一種輕質柔性降噪非織造複合材料及製備方法與應用的製作方法
2023-10-10 07:39:49 3
專利名稱：一種輕質柔性降噪非織造複合材料及製備方法與應用的製作方法
技術領域：
本發明屬農、輕、紡領域，具體說是一種輕質柔性降噪非織造複合材料及生產方法，該材料可在建築、工廠、家庭裝修、家電領域做降噪材料使用。
背景技術：
隨著近代工業和交通運輸業的發展，噪聲已成為危害人身健康和汙染環境的主要因素，它和空氣汙染、水質汙染並列為當代三個主要汙染源。而且噪聲是受到人們抱怨和控告最多的汙染源，已成為當今世界性的大問題，被列為國際公害之一。 噪聲的危害是多方面的，概括起來可分為兩方面。一是噪聲對人體的危害，強噪聲能引起人們的耳聾及誘發出多種疾病。如作用於人的中樞神經系統，使人的基本生理過程——大腦皮層的興奮與抑制失調，導致頭疼、腦脹、昏暈、耳鳴、多夢等症狀。噪聲極易影響人的情緒，使勞動生產率降低，甚至引起死亡事故。二是噪聲破壞設備建築物等。大功率噪聲會影響儀器設備的正常運行和損壞建築物，如使儀器讀數不準、失靈，金屬材料因聲疲勞而破壞，強烈噪聲引起的衝擊波能使樓房等建築物損壞。如何減少噪聲的危害已成為目前一項迫切的任務。縱觀國內外徵噪聲控制方面所作的工作，可以看到，噪聲控制主要從兩方面入手。一是對噪聲源進行治理，即將發聲大的設備改造成發聲小或者不發聲的設備，這是最積極最徹底的措施。但有些發聲源是無法控制的。二是在傳播途徑上降噪，主要是開發、研製各種降噪材料及其結構。近年來，聲學和材料專家不斷推出新型降噪材料。為了滿足不同環境條件下的使用，提高降噪效果，仍需大力開發降噪新材料。本發明結合吸聲與隔聲相結合的降噪原理，可使材料降噪效果顯著提高。吸聲原理當聲波入射到一些多孔、透氣或纖維性的材料時，聲波則會進入材料從而激起材料空隙中的空氣和纖維發生振動，由於摩擦和粘滯阻力以及纖維的導熱性能，一部分聲能轉化為熱能而耗散掉，從而減弱了反射聲，使總的噪聲降低，這時人們聽到的主要為直達聲。利用這種措施來降低噪聲的方法通常稱為「吸聲」。按物理性能和吸聲方式，吸聲可分為多孔材料吸聲和共振結構吸聲兩大類。前者以吸收高頻為主，後者以吸收低頻為主。隔聲原理噪聲在傳播中如遇到一個邊界很大的屏障時，會有一部分聲能被屏障吸收，一部分聲能被反射，其餘部分則透過屏障。欲使單層隔聲介質在低頻率範圍內有較高的隔聲量，勢必要大大增加介質的面密度，這樣會使實際構件既笨重又浪費。如果我們改變結構，將單層介質改為雙層介質，層與層之間有空氣層或吸聲材料加以分開，隔聲效果會有顯著提高，一般可使隔聲量增加5-10dB。
發明內容
本發明目的在於提供一種柔性、輕質、阻燃、降噪效果優良的降噪材料以及其製備方法，克服了目前現有降噪材料降噪效果較差，易燃的缺點。為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決一種輕質柔性降噪非織造複合材料，該複合材料包括至少一層的隔聲材料層、至少兩層吸聲非織造布層，隔聲材料層、吸聲非織造布層交替疊加，隔聲材料層和吸聲非織造布層之間通過粘合劑粘合，複合材料厚度為I. 4-10_。作為優選，所述的隔聲材料層的製備方法如下選擇鉛粉、浙青、阻燃劑為原料，按質量百分比計鉛粉質量比為50-75%，浙青質量比為20-40%，阻燃劑質量比為5-10% ;將上述材料經混料機充分混合後送入擠壓機擠壓成型。具體的，該隔聲材料層為採用螺杆擠壓機擠壓法生產的一種複合材料，單層厚度為O. 6-1. 5mm。其工藝路線為配料一混煉一擠出一機頭成型一棍壓一冷卻一成卷。作為優選，所述的吸聲非織造布層的製備方法如下採用阻燃中空滌綸短纖維為原料，在幹法成網針刺加固非織造生產線上生產加工，其工藝路線為纖維準備-機械梳理成網-針刺加固-成卷，其成網面密度為300-1000g/ m2，針刺密度為1000-2000刺/cm2，針刺深度為7-10mm，最終成品非織造布厚度為O. 6-1. 5mm，孔隙率為O. 6-3. 2%。作為優選，所述的粘合劑為丁二烯-丙烯腈共聚乳液。作為優選，所述的降噪非織造複合材料平均面密度為2. 6-13 kg/m2。作為優選，所述的吸聲非織造布層的孔隙率為O. 6-3. 2%。上述輕質柔性降噪非織造複合材料的製備方法如下
將吸聲非織造布、隔聲層至少兩層進行交疊複合，吸聲非織造布、隔聲層之間通過丁二烯-丙烯腈共聚乳液粘合，粘合工藝路線為噴膠-固化-成卷，噴膠量為300g/m2，固化加壓為IMPa，固化時間為2小時。該複合材料主要應用於建築、工廠、家庭裝修、家電領域作為降噪材料使用。本發明原理如下結合吸聲與隔聲相結合的降噪原理，可使材料降噪效果顯著提高。聲波在經過一些多孔、透氣或纖維性的材料時，聲波則會進入材料從而激起材料空隙中的空氣和纖維發生振動，由於摩擦和粘滯阻力以及纖維的導熱性能，一部分聲能轉化為熱能而耗散掉，從而減弱了反射聲，使總的噪聲降低，這時人們聽到的主要為直達聲。利用這種措施來降低噪聲的方法通常稱為「吸聲」。按物理性能和吸聲方式，吸聲可分為多孔材料吸聲和共振結構吸聲兩大類。前者以吸收高頻為主，後者以吸收低頻為主。當噪聲在傳播中如遇到一個邊界很大的屏障時，會有一部分聲能被屏障吸收，一部分聲能被反射，其餘部分則透過屏障。欲使單層隔聲介質在低頻率範圍內有較高的隔聲量，勢必要大大增加介質的面密度，這樣會使實際構件既笨重又浪費。如果我們改變結構，將單層介質改為雙層介質，層與層之間有空氣層或吸聲材料加以分開，隔聲效果會有顯著提高，一般可使隔聲量增加5-10dB。將吸聲層與隔聲層結合在一起，就能更加有效地降低噪聲。本發明由於採用了以上技術方案，具有顯著的技術效果
本發明與以往降噪材料不同，採用吸聲與隔聲相結合的原理分別製造隔聲材料層與吸聲材料層，然後將兩種材料層至少兩層經粘合劑粘合，使得材料既柔軟可摺疊彎曲，而且降噪效果優良，整體材料質量輕、可任意剪裁，具有很好的應用效果與前景。
圖I為本發明實施例I在同濟大學聲學實驗室測得的各頻段隔聲值。
具體實施例方式下面結合附圖I與實施例對本發明作進一步詳細描述
實施例I
一種降噪非織造複合材料的製備方法，包括如下步驟和工藝條件
(I)吸聲非織造布的製備採用阻燃中空滌綸短纖維(I. 4DX51mm,浙江華順滌綸工業有限公司)為原料，在幹法成網針刺加固非織造生產線上生產加工，其工藝路線為纖維準備-機械梳理成網-針刺加固-成卷。其成網面密度為800g/ m2,針刺密度為1500刺/cm2，針刺深度為9mm，最終成品非織造布厚度為O. 65mm，孔隙率為2. 2%。 (2)隔聲層的製備選擇鉛粉(Pb彡99.5，-200浙江寧波市宏偉商貿集團有限公司)、改性浙青(溫州國鑫浙青有限公司)、阻燃劑(WSFR-TDCPP，浙江萬盛股份有限公司)等材料經螺杆擠壓機擠出成型，按質量百分比計，鉛粉質量比為55%，浙青質量比為35%，阻燃劑質量比為10%，將上述材料經混料機充分混合後送入擠壓機擠壓成型，其工藝路線為配料一混煉一擠出一機頭成型一棍壓一冷卻一成卷，最終隔聲層厚度為I. 2mm。(3)吸聲非織造布與隔聲層的複合將吸聲非織造布-隔聲層-吸聲非織造布進行交疊複合。粘合工藝路線為噴膠-固化-成卷，粘合劑選用丁二烯-丙烯腈共聚乳液，噴膠量為250g/m2，固化加壓為O. 5MPa，固化時間為2. 5小時。本例製備的降噪非織造複合材料使用三層複合，中間層為隔聲層，隔聲層兩面粘合吸聲非織造布層，總體厚度為2. 5mm,面密度為2. 8kg/m2。經檢測，本例降噪非織造複合材料的隔聲加權值為20dB。測試在上海同濟大學實驗室進行，測試方法為在兩個鄰近的房間內進行，聲源用窄帶噪聲。採用中心頻率為100，125，160,200,250,320,400,500,640,800,1000，1250，1600,2000,2500,3200,4000Hzl7 個
1/3倍頻帶噪聲信號。本例複合材料的各頻段隔聲值如圖I所示。從圖中可以看出本複合材料具有良好的隔聲性能。特別是對高頻率的噪聲有更好的隔聲性。通過本實施案例得到的複合材料具有全聲頻範圍內的優良降噪效果，比目前市場上的輕質降噪材料隔聲量高得多，還具有阻燃、柔軟、可任意剪裁等特點，具有很好的應用前景。實施例2
一種降噪非織造複合材料的製備方法，包括如下步驟和工藝條件
Cl)吸聲非織造布的製備採用阻燃中空滌綸短纖維(I. 4DX51mm，浙江華順滌綸工業有限公司)為原料，在幹法成網針刺加固非織造生產線上生產加工，其工藝路線為纖維準備-機械梳理成網-針刺加固-成卷。其成網面密度為IOOOg/ m2,針刺密度為2000刺/cm2，針刺深度為10mm，最終成品非織造布厚度為O. 55mm，孔隙率為I. 2%。(2)隔聲層的製備選擇鉛粉(Pb彡99.5，-200浙江寧波市宏偉商貿集團有限公司)、改性浙青(溫州國鑫浙青有限公司)、阻燃劑(WSFR-TDCPP，浙江萬盛股份有限公司)等材料經螺杆擠壓機擠出成型，按質量百分比計，鉛粉質量比為75%，浙青質量比為20%，阻燃劑質量比為5%，將上述材料經混料機充分混合後送入擠壓機擠壓成型，其工藝路線為配料一混煉一擠出一機頭成型一棍壓一冷卻一成卷，最終隔聲層厚度為I. 3mm。(3)吸聲非織造布與隔聲層的複合將吸聲非織造布-隔聲層-吸聲非織造布進行交疊複合。粘合工藝路線為噴膠-固化-成卷，粘合劑選用丁二烯-丙烯腈共聚乳液，噴膠量為300g/m2，固化加壓為IMPa，固化時間為2小時。本例製備的降噪非織造複合材料使用四層複合，依次為吸聲非織造布層-隔聲材料層-吸聲材料層-隔聲材料層，總體厚度為3. 8mm,面密度為4. 8kg/m2。經檢測，本例降噪非織造複合材料的加權隔聲值為25dB。實施例3
一種降噪非織造複合材料的製備方法，包括如下步驟和工藝條件
Cl)吸聲非織造布的製備採用阻燃中空滌綸短纖維(I. 4DX51mm，浙江華順滌綸工業 有限公司)為原料，在幹法成網針刺加固非織造生產線上生產加工，其工藝路線為纖維準備-機械梳理成網-針刺加固-成卷。其成網面密度為300g/ m2,針刺密度為1000刺/cm2，針刺深度為7mm，最終成品非織造布厚度為I. 5mm，孔隙率為I. 2%。(2)隔聲層的製備選擇鉛粉(Pb彡99. 5，-200浙江寧波市宏偉商貿集團有限公司)、改性浙青(溫州國鑫浙青有限公司)、阻燃劑(WSFR-TDCPP，浙江萬盛股份有限公司)等材料經螺杆擠壓機擠出成型，按質量百分比計，鉛粉質量比為50%，浙青質量比為40%，阻燃劑質量比為10%，將上述材料經混料機充分混合後送入擠壓機擠壓成型，其工藝路線為配料一混煉一擠出一機頭成型一棍壓一冷卻一成卷，最終隔聲層厚度為I. 1mm。(3)吸聲非織造布與隔聲層的複合將吸聲非織造布-隔聲層-吸聲非織造布進行交疊複合。粘合工藝路線為噴膠-固化-成卷，粘合劑選用丁二烯-丙烯腈共聚乳液，噴膠量為200g/m2，固化加壓為O. 8MPa，固化時間為2. 5小時。本例製備的降噪非織造複合材料使用五層複合，依次為吸聲非織造布層-隔聲材料層-吸聲材料層-隔聲材料層-吸聲非織造布層，總體厚度為6. 8mm,面密度為6. 8kg/m2。經檢測，本例降噪非織造複合材料的加權隔聲值為24dB。本例複合材料由於隔聲層鉛粉比例較低，雖然厚度達6. 8mm，但平均計權隔聲量也只有24dB，但比其它輕質降噪材料已經好了很多。總之，以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的複合材料包括至少一層的隔聲材料層、至少兩層吸聲非織造布層，隔聲材料層、吸聲非織造布層交替疊加，隔聲材料層和吸聲非織造布層之間通過粘合劑粘合，複合材料厚度為I. 4-10_。
2.根據權利要求I所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的隔聲材料層的製備方法如下選擇鉛粉、浙青、阻燃劑為原料，按質量百分比計鉛粉質量比為50-75%，浙青質量比為20-40%，阻燃劑質量比為5-10% ;將上述材料經混料機充分混合後送入擠壓機擠壓成型。
3.根據權利要求I所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的吸聲非織造布層的製備方法如下採用阻燃中空滌綸短纖維為原料，在幹法成網針刺加固非織造生產線上生產加工，其工藝路線為纖維準備-機械梳理成網-針刺加固-成卷，其成網面密度為300-1000g/ m2，針刺密度為1000-2000刺/cm2，針刺深度為7_10mm，最終成品非織造布厚度為O. 6-1. 5mm，孔隙率為O. 6-3. 2%。
4.根據權利要求I所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的粘合劑為丁二烯-丙烯腈共聚乳液。
5.根據權利要求I所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的降噪非織造複合材料平均面密度為2. 6-13 kg/m2。
6.根據權利要求I或3所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料，其特徵在於所述的吸聲非織造布層的孔隙率為O. 6-3. 2%。
7.根據權利要求1-6任一所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料的製備方法，其特徵在於，方法如下 將吸聲非織造布、隔聲層至少兩層進行交疊複合，吸聲非織造布、隔聲層之間通過丁二烯-丙烯腈共聚乳液粘合，粘合工藝路線為噴膠-固化-成卷，噴膠量為300g/m2，固化加壓為IMPa，固化時間為2小時。
8.根據權利要求1-6任一所述的一種輕質柔性降噪非織造複合材料的應用，其特徵在於該複合材料主要應用於建築、工廠、家庭裝修、家電領域作為降噪材料使用。
全文摘要
本發明屬農、輕、紡領域，具體說是一種輕質柔性降噪非織造複合材料及生產方法，該材料可在建築、工廠、家庭裝修、家電領域做降噪材料使用。複合材料包括至少一層的隔聲材料層、至少兩層吸聲非織造布層，隔聲材料層、吸聲非織造布層交替疊加，隔聲材料層和吸聲非織造布層之間通過粘合劑粘合，複合材料厚度為1.4-10mm。本發明與以往降噪材料不同，採用吸聲與隔聲相結合的原理分別製造隔聲材料層與吸聲材料層，然後將兩種材料層至少兩層經粘合劑粘合，使得材料既柔軟可摺疊彎曲，而且降噪效果優良，整體材料質量輕、可任意剪裁，具有很好的應用效果與前景。
文檔編號B32B37/12GK102658683SQ201210125619
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者羅以喜 申請人:紹興文理學院