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CN113816765A - 沸石吸音材料及其制备方法和用途 - Google Patents

沸石吸音材料及其制备方法和用途 Download PDF

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CN113816765A CN202111132422.0A CN202111132422A CN113816765A CN 113816765 A CN113816765 A CN 113816765A CN 202111132422 A CN202111132422 A CN 202111132422A CN 113816765 A CN113816765 A CN 113816765A
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sound
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滕超
黄天龙
郑俊文
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Shenzhen Polytechnic
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Shenzhen Polytechnic
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Abstract

本发明提供一种沸石吸音材料,所述沸石吸音材料宏观形貌呈颗粒状,在SEM下对所述沸石吸音材料的微观形貌进行表征,可见具有第一颗粒,所述第一颗粒表面上堆积生长的第二颗粒,所述第一颗粒的粒径为15‑55μm,所述第二颗粒的粒径为25‑545nm。制备的沸石吸音材料保持了完整的宏观形貌,均具有相互交错生长在一起第一颗粒,第一颗粒表面由较小的第二颗粒紧密堆积生长的微观结构,这样的产物具有具有丰富的孔洞结构、较大的比表面积和较宽的孔径范围以及较高的机械强度。

Description

沸石吸音材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种沸石吸音材料及其制备方法和用途。
背景技术
近年,随着穿戴式电子产品的日益轻薄化,传统的吸音材料已不能满足微型扬声器的声学性能调试和校正需求,新型吸音材料不断被开发、尝试。经过验证发现,在扬声器装置后腔中放置多孔性吸音材料,用于增大后腔的虚拟体积,可以有效地改善扬声器装置的声学性能。目前,应用效果较好的新型吸音材料包括天然沸石、活性炭、白炭黑、硅铝比200以上的沸石粉等,或者以上几种材料的混合物。在扬声器应用中,出于可定量性和工艺填充可实施性,需先将以上粉末态吸音材料制备成颗粒。
为了获得适宜形状和尺寸的分子筛,工业上合成的粉末或颗粒状沸石分子筛一般需要加入黏结剂来制备成整体式结构,但黏结剂的加入会覆盖沸石分子筛活性位点,堵塞部分孔道,甚至引发一系列的副反应。
与传统粉末或颗粒状沸石相比,无黏结剂整体式沸石吸音材料具有较好的传质性能、较高的机械强度以及较大的比表面积。
黏结剂的加入会堵塞沸石分子筛孔道、降低比表面积、和孔隙率,最终导致沸石改进扬声器的低频效果变差。同时覆盖其表面改性的活性物质,限制活性组分的含量,此外黏结剂与氧气结合容易引发副反应,迫切需要一种无黏结剂整体式沸石吸音材料来有效地解决这些问题。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足,本发明提供一种沸石吸音材料,所述沸石吸音材料宏观形貌呈颗粒状,在SEM下对所述沸石吸音材料的微观形貌进行表征,可见具有第一颗粒,所述第一颗粒表面上堆积生长的第二颗粒,所述第一颗粒的粒径为0.9-55μm,所述第二颗粒的粒径为5-545nm。
进一步地,上述沸石吸音材料宏观形貌呈圆柱体型、橄榄型、规则球体型中的一种或多种。
进一步地,上述沸石吸音材料具有孔洞结构,所述孔洞结构的孔径为0.05-56μm。
进一步地,制备上述沸石吸音材料的原料包括:按质量份计,9-10份白炭黑、40-45份含硅拟薄水铝石粉、26-30份硅溶胶、1-4份沸石粉与18-21份去离子水。
上述沸石吸音材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将白炭黑、含硅拟薄水铝石、硅溶胶、沸石粉与去离子水混捏制得混合物;
步骤二:将步骤一中制得的混合物混捏挤条制成尺寸均匀的规则颗粒状,干燥后制得预成型的焙烧前驱体;
步骤三:将步骤二中制得的焙烧前驱体在空气气氛下进行焙烧后结晶,制得焙烧后的前驱体;
步骤四:将步骤三中制得的焙烧后的前驱体进行水热晶化处理后制得上述沸石吸音材料。
进一步地,上述步骤一中的沸石粉占焙烧前躯体的质量百分含量为12-15wt%。
进一步地,上述步骤三中的焙烧温度为450-850℃。
进一步地,上述步骤三中的焙烧时间为5-16h。
进一步地,上述步骤四中的焙烧后的前驱体进行水热晶化处理,上述水热晶化处理步骤为:将上述焙烧后的前躯体在含有NaOH和TPABr的溶液中130-250℃的温度下处理2-5天,将制得的产物过滤、洗涤、干燥后在空气气氛、300-600℃的温度下焙烧2-8h,制得上述沸石吸音材料。
上述沸石吸音材料用在扬声器后腔,用于增大后腔的虚拟体积。
本发明所制备的沸石吸音材料保持了完整的宏观形貌,通过SEM对微观形貌进行了表征,对于水热晶化法制备的样品,均具有相互交错生长在一起第一颗粒,第一颗粒表面由较小的第二颗粒紧密堆积生长的结构,这样的产物具有具有丰富的孔洞结构、较大的比表面积和较宽的孔径范围以及较高的机械强度,还提供了一种制备方法,相较于现有技术更加简单,且无需黏结剂的使用,具有较好的吸音性能、较高的机械强度以及较大的比表面积。
附图说明
图1沸石吸音材料微观形貌的结构示意图;
1、第一颗粒;2、第二颗粒。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
本发明的技术解决措施如下:
一种沸石吸音材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:将白炭黑、含硅拟薄水铝石、硅溶胶、沸石粉与去离子水混捏制得混合物;
按质量份计,将9-10份白炭黑、40-45份含硅拟薄水铝石粉、26-30份硅溶胶、1-4份沸石粉与18-21份去离子水,混捏制得混合物。上述颗粒状呈圆柱体型、橄榄型、规则球体型中的一种或多种,优选为圆柱体型。
其中,上述白炭黑型号为10279-57-9,含硅拟薄水铝石粉型号为YN-102D,硅溶胶型号为GTS-9728,沸石粉型号:HZSM-5沸石粉,100目粉状,预混料专用。
上述步骤一中的含硅拟薄水铝石中SiO2的质量百分含量为26wt%,水的质量百分含量为30wt%,硅溶胶中SiO2的质量百分含量为40wt%,沸石粉为HZSM-5沸石粉,上述沸石粉占焙烧前躯体的质量百分含量为12-15wt%。
步骤二,将步骤一中制得的混合物混捏挤条制成尺寸为1-3.5mm的椭球状颗粒,干燥后制得预成型的焙烧前驱体;
其中,将制得的混合物放入烘箱中45-85℃的温度下干燥15-64h,即焙烧前的前驱体。
步骤三,将步骤二中制得的焙烧前驱体在空气气氛下进行焙烧后结晶,制得焙烧后的前驱体;
其中,将上述预成型的焙烧前驱体放入高温反应釜中,在空气氛下、450-850℃的温度下焙烧5-16h,制得焙烧后的前躯体。
步骤四,将步骤三中制得的焙烧后的前驱体进行水热晶化处理后制得上述沸石吸音材料;
将上述焙烧后的前躯体进行转化,通过水热晶化法的方法进行,将上述焙烧后的前躯体在含有NaOH和TPABr的溶液中130-240℃的温度下处理2-5天,将制得的产物过滤、洗涤、干燥后放入高温反应釜中,在空气气氛下、300-600℃的温度下焙烧2-8h,制得最终的产物,即沸石吸音材料。
制得最终的产物,上述沸石吸音材料宏观下可测得其为0.2-0.5mm的圆柱体。
进一步地,在SEM下对上述沸石吸音材料的微观形貌进行表征,所述沸石吸音材料的微观形貌结构示意图如附图1所示,可见第一颗粒1,第一颗粒1表面上堆积生长的第二颗粒2,上述第一颗粒1的粒径为15-55μm,上述第二颗粒2的粒径为25-545nm。具体的,所述的沸石吸音材料的前驱体经过焙烧、水热晶化处理后形成了粒径较大的第一颗粒1和粒径较小的第二颗粒2,所述粒径较小的第二颗粒2附着在粒径较大的第一颗粒1的表面上,形成特殊的堆积结构。实际中相邻的第一颗粒1之间呈现相互交错生长的位置关系,第二颗粒2呈紧密堆积的状态附着在第一颗粒1表面上,或第二颗粒2作为架桥,起到类似胶黏的作用,将相邻的第一颗粒1之间连接起来,构成整体材料,附图1中为了描述第一颗粒1与第二颗粒2之间的位置和大小的关系,没有体现出第一颗粒1之间的位置关系以及第二颗粒2的紧密堆积的关系。
进一步地,当第一颗粒1的粒径低于15μm时,减少了第二颗粒2的生长附着点,进而使得小孔径的空间减少,当第一颗粒1的粒径超过55μm,占有的体积越大,比表面积较少,使得吸音材料的吸音系数降低,当第二颗粒2的粒径低于25nm时,粒径较低会影响吸音材料的机械性能,当第二颗粒2的粒径超过545nm,接近第一颗粒1的大小,使得第一颗粒1生长位点减少,使得第一颗粒1之间难以形成交错生长的关系,且第一颗粒1上难以附着第二颗粒2,导致吸音性能下降,粒径过大过小都会影响吸音材料的吸音性能,因此需要一定范围粒径大小的颗粒沸石。
不同的第一颗粒1之间、不同的第二颗粒2之间,以及第一颗粒1和第二颗粒2之间相互连接且形成丰富的孔洞结构,上述沸石吸音材料的孔隙率为30-55%,进一步地,丰富的孔洞结构具有较宽的孔径范围,上述沸石吸音材料的孔径大小为0.05-56μm,进一步地,丰富的孔洞结构使得上述沸石吸音材料具有较大的比表面积,其为比表面积为230-850m2g-1。进一步地,上述沸石吸音材料具有较高的机械强度,其机械强度为430-840kPa。
通过本发明所述方法制备无黏结剂的高比表面积的沸石吸音材料用作扬声器后腔填料,增加沸石吸音材料的比表面积、孔隙率、增加扬声器低频效应。通过对沸石吸音材料水热晶化重结晶处理,消除极性缺陷,增大机械强度,减少沸石吸音材料颗粒在扬声器产品应用过程中对异类分子的吸附,从而控制沸石颗粒吸音效果。通过对焙烧的温度控制,可以得到无黏结剂的分级多孔沸石,能够对空气具有更好的吸附和脱附的效果,使得扬声器的低频音效更好。
可见采用水热晶化法制备可以成功制备制得具有如此形貌的沸石吸音材料,上述具有丰富的孔洞结构、较大的比表面积和较宽泛的范围以及较高的机械强度。
通过具体的实施例进行进一步说明:
实施例1:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A1。
实施例2:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A2。
实施例3:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉,水质量百分含量30wt%、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于850℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A3。
实施例4:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉27.8份硅溶胶、1.4份HZSM-5沸石粉与20.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A4。
实施例5:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、3.4份HZSM-5沸石粉与18.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A5。
实施例6:
按质量份计,将9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.7份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A6。
实施例7:
按质量份计,将9份白炭黑、45份含硅拟薄水铝石粉、26份硅溶胶、2份HZSM-5沸石粉与18份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A7。
实施例8:
按质量份计,将9份白炭黑、40.6份含硅拟薄水铝石粉、30份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与18份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于650℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A8。
实施例9:
按质量份计,将9.1份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、4份HZSM-5沸石粉与19份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料A9。
对比例1:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B1。
对比例2:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于200℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B2。
对比例3:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于1000℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B3。
对比例4:
按质量份计,将9.9份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、3份黏结剂、2.4份HZSM-5沸石粉与16.8份的聚氨酯悬浮液作为有黏结剂,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B4。
对比例5:
按质量份计,将11.3份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、1份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B5。
对比例6:
按质量份计,将6.3份白炭黑、40.1份含硅拟薄水铝石粉、27.8份硅溶胶、6份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B6。
对比例7:
按质量份计,将9.9份白炭黑、30份含硅拟薄水铝石粉、37.9份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B7。
对比例8:
按质量份计,将9.9份白炭黑、50份含硅拟薄水铝石粉、17.9份硅溶胶、2.4份HZSM-5沸石粉与19.8份去离子水,进行混捏、挤条,制得2mm的圆柱体状混合物,放入烘箱中76℃的温度干燥24h制得直径1.5mm的圆柱状前驱体,即焙烧前的前驱体,将制得焙烧前的前躯体在空气气氛中于450℃焙烧5h制得焙烧后的前躯体,焙烧后的前躯体通过水热晶化法的方法进行转化,在含有NaOH和TPABr的溶液中160℃温度下处理3天,再将制得的产物洗涤、干燥后在空气气氛中450℃焙烧4h,制得最终的产物,记为沸石吸音材料B8。
测试方法:
1、微观形貌观测,通过SEM观测颗粒粒径;
2、比表面积测定使用SORPTOMATIC型比表面积测试仪;
3、机械强度测定使用XP型纳米压痕硬度计;
4、孔径大小测定使用SORPTOMATIC型孔径分析仪;
5、宏观形貌,并观察最终产物是否具有完整的形态:
优:产物95%以上保持了完整圆柱体结构;
中:产物75%以上保持了完整圆柱体结构;
差:产物50%以上保持了完整圆柱体结构;
6、吸音性能:
本实验中对样品吸音性能的测试采用北京声望公司的SW系列阻抗管测试系统,实验中所采用的阻抗管的型号为SW422、SW477。
某种材料或结构的吸声能力大小采用吸声系数α表达。吸声系数α等于被材料吸收的声能(包括透射声能在内)与入射到材料的总声能之比,即
Figure BDA0003278601020000091
E—入射到材料的总声能(J);Ea—材料吸收的声能(J);Et—透过材料的声能(J)。吸声系数越大,吸音能力越强。
实验结果如表1所述:
表1
Figure BDA0003278601020000092
Figure BDA0003278601020000101
根据上述实验数据可知,本发明所制备的沸石吸音材料,如实施例1-9所述,均保持了完整的宏观形貌,通过SEM对微观形貌进行了表征,对于水热晶化法制备的样品,均具有相互交错生长在一起第一颗粒,第一颗粒表面由较小的第二颗粒紧密堆积生长的结构,这样的产物具有具有丰富的孔洞结构、较大的比表面积和较宽的孔径范围以及较高的机械强度。对比例没有使用水热晶化法制备的样品虽然也有相应的结构,但是第一颗粒粒径较小,机械强度较低,导致吸音性能较差,对比例2-3可知,焙烧温度过低或过高均会引起粒径分布较窄,且无法保持丰富孔径结构,导致吸音性能较差,对比例4为使用了黏结剂的方案,虽然具有优异的宏观颗粒,但是其粒径过大已经无法形成小颗粒堆积形成大颗粒这样的结构,且黏结剂的使用会导致胶黏剂会导致颗粒表面的孔道被堵塞,孔隙率和比表面积降低,从而吸声性能的下降,对比例6中,白炭黑含量过低,沸石粉含量较多,导致最终颗粒粒径较小,同样已经无法形成小颗粒堆积形成大颗粒这样的结构吸声性能不足,同时机械性能较差,对比例7-8中,含硅拟薄水铝石粉与硅溶胶的含量过低或过高,最终均无法保持良好的宏观形貌,且吸音性能无法满足需求。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种沸石吸音材料,其特征在于,所述沸石吸音材料宏观形貌呈颗粒状,在SEM下对所述沸石吸音材料的微观形貌进行表征,可见具有第一颗粒,所述第一颗粒表面上堆积生长的第二颗粒,所述第一颗粒的粒径为15-55μm,所述第二颗粒的粒径为25-545nm。
2.根据权利要求1所述的沸石吸音材料,其特征在于,所述沸石吸音材料宏观形貌呈圆柱体型、橄榄型、规则球体型中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的沸石吸音材料,其特征在于,所述沸石吸音材料具有孔洞结构,所述孔洞结构的孔径为0.05-56μm。
4.根据权利要求1所述的沸石吸音材料,其特征在于,制备所述沸石吸音材料的原料包括:按质量份计,9-10份白炭黑、40-45份含硅拟薄水铝石粉、26-30份硅溶胶、1-4份沸石粉与18-21份去离子水。
5.如权利要求1-4任一项所述的沸石吸音材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将白炭黑、含硅拟薄水铝石、硅溶胶、沸石粉与去离子水混捏制得混合物;
步骤二:将步骤一中制得的混合物混捏挤条制成尺寸均匀的规则颗粒状,干燥后制得预成型的焙烧前驱体;
步骤三:将步骤二中制得的焙烧前驱体在空气气氛下进行焙烧后结晶,制得焙烧后的前驱体;
步骤四:将步骤三中制得的焙烧后的前驱体进行水热晶化处理后制得所述沸石吸音材料。
6.根据权利要求5所述沸石吸音材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中的沸石粉占焙烧前躯体的质量百分含量为12-15wt%。
7.根据权利要求5所述的沸石吸音材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中的焙烧温度为450-850℃。
8.根据权利要求5所述的沸石吸音材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中的焙烧时间为5-16h。
9.根据权利要求5所述的沸石吸音材料的制备方法,其特征在于,所述步骤四中的焙烧后的前驱体进行水热晶化处理,所述水热晶化处理步骤为:将所述焙烧后的前躯体在含有NaOH和TPABr的溶液中130-250℃的温度下处理2-5天,将制得的产物过滤、洗涤、干燥后在空气气氛、300-600℃的温度下焙烧2-8h,制得所述沸石吸音材料。
10.如权利要求1-4任一项所述的沸石吸音材料的用途,其特征在于,用在扬声器后腔,用于增大后腔的虚拟体积。
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