聯劑。
3. 根據權利要求1或2所述的多層板材，其中，所述發泡層的聚烯烴材料的交聯度大於 〇小於或等於40%，優選大於0小於或等於30%。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的多層板材，其中，所述片層的聚烯烴材料的交聯 度大於〇小於或等於45%，優選大於0小於或等於30%。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的多層板材，其中，所述發泡層的泡孔平均孔徑為 10-500 u m，優選為 50-200 u m。
6. 根據權利要求1-5中任意一項所述的多層板材，其中，所述發泡層的密度 為0? 05-0. 9g/cm3,優選為0? 1-0. 8g/cm3 ;所述片層的密度為0? 8-1. 5g/cm3,優選為 0. 85-0. 98g/cm3 ;優選所述發泡層和所述片層的密度之比為1 :1. 1-20,更優選為1 :1. 2-8。
7. 根據權利要求1-6中任意一項所述的多層板材，其中，所述發泡層和所述片層各自 的層數為多個，且所述發泡層和所述片層交替疊置。
8. 根據權利要求7所述的多層板材，其中，所述發泡層和所述片層各自的層數為4-32 層。
9. 根據權利要求1-8中任意一項所述的多層板材，其中，所述發泡層的厚度為 10-1500 iim，優選為20-500 iim;所述片層的厚度為1-1500 iim，優選為10-500 iim。
10. 根據權利要求1-9中任意一項所述的多層板材，其中，在所述第一聚烯烴樹脂組合 物中，相對於100重量份的所述第一聚烯烴樹脂，所述第一交聯劑的含量為〇. 1-0. 5重量 份，所述發泡劑的含量為〇. 5-2重量份； 在所述第二聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的所述第二聚烯烴樹脂，所述第 二交聯劑的含量為〇. 1-0. 5重量份。
11. 根據權利要求1-10所述的多層板材，其中，所述第一聚烯烴樹脂與所述第二聚烯 烴樹脂相同或不相同，各自為選自低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高 密度聚乙烯、乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、聚丙烯、聚丁烯和乙烯-C4_8烯烴共聚物中的一種或 多種。
12. 根據權利要求1-11中任一項所述的多層板材，其中，所述第一交聯劑和所述第 二交聯劑相同或不相同，各自為選自過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯、二叔丁基過氧化物、 過氧化氫二異丙苯、叔丁基過氧化氫、2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧化己烷、2, 5-二甲 基-2, 5-二叔丁基過氧化已-3-炔、二醯基過氧化物、過氧化二叔丁基、烷基過氧化氫、過氧 化二月桂醯、過氧化甲乙酮和過氧化環己酮中的一種或多種。
13. 根據權利要求1-11中任一項所述的多層板材，其中，所述發泡劑為偶氮二甲醯胺、 偶氮二異丁腈、4, 4-氧代雙苯磺醯肼、甲苯磺醯肼、N，N-二亞硝基五亞甲基四胺、碳酸氫 鈉、碳酸銨、亞硝酸銨中的一種或多種。
14. 根據權利要求1-11中任一項所述的多層板材，其中，所述第一聚烯烴樹脂組合物 和/或所述第二聚烯烴樹脂組合物還含有填料，所述填料為碳酸鈣、滑石、雲母、硫酸鋇、二 氧化矽、矽酸鹽、矽灰石，高嶺土、玻璃纖維、碳纖維或它們的混合物；在所述第一聚烯烴樹 脂組合物或所述第二聚烯烴樹脂組合物中，相對於100重量份的聚烯烴樹脂，填料的含量 為1-50重量份，優選為5-30重量份。
15. -種製備權利要求1-14中任一項所述多層板材的製備方法，該方法主要包括以下 步驟： 將所述第一聚烯烴樹脂組合物和所述第二聚烯烴樹脂組合物分別加入共擠出裝置中 進行共擠出成型，製成包括至少一個由所述第一聚烯烴樹脂組合物形成的發泡層和至少一 個由所述第二聚烯烴樹脂組合物形成的片層。
16. -種製備權利要求1-14中任一項所述多層板材的製備方法，該方法主要包括以下 步驟： (1) 將第一交聯劑、發泡劑和第一聚烯烴樹脂混合，並在所述第一交聯劑的分解溫度以 下且在所述第一聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成含第一交聯劑和發泡劑的 第一聚烯烴母料；將第二聚烯烴樹脂和任選的第二交聯劑混合，並在所述第二交聯劑的分 解溫度以下且在所述第二聚烯烴樹脂的熔點以上進行熔融擠出造粒，製成任選地含第二交 聯劑的第二聚烯烴母料； (2) 將所述第一聚烯烴母料和所述第二聚烯烴母料分別加入共擠出裝置中進行共擠出 成型，製成包括至少一個由所述第一聚烯烴母料形成的發泡層和至少一個由所述第二聚烯 烴母料形成的片層。
17. 權利要求1-14中任一項所述的多層板材作為隔聲降噪材料的應用。
【文檔編號】B32B27/32GK104369492SQ201310357644
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】孫小傑, 吳宏, 梁文斌, 郭少雲 申請人:神華集團有限責任公司, 北京低碳清潔能源研究所