CN102967042A - 吸声复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸声复合材料及其制备方法，该方法将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品，所述三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5；在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层后，得到吸声复合材料。本发明采用聚氨酯海绵和三聚氰胺海绵，通过热压复合制备得到吸声复合材料，使其具有较小的密度和优异的吸声降噪性能，并且通过调整三聚氰胺海绵和聚氨酯海绵的上述厚度比，可针对噪声频谱特性进行有效的降噪处理。另外，本发明提供的吸声复合材料导热系数小，具有优异的保温性能，用于车载空调及风道系统时，能提高能源的有效利用率。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种吸声复合材料及其制备方法。
背景技术
随着我国交通事业的发展和人民生活水平的提高，人们对车辆的乘坐舒适性提出了越来越高的要求。但是，在轨道车辆和商用客车车辆领域，车载空调及其风道系统的噪声问题影响到了整个车厢的舒适性，如压缩机噪声和气动噪声通过风道系统不断向车厢内传播。因此，对车辆进行降噪或吸声处理的研究越来越重要。
目前，现有技术公开了多种降噪的方法，如授权公告号为CN201706644U的中国专利文献公开了一种空调降噪装置，该空调降噪装置包覆在压缩机上，包括位于压缩机顶部的上降噪装置及位于压缩机侧部的侧降噪装置，其中，上降噪装置和侧降噪装置均由依次排布的海绵、铅板、海绵和再生橡胶组成。
在上述空调降噪装置中，依次排布的海绵、铅板、海绵和再生橡胶组成上降噪装置和侧降噪装置，虽然充分利用了铅板的隔声性能，大大降低了空调的噪声，但是，将该空调降噪装置中铅板的密度大，应用在车辆领域时，会显著增加车辆重量，不利于应用。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种吸声复合材料及其制备方法，本发明提供的吸声复合材料密度小，且吸声性能好。
本发明提供一种吸声复合材料，包括：
聚氨酯海绵；
复合于所述聚氨酯海绵上的双面胶层；
复合于所述双面胶层上的三聚氰胺海绵；
涂覆于所述三聚氰胺海绵上的胶黏剂层；
所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5。
优选的，所述聚氨酯海绵的开孔率超过80%。
优选的，所述三聚氰胺海绵的开孔率超过70%。
优选的，所述双面胶层为丙烯酸酯类双面胶层。
优选的，所述胶黏剂层的厚度为0.001mm~0.5mm。
优选的，所述胶黏剂层为丙烯酸酯类胶黏剂层。
本发明还提供一种吸声复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品，所述三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层后，得到吸声复合材料。
优选的，所述热压复合的温度为50℃~80℃，所述热压复合的压力为1MPa~5MPa。
优选的，所述胶黏剂层的厚度为0.001mm~0.5mm。
优选的，所述聚氨酯海绵的开孔率超过80%，所述三聚氰胺海绵的开孔率超过70%。
与现有技术相比，本发明将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间后进行热压复合，再在所述三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层，从而得到吸声复合材料，其包括聚氨酯海绵、复合于所述聚氨酯海绵上的双面胶层、复合于所述双面胶层上的三聚氰胺海绵和涂覆于所述三聚氰胺海绵上的胶黏剂层；所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5。本发明采用聚氨酯海绵和三聚氰胺海绵，通过热压复合制备得到吸声复合材料，使所述吸声复合材料具有较小的密度和优异的吸声降噪性能，并且通过调整三聚氰胺海绵和聚氨酯海绵的上述厚度比，可针对噪声频谱特性进行有效的降噪处理。实验结果显示，当噪声频率在2000Hz以上时，所述吸声复合材料的吸声系数一般在0.85以上。
另外，本发明提供的吸声复合材料导热系数小，具有优异的保温性能，用于车载空调及风道系统时，能提高能源的有效利用率。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的吸声复合材料的制备流程图；
图2为本发明实施例1~3提供的吸声复合材料的吸声性能图；
图3为本发明实施例1提供的吸声复合材料、对比例1和对比例2提供的吸声材料的吸声性能对比图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种吸声复合材料，包括：
聚氨酯海绵；
复合于所述聚氨酯海绵上的双面胶层；
复合于所述双面胶层上的三聚氰胺海绵；
涂覆于所述三聚氰胺海绵上的胶黏剂层；
所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5。
本发明提供的吸声复合材料密度较小，兼具吸声性能和保温性能，可用于各种轨道车辆空调及其风道系统、客车车载空调及其风道系统，起到良好的降低噪声和节能保温的作用。
所述吸声复合材料包括聚氨酯海绵，所述聚氨酯海绵是一类具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，微孔结构多为开孔结构，一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，应用范围广。本发明对所述聚氨酯海绵没有特殊限制，可以为聚酯类聚氨酯海绵，也可以为聚醚类聚氨酯海绵；所述聚氨酯海绵的微孔结构优选为开孔结构，开孔率优选超过80%，更优选为85%~90%，吸声效果更佳。
所述吸声复合材料包括三聚氰胺海绵，所述三聚氰胺海绵一般是三聚氰胺甲醛树脂软质泡沫材料，具有良好的隔音、降噪、阻燃和吸声效果。本发明对所述三聚氰胺海绵没有特殊限制，采用本领域常用的三聚氰胺海绵即可；所述三聚氰胺海绵的微孔结构优选为开孔结构，开孔率优选超过70%，更优选超过90%，更利于吸声处理。
在本发明中，所述聚氨酯海绵和所述三聚氰胺海绵复合形成吸声复合材料，使所述吸声复合材料具有较小的密度，并且从低频到高频的吸声系数较高，具有优异的吸声降噪性能。
另外，所述吸声复合材料导热系数小，具有优异的保温性能，用于车载空调及风道系统时，可以减少热损耗，实现能源的高效利用。
在本发明中，所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5，优选为1:1.5~1:3。本发明通过调整三聚氰胺海绵和聚氨酯海绵的上述厚度比，可针对噪声频谱特性进行有效的降噪处理。
所述吸声复合材料包括双面胶层，所述双面胶层位于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，通过其将聚氨酯海绵和三聚氰胺海绵复合，进而得到吸声性能较好的吸声复合材料。本发明对所述双面胶层没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的双面胶形成双面胶层即可，其厚度可以为0.01mm~0.15mm；所述双面胶层优选为丙烯酸酯类双面胶层。
所述吸声复合材料还包括涂覆于所述三聚氰胺海绵上的胶黏剂层，本发明对其没有特殊限制，所述胶黏剂层优选为丙烯酸酯类胶黏剂层；所述胶黏剂层的厚度优选为0.001mm~0.5mm，更优选为0.01mm~0.1mm。
本发明还提供了一种吸声复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品，所述三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层后，得到吸声复合材料。
本发明首先在厚度比为1:1.5~1:5的三聚氰胺海绵和聚氨酯海绵之间放置双面胶，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品。
本发明以聚氨酯海绵为原料，所述聚氨酯海绵是一类具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，微孔结构多为开孔结构，一般具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，应用范围广。本发明对所述聚氨酯海绵没有特殊限制，可以为聚酯类聚氨酯海绵，也可以为聚醚类聚氨酯海绵；所述聚氨酯海绵的微孔结构优选为开孔结构，开孔率优选超过80%，更优选为85%~90%，吸声效果更佳。
本发明以三聚氰胺海绵为另一原料，所述三聚氰胺海绵一般是三聚氰胺甲醛树脂软质泡沫材料，具有良好的隔音、降噪、阻燃和吸声效果。本发明对所述三聚氰胺海绵没有特殊限制，采用本领域常用的三聚氰胺海绵即可；所述三聚氰胺海绵的微孔结构优选为开孔结构，开孔率优选超过70%，更优选超过90%，更利于吸声处理。在本发明的一个实施例中，所述聚氨酯海绵的开孔率超过80%，且所述三聚氰胺海绵的开孔率超过70%。
本发明采用所述聚氨酯海绵和所述三聚氰胺海绵，通过热压复合制备得到吸声复合材料，使所述吸声复合材料具有较小的密度，并且从低频到高频的吸声系数较高，吸声降噪性能优异。
另外，本发明制备的吸声复合材料导热系数小，具有优异的保温性能，用于车载空调及风道系统时，能提高能源的有效利用率。
本发明控制所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5，优选为1:1.5~1:3。本发明通过调整三聚氰胺海绵和聚氨酯海绵的上述厚度比，可针对噪声频谱特性进行有效的降噪处理。
在本发明的一个实施例中，按照上述厚度比，利用分切机将三聚氰胺海绵块和聚氨酯海绵块分别剥切成三聚氰胺海绵片和聚氨酯海绵片，以进行后续加工。
本发明利用双面胶通过热压复合形成双面胶层，将上述原料粘合，得到吸声复合材料半成品。
本发明对所述双面胶没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的双面胶形成双面胶层即可，所述双面胶优选为丙烯酸酯类双面胶；形成的双面胶层的厚度可以为0.01mm~0.15mm。
在本发明中，所述热压复合为本领域技术人员熟知的技术手段，所述热压复合的温度优选为50℃~80℃，更优选为60℃~70℃；所述热压复合的压力优选为1MPa~5MPa，更优选为2MPa~4MPa；所述热压复合的时间优选为20s~60s，更优选为30s~50s，利于更好地形成复合材料。
得到吸声复合材料半成品后，本发明在其中的三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层后，得到吸声复合材料。
本发明在所述三聚氰胺海绵的背面涂覆即背涂胶黏剂，形成胶黏剂层。本发明对所述胶黏剂没有特殊限制，所述胶黏剂优选为丙烯酸酯类胶黏剂；形成的胶黏剂层的厚度优选为0.001mm~0.5mm，更优选为0.01mm~0.1mm。所述涂覆为本领域技术人员熟知的技术手段，本发明没有特殊限制。
本发明利用分切机进行分切、修边，得到吸声复合材料，然后本发明对其进行性能测试。按照中国国家标准GB/T 18696.2-2002《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第2部分：传递函数法》，本发明测定所述吸声复合材料的吸声系数。按照国际标准化组织行业标准ISO 22007-2-2008《塑料导热率和热扩散率的测定第2部分：瞬态平面热源（热盘）法》，本发明测定所述吸声复合材料的导热系数。按照中国国家标准GB/T 17794-2008《柔性泡沫橡塑绝热制品》，本发明测定所述吸声复合材料的表观密度、尺寸稳定性和压缩回弹率。按照VDA277《汽车内饰件非金属材料有机挥发物的测定》，本发明测定所述吸声复合材料的TVOC、苯、甲苯和二甲苯的含量。按照VDA275《汽车内饰材料甲醛含量测定法》，本发明测定所述吸声复合材料的甲醛含量。按照VDA270《汽车内饰件材料的气味性质》，本发明对所述吸声复合材料进行气味试验。按照DIN75201B《汽车内饰件材料的雾化测试（重量法）》，本发明对所述吸声复合材料进行雾气试验。
测定结果显示，当噪声频率在2000Hz以上时，所述吸声复合材料的吸声系数一般在0.85以上。表明本发明提供的吸声复合材料具有优异的吸声性能。同时，本发明提供的吸声复合材料密度较小，导热系数小，具有优异的保温性能，综合性能良好，可用于各种轨道车辆空调及其风道系统、客车车载空调及其风道系统，起到良好的降低噪声和节能保温的作用。
另外，本发明提供的吸声复合材料的制备方法简便有效，适于工业规模化生产。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的吸声复合材料及其制备方法进行具体描述。
以下实施例和对比例所用的三聚氰胺海绵的开孔率超过90%，聚氨酯海绵的开孔率为85%~90%，胶黏剂为单组分溶剂型丙烯酸酯压敏胶黏剂，双面胶为3M公司棉质基丙烯酸酯双面胶带。
实施例1
图1为本发明实施例1提供的吸声复合材料的制备流程图。参见图1，将三聚氰胺海绵块剥切成厚度为10mm的三聚氰胺海绵片，将聚氨酯海绵块剥切成厚度为15mm的聚氨酯海绵片，将双面胶置于所述聚氨酯海绵片与三聚氰胺海绵片之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品；所述热压复合的温度为50℃，压力为5MPa，时间为60s；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上背涂胶黏剂，形成厚度为0.05mm的胶黏剂层，再利用分切机进行分切、修边，得到成品吸声复合材料，三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5。
得到吸声复合材料后，按照上文所述的方法对其进行性能检测。所述吸声复合材料的导热系数等检测结果如表1所示，表1为本发明实施例1提供的吸声复合材料的导热系数等检测结果。
表1本发明实施例1提供的吸声复合材料的导热系数等检测结果
由表1可知，本发明实施例1提供的吸声复合材料密度较小，导热系数小，具有优异的保温性能等性能。
所述吸声复合材料的吸声性能检测结果如图2所示，图2为本发明实施例1~3提供的吸声复合材料的吸声性能图。由图2可知，本发明实施例1提供的吸声复合材料的吸声系数较高，具有优异的吸声性能。
实施例2
将三聚氰胺海绵块剥切成厚度为10mm的三聚氰胺海绵片，将聚氨酯海绵块剥切成厚度为25mm的聚氨酯海绵片，将双面胶置于所述聚氨酯海绵片与三聚氰胺海绵片之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品；所述热压复合的温度为80℃，压力为1MPa，时间为20s；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上背涂胶黏剂，形成厚度为0.05mm的胶黏剂层，再利用分切机进行分切、修边，得到成品吸声复合材料，三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:2.5。
得到吸声复合材料后，按照上文所述的方法对其进行吸声性能检测。所述吸声复合材料的吸声性能检测结果如图2所示，由图2可知，本发明实施例2提供的吸声复合材料的吸声系数较高，具有优异的吸声性能。
实施例3
将三聚氰胺海绵块剥切成厚度为10mm的三聚氰胺海绵片，将聚氨酯海绵块剥切成厚度为30mm的聚氨酯海绵片，将双面胶置于所述聚氨酯海绵片与三聚氰胺海绵片之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品；所述热压复合的温度为60℃，压力为3MPa，时间为30s；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上背涂胶黏剂，形成厚度为0.05mm的胶黏剂层，再利用分切机进行分切、修边，得到成品吸声复合材料，三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:3。
得到吸声复合材料后，按照上文所述的方法对其进行吸声性能检测。所述吸声复合材料的吸声性能检测结果如图2所示，由图2可知，本发明实施例3提供的吸声复合材料的吸声系数较高，具有优异的吸声性能；调整三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵厚度比，可以获得不同频率下的吸声性能。
对比例1
将厚度为10mm的三聚氰胺海绵片与厚度为15mm的聚氨酯海绵片叠加，得到吸声材料，然后按照上文所述的方法对其进行吸声性能检测。检测结果如图3所示，图3为本发明实施例1提供的吸声复合材料、对比例1和对比例2提供的吸声材料的吸声性能对比图。由图3可知，在较宽的频率范围内，本发明对比例1提供的吸声材料的吸声系数较小于本发明实施例1提供的吸声复合材料的吸声系数。
对比例2
将聚氨酯海绵块剥切成厚度为25mm的聚氨酯海绵片，得到吸声材料，然后按照上文所述的方法对其进行吸声性能检测，检测结果如图3所示。由图3可知，在较宽的频率范围内，本发明对比例2提供的吸声材料的吸声系数小于本发明实施例1提供的吸声复合材料的吸声系数。
由以上实施例和对比例可知，本发明提供的吸声复合材料具有较高的吸声系数，吸声性能优异，应用价值大。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种吸声复合材料，包括：
聚氨酯海绵；
复合于所述聚氨酯海绵上的双面胶层；
复合于所述双面胶层上的三聚氰胺海绵；
涂覆于所述三聚氰胺海绵上的胶黏剂层；
所述三聚氰胺海绵与所述聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5。
2.根据权利要求1所述的吸声复合材料，其特征在于，所述聚氨酯海绵的开孔率超过80%。
3.根据权利要求1所述的吸声复合材料，其特征在于，所述三聚氰胺海绵的开孔率超过70%。
4.根据权利要求1所述的吸声复合材料，其特征在于，所述双面胶层为丙烯酸酯类双面胶层。
5.根据权利要求1所述的吸声复合材料，其特征在于，所述胶黏剂层的厚度为0.001mm~0.5mm。
6.根据权利要求1所述的吸声复合材料，其特征在于，所述胶黏剂层为丙烯酸酯类胶黏剂层。
7.一种吸声复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将双面胶置于聚氨酯海绵与三聚氰胺海绵之间，然后进行热压复合，得到吸声复合材料半成品，所述三聚氰胺海绵与聚氨酯海绵的厚度比为1:1.5~1:5；
在所述吸声复合材料半成品的三聚氰胺海绵上涂覆胶黏剂，形成胶黏剂层后，得到吸声复合材料。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热压复合的温度为50℃~80℃，所述热压复合的压力为1MPa~5MPa。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂层的厚度为0.001mm~0.5mm。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯海绵的开孔率超过80%，所述三聚氰胺海绵的开孔率超过70%。
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