一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料及其制造方法。所述材料由中空短纖非織造材料及HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料復(fù)合而成。制造方法為：將HXNBR與中空滌綸短纖在雙輥開煉機上混煉；然后將HXNBR/中空滌綸短纖混合體鋪放在特定的模具中，模具上下以鋼板夾持，且在模具與鋼板之間放有一層防粘耐高溫PET膜，制得HXNBR/滌綸中空短纖復(fù)合材料；將該復(fù)合材料放入烘箱，使材料軟化；先在一層復(fù)合材料上放置中空短纖非織造材料，再于中空短纖非織造材料上放置一層該復(fù)合材料，即得三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料。本發(fā)明制作方法簡單，材料輕薄，所制材料厚度和性能可根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)整，以滿足相應(yīng)頻率范圍的需要。
【專利說明】一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于吸聲材料及其制備、應(yīng)用工程領(lǐng)域，特別涉及一種三明治結(jié)構(gòu)層合中 低頻吸聲材料與結(jié)構(gòu)及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的降噪吸聲材料中，為了實現(xiàn)在中低頻具有較好的吸聲性能，需要采取一定 的措施來實現(xiàn)，如可以采取增加多孔性材料的厚度、在多孔性材料背后留有一定深度的空 腔、采取穿孔技術(shù)等，這些技術(shù)在實施中往往導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、材料厚度很厚或是技 術(shù)方案較復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制取方法簡單、結(jié)構(gòu)簡單且材料輕薄在中 低頻吸聲性能良好的吸聲材料及其制取方法顯得十分必要。
[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料，其特征 在于，所述材料由中間層的中空短纖非織造材料及上下層的HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材 料復(fù)合而成。
[0005] 優(yōu)選地，所述HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料的厚度為1?3_，其中HXNBR的重量 百分比為90%?50%，中空滌綸短纖的重量百分比為10%?50%。
[0006] 優(yōu)選地，所述中空滌綸短纖可采用單孔或四孔。
[0007] 優(yōu)選地，所述中空短纖非織造材料以中空滌綸短纖為纖維原料制成，加工方法采 用針刺法，中空短纖非織造材料的厚度為1?10mm。
[0008] 本發(fā)明還提供了上述三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料的制造方法，其特征在于， 具體包括以下步驟：
[0009] 步驟1):按重量百分比加入90 %?50 %的HXNBR在雙輥開煉機上在輥溫為 30°C ±5°C下混煉5?10分鐘，再加入10%?50%的中空滌綸短纖，混煉30?40分鐘至 均勻，得到HXNBR/中空滌綸短纖混合體；
[0010] 步驟2):將HXNBR/中空滌綸短纖混合體鋪放在特定的模具中，模具上下以鋼板夾 持，且在模具與鋼板之間放有一層防粘耐高溫PET膜，然后將裝好的鋼板放入平板硫化機， 在120?140°C泄壓狀態(tài)下預(yù)熱5?10分鐘，然后調(diào)節(jié)氣壓至10?20MPa，在120?140°C 下壓制15?20分鐘，泄壓，取出鋼板，冷卻脫模即得具有一定厚度的HXNBR/滌綸中空短纖 復(fù)合材料；
[0011] 步驟3):將HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料再次放入模具中，放入烘箱，在90? KKTC下放置5?10分鐘使材料軟化但材料厚度及形態(tài)不變，取出材料，先在一層HXNBR/ 中空滌綸短纖復(fù)合材料上放置中空短纖非織造材料，然后將不銹鋼平板置于其上輕壓3? 5分鐘，使兩層材料粘合牢固，再于中空短纖非織造材料上放置一層HXNBR/中空滌綸短纖 復(fù)合材料，同樣以不銹鋼平板輕壓3?5分鐘，使材料之間粘合牢固，即得三明治結(jié)構(gòu)層合 中低頻吸聲材料。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟3)中的不銹鋼平板的面積為25cmX 30cm，厚度為3mm。
[0013] 本發(fā)明利用中空纖維制成的非織造材料基于多孔吸聲機理在中高頻具有很好的 吸聲性能，在中低頻其吸聲性能則較差。HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料則是利用了橡膠基 體良好的粘彈性阻尼耗能、中空纖維中存在的空氣所起粘滯作用、空氣與腔壁的摩擦作用 以及纖維本身的振動耗能共同作用下吸聲，在中高頻段有一定的吸聲性能，但頻率范圍有 限，且在中低頻段吸聲性能很差。由于HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料是一種膜材料形式， 因此將其與中空短纖非織造材料層合，起到了一種類似共振的效果，促使本發(fā)明所述的一 種三明治結(jié)構(gòu)層合吸聲材料在中低頻具有很好的吸聲性能，且頻率范圍及對應(yīng)的吸聲性能 可根據(jù)需要予以調(diào)整。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0015] (1)本發(fā)明的一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料在中低頻具有很好的吸聲性 能，且材料輕薄、結(jié)構(gòu)簡單；
[0016] (2)本發(fā)明吸聲材料在中低頻的吸聲性能可根據(jù)HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料 的厚度、HXNBR與中空滌綸短纖的比例、所用中空滌綸短纖的品種和中空短纖非織造材料厚 度及其所用中空纖維品種來實現(xiàn)調(diào)整，從而制取滿足不同頻率范圍需要的吸聲材料，制作 方法簡單；
[0017] (3)本發(fā)明制備方法操作簡單，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求， 具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價值，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明提供的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為實施例1制得三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料吸聲性能的試驗數(shù)據(jù)示圖；
[0020] 圖3為實施例2制得三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料吸聲性能的試驗數(shù)據(jù)示圖；
[0021] 圖4為實施例3制得三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料吸聲性能的試驗數(shù)據(jù)示圖。

【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0023] 本發(fā)明旨在提供一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料及其制造方法，材料由三層 組成，中間層為中空短纖非織造材料（所用中空短纖為規(guī)格〇. 667texX64mm的單孔滌綸， 儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)），上下層為以氫化羧基丁腈橡膠（德國朗盛公司產(chǎn)品，牌號 Therban XT VP KA8889,簡稱HXNBR)為基體與中空滌綸短纖的復(fù)合材料（單孔滌綸為上海 東華海天紡織科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，規(guī)格為0. 167teXX38mm，采用剪紙法測得其中空度 為13. 3%;四孔滌綸為儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)，規(guī)格為0. 833teXX60mm，采用剪紙法測 得其中空度為22.9% )。
[0024] 實施例1
[0025] -種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料的制造方法如下：
[0026] (1)按重量比70 : 30稱取HXNBR和單孔中空滌綸短纖，先將HXNBR基體在雙輥 開煉機上在輥溫為30°C ±5°C下混煉5分鐘，再分多批次加入單孔中空滌綸短纖，繼續(xù)混煉 40分鐘至均勻，得到HXNBR/單孔中空滌綸短纖混合體；將HXNBR/單孔中空滌綸短纖混合 體鋪放在1mm厚的模具中，模具上下以30cmX 30cm厚5mm的不銹鋼鋼板夾持，且在模具與 鋼板之間放有一層防粘耐高溫PET膜，然后將裝好的鋼板放入平板硫化機，在130°C泄壓狀 態(tài)下預(yù)熱10分鐘，然后調(diào)節(jié)氣壓至lOMPa，在130°C下壓制20分鐘，泄壓，取出鋼板，冷卻脫 模即得質(zhì)量比為70 : 30厚1mm的HXNBR/單孔中空滌綸短纖復(fù)合材料。
[0027] (2)將HXNBR/單孔中空滌綸短纖復(fù)合材料放入1mm模具中，放入烘箱，在90°C下 放置10分鐘使材料軟化但材料厚度及形態(tài)不變，取出材料，先在一層HXNBR/單孔中空滌綸 短纖復(fù)合材料上放置采取針刺法制取的單孔中空滌綸短纖厚度為3_的非織造材料層，以 25cmX 30cm厚3mm的不銹鋼平板置于非織造材料層上輕壓3分鐘，使兩層材料粘合牢固， 再于非織造材料層上放置一層HXNBR/單孔中空滌綸短纖復(fù)合材料，同樣以25cmX30cm厚 3mm的不銹鋼平板輕壓3分鐘，使材料之間粘合牢固，即得一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲 材料（中間層為中空短纖非織造材料層1，上下層為HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料復(fù)合而 成2,如圖1所示），其厚度為5mm，吸聲性能的測試結(jié)果如圖2所示，各主要頻率點的吸聲系 數(shù)見表1。
[0028] 表1主要頻率點的吸聲系數(shù)
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料，其特征在于，所述材料由中間層的中空短纖 非織造材料層（1)及上下層的HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料層（2)復(fù)合而成。
2. 如權(quán)利要求1所述的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料，其特征在于，所述HXNBR/中 空滌綸短纖復(fù)合材料層（2)的厚度為1?3mm，其中HXNBR的重量百分比為90%?50%，中 空滌綸短纖的重量百分比為10%?50%。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料，其特征在于，所述中空滌 綸短纖可采用單孔或四孔。
4. 如權(quán)利要求1所述的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料，其特征在于，所述中空短纖 非織造材料層（1)以中空滌綸短纖為纖維原料制成，加工方法采用針刺法，中空短纖非織 造材料的厚度為1?l〇mm。
5. -種權(quán)利要求1所述的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料的制造方法，其特征在于， 具體包括以下步驟： 步驟1):按重量百分比加入90%?50%的HXNBR在雙輥開煉機上在輥溫為30°C ±5°C 下混煉5?10分鐘，再加入10%?50%的中空滌綸短纖，混煉30?40分鐘至均勻，得到 HXNBR/中空滌綸短纖混合體； 步驟2):將HXNBR/中空滌綸短纖混合體鋪放在特定的模具中，模具上下以鋼板夾持， 且在模具與鋼板之間放有一層防粘耐高溫PET膜，然后將裝好的鋼板放入平板硫化機，在 120?140°C泄壓狀態(tài)下預(yù)熱5?10分鐘，然后調(diào)節(jié)氣壓至10?20MPa，在120?140°C下 壓制15?20分鐘，泄壓，取出鋼板，冷卻脫模即得具有一定厚度的HXNBR/滌綸中空短纖復(fù) 合材料； 步驟3):將HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材料再次放入模具中，放入烘箱，在90?100°C 下放置5?10分鐘使材料軟化但材料厚度及形態(tài)不變，取出材料，先在一層HXNBR/中空滌 綸短纖復(fù)合材料上放置中空短纖非織造材料，然后將不銹鋼平板置于其上輕壓3?5分鐘， 使兩層材料粘合牢固，再于中空短纖非織造材料上放置一層HXNBR/中空滌綸短纖復(fù)合材 料，同樣以不銹鋼平板輕壓3?5分鐘，使材料之間粘合牢固，即得三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻 吸聲材料。
6. 如權(quán)利要求5所述的三明治結(jié)構(gòu)層合中低頻吸聲材料的制造方法，其特征在于，所 述步驟3)中的不銹鋼平板的面積為25cmX 30cm，厚度為3mm。
【文檔編號】G10K11/168GK104123929SQ201410314455
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】晏雄, 洪杰, 張慧萍, 莊興民, 姜生 申請人:東華大學(xué)