一種利用靜電紡絲法製備沸石‑碳複合纖維吸音材料的方法與流程

2023-12-09 17:30:31

技術領域：

本發明涉及揚聲器吸音材料的製備領域，特別是涉及一種利用靜電紡絲法製備沸石-碳複合纖維吸音材料的方法。

背景技術：
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隨著可穿戴電子產品的趨於輕薄化的發展，傳統的揚聲器吸音材料不足以滿足輕薄化的微型揚聲器的需求，迫切需要尋找更加優異的吸音材料來提升微型揚聲器的音質。其中沸石材料就是近幾年被人們認為是最有前途的揚聲器吸音材料之一，但人造沸石通常為粉末狀，不能直接用於揚聲器中，需要通過一定的工藝製成穩定的大小和形狀，填充於揚聲器模組中，目前傳統的沸石成型工藝都存在因添加輔料和助劑導致沸石表面堵孔而吸音效果不佳的問題。因此，有必要改進現有的沸石成型工藝，以提高沸石吸音材料的吸音效果。

技術實現要素：
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本發明是針對現有技術的不足之處，提供一種利用靜電紡絲法製備沸石-碳複合纖維吸音材料的方法，能夠將沸石顆粒均勻鑲嵌在多孔的碳纖維中，該複合材料為纖維交織的三維網狀結構，具有較好的吸音效果。

本發明的技術解決措施如下：

一種利用靜電紡絲法製備沸石-碳複合纖維吸音材料的方法，包括如下步驟：

(1)將聚丙烯腈和聚丙烯酸酯加入n,n-二甲基甲醯胺中，攪拌得到溶液；

(2)將沸石原粉分散於有機溶劑中，得到沸石懸浮液；

(3)將溶液與沸石懸浮液按比例混合，得到混合液；

(4)將上述混合液轉移至注射器中，以恆定的推進速度0.1mm/s注射至接收槽中，在注射器與接收槽之間施加10-20kv的高壓靜電場，得到電紡絲薄膜材料；

(5)將上述電紡絲薄膜在氮氣氣氛下，先在250℃下煅燒5h然後升溫至700℃繼續煅燒1h，該過程中聚丙烯腈碳化，聚丙烯酸酯熱解形成多孔結構，從而得到沸石-碳複合纖維吸音材料。

作為優選，所述步驟(1)的溶液中聚丙烯腈在溶液中的質量百分比為5％-10％，聚丙烯酸酯在溶液中的質量百分比為4％-8％。

作為優選，所述步驟(2)中，有機溶劑為無水乙醇，沸石原粉佔沸石懸浮液的質量百分比為50％。

作為優選，所述步驟(3)中，沸石懸浮液佔混合液總質量的比例為20％-50％。

本發明的有益效果在於：

本發明製備方法工藝簡單，反應條件易控制，能夠將沸石顆粒均勻鑲嵌在多孔的碳纖維中，該複合材料為纖維交織的三維網狀結構，無需粘結劑便可以作為吸音材料用於揚聲器中，具有較好的吸音效果和穩定性，應用前景十分光明。

具體實施方式：

實施例1，一種利用靜電紡絲法製備沸石-碳複合纖維吸音材料的方法，包括如下步驟：

(1)將聚丙烯腈和聚丙烯酸酯加入n,n-二甲基甲醯胺中，攪拌得到溶液，聚丙烯腈在溶液中的質量百分比為5％，聚丙烯酸酯在溶液中的質量百分比為4％；

(2)將沸石原粉分散於無水乙醇中，得到沸石懸浮液，沸石原粉佔沸石懸浮液的質量百分比為50％；

(3)將溶液與沸石懸浮液按比例混合，得到混合液，沸石懸浮液佔混合液總質量的比例為20％；

(4)將上述混合液轉移至注射器中，以恆定的推進速度0.1mm/s注射至接收槽中，在注射器與接收槽之間施加10kv的高壓靜電場，得到電紡絲薄膜材料；

(5)將上述電紡絲薄膜在氮氣氣氛下，先在250℃下煅燒5h然後升溫至700℃繼續煅燒1h，該過程中聚丙烯腈碳化，聚丙烯酸酯熱解形成多孔結構，從而得到沸石-碳複合纖維吸音材料。

實施例1製得的沸石-碳複合纖維吸音材料的比表面積為550m2/g，孔隙率為58％。

實施例2，一種利用靜電紡絲法製備沸石-碳複合纖維吸音材料的方法，包括如下步驟：

(1)將聚丙烯腈和聚丙烯酸酯加入n,n-二甲基甲醯胺中，攪拌得到溶液，聚丙烯腈在溶液中的質量百分比為10％，聚丙烯酸酯在溶液中的質量百分比為8％；

(2)將沸石原粉分散於無水乙醇中，得到沸石懸浮液，沸石原粉佔沸石懸浮液的質量百分比為50％；

(3)將溶液與沸石懸浮液按比例混合，得到混合液，沸石懸浮液佔混合液總質量的比例為50％；

(4)將上述混合液轉移至注射器中，以恆定的推進速度0.1mm/s注射至接收槽中，在注射器與接收槽之間施加20kv的高壓靜電場，得到電紡絲薄膜材料；

(5)將上述電紡絲薄膜在氮氣氣氛下，先在250℃下煅燒5h然後升溫至700℃繼續煅燒1h，該過程中聚丙烯腈碳化，聚丙烯酸酯熱解形成多孔結構，從而得到沸石-碳複合纖維吸音材料。

實施例2製得的沸石-碳複合纖維吸音材料的比表面積為620m2/g，孔隙率為62％。

上述實施例是對本發明進行的具體描述，只是對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限定，本領域的技術人員根據上述發明的內容作出一些非本質的改進和調整均落入本發明的保護範圍之內。