CN105023566A - 复合吸隔声板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种兼具吸声和隔声功能的复合吸隔声板及其制作方法，其在较宽声频范围内声学性能均较优，所述复合吸隔声板包括两块聚合微粒板，板内部夹有增强层，内侧板面上均分布有凹陷，两聚合微粒板上的凹陷一一对应相对，阻尼粘接层粘接在二者之间，从而在阻尼粘接层的两侧形成若干成对的气囊。所述复合吸隔声板的制作方法是筛选具有设定粒度的无机颗粒与胶凝材料混匀得板料；以板料模压制作得板型相同但比流阻值不等的两种板面分布有凹陷的聚合微粒板，模压过程中置入增强层；两种板各取其一，对应粘接即得，板的声学性能及隔热性能较现有复合板有较大提高，在较宽的声波频率范围内不存在很明显“隔声低谷”，尤其适用于噪声控制领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于噪声控制领域的复合吸隔声板及其制作方法。
背景技术
目前，以设置约束阻尼层提高隔声板性能的方式已经广泛应用于隔声降噪领域。其之所以能提高隔声性能，是因为：采用不同材料和不同厚度的板材进行复合，这样就可以避免两层出现相同的吻合频率；中间的阻尼层可以增加隔声板的介质层，从而形成新的声场媒介，声波不断进出声场媒介，会产生再次折射，能使隔声板的隔声量得到进一步提高；阻尼层的阻尼效应，能损耗一部分声能，从而抑制隔声板的振动，使隔声频率较宽，对低频声波的阻隔性能可进一步改善。
在约束阻尼复合板的研究方面，国际、国内已有诸多论文，归纳起来，主要观点有：
一、边界条件变化对阻尼复合板噪声衰减的影响主要在阻尼控制区，通常频率较低；
二、适当选择结构的剪切参数和几何参数能够改善噪声衰减；
三、在声腔共振频率点，对噪声衰减传递起主导作用的是声腔阻尼。
另一方面的研究也表明：任何材料对声波频谱的阻隔均有其波谷，单质材料的质量再大，对某频率的声波阻隔的不足也制约了其应用。如使用两种以上不同质的材料，可避开各自的阻隔波谷，能更有效地提高阻隔噪声的总体性能。所以说，同等质量的复合材料能比同质材料的隔声效果更佳。若在双层材料中间夹有一定厚度的空气层，其隔声量会比没有空气层的单层材料隔声量提高许多。这是因为声波必须依次穿透隔声板—空气层—隔声板，在物理性质截然不同的材料间多次反射，而使声强逐级衰减的缘故。在实践中带空气夹层材料的隔声性能优于同质量的单层材料，显然这是由于空气层的作用而提高了隔声效果。
但现有技术设计的复合板材结构，无论是约束阻尼复合板还是中空复合板材均不能同时解决吸声和隔声的问题，使得单纯的隔声结构在实际应用中存在不足。实践中要具备吸声特性时，需要额外设置吸声层，往往厚度较大，使得结构更加复杂。
发明内容
为解决现有复合板只改善隔声性能，不具备吸声性能的不足，本发明提供了一种既具备优异的隔声性能又能有良好的吸声特性的复合吸隔声板。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：复合吸隔声板，包括两块聚合微粒板，中间有阻尼粘接层粘接在二者之间，所述聚合微粒板由固体微粒与胶凝材料混合压制成型，所述聚合微粒板的内侧板面上分布有凹陷。
所述两块聚合微粒板上的凹陷一一对应相对。
所述阻尼粘接层封闭至少一个所述的凹陷而形成气囊。
所述两块聚合微粒板上的凹陷一一对应，并均由阻尼粘接层将彼此隔开。
所述凹陷的深度为5mm～30mm。
所述聚合微粒板的内侧板面与外侧板面之间布置有与固体微粒及胶凝材料固结为一体的增强层。
所述同一聚合微粒板上的凹陷的深度相同，所述增强层位于所述凹陷的底面。
所述增强层的材质为金属丝网或玻璃纤维网格布。
所述增强层在其层面延伸方向的两端，一端固定连接有内凹止口接口部，另一端固定连接有与内凹止口接口部匹配的凸台接口部，两块聚合微粒板的凸台接口部对应组合形成凸台，两块聚合微粒板的内凹止口接口部对应组合形成内凹止口。
所述内凹止口接口部的外端延伸至聚合微粒板的外侧板面形成制口，所述凸台接口部的外端延伸至聚合微粒板的内侧板面形成制口。
所述内凹止口接口部和凸台接口部的材质为可焊接金属板。
所述两块聚合微粒板的内凹止口接口部的内端与吊装件焊接，所述吊装件嵌固于内凹止口的底部。
所述两块聚合微粒板的比流阻值不相等。
所述其中一块聚合微粒板的比流阻值不小于3500Pa·s/m，另一块聚合微粒板的比流阻值在400Pa·s/m至1800Pa·s/m之间。
所述固体微粒为粒径在20目至120目之间的无机颗粒物。
所述无机颗粒物为天然砂粒、电厂煤灰颗粒、膨胀蛭石颗粒、火山岩颗粒、硅藻土颗粒中的一种或两种以上的混合物。
所述胶凝材料为有机胶凝材料。
所述有机胶凝材料为水溶性环氧树脂胶、水性聚氨酯胶中的一种，或其中两种以上单一成分胶的混合物。
所述胶凝材料为无机胶凝材料。
所述无机胶凝材料为菱镁水泥、硅酸盐水泥中的一种，或两种的混合物。
所述阻尼粘接层的材料为高分子粘弹性粘接材料。
所述高分子粘弹性粘接材料为水性聚氨酯阻尼涂料或水性聚氨酯阻尼胶片。
所述阻尼粘接层的厚度为1 mm～3mm。
本发明还提供了一种复合吸隔声板的制作方法，包括以下步骤：
筛选具有设定粒度的无机颗粒，与胶凝材料混匀得板料；
取具有网格型层式结构的增强层；
以板料模压固化而得厚度不同、板型相同的两种板面分布有凹陷的聚合微粒板，模压过程中置入增强层；
两种聚合微粒板各取其一，有凹陷的板面相对，以高分子粘弹性粘接材料相互粘接，压紧至高分子粘弹性粘接材料固化。
本发明的有益效果是：将胶凝聚合微粒板、约束阻尼结构和密闭气囊的弹簧共振耗能原理综合运用于本发明设计中，在板材表面结构没有大的变化的基础上，使板的声学性能及隔热性能有了较大的提高，在较宽的声波频率范围内不存在很明显 “隔声低谷”，既吸取了现有技术的优点，又赋予了其新的功能，使板材同时具备了隔声、吸声和隔热性能，尤其适用于噪声控制领域。
附图说明
图1是本发明复合吸隔声板实施例1的主视图。
图2是图1中聚合微粒板的主视图。
图3是图1中A部的局部放大图。
图4是图1中B部的局部放大图。
图5是两块图1所示的复合吸隔声板的连接示意图。
图6是本发明复合吸隔声板实施例2的聚合微粒板的主视图。
图7是本发明复合吸隔声板实施例3的主视图。
图8是本发明复合吸隔声板实施例4的主视图。
图9是本发明复合吸隔声板实施例5的主视图。
图中标记为，1-聚合微粒板，2-聚合微粒板，3-阻尼粘接层，4-凹陷，5-气囊，6-增强层，7-内凹止口，8-凸台，9-吊装件，10-制口，11-外侧板面，12-内侧板面，13-制口，70-内凹止口接口部，80-凸台接口部，D-深度。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9所示，本发明的复合吸隔声板包括上下布置的两块聚合微粒板1、2，所述聚合微粒板1、2由固体微粒与胶凝材料混合压制成型，所述聚合微粒板1、2的内侧板面上分布有凹陷4，这些凹陷4不同于由于本身聚合微粒板1、2是聚合形成而自然存在的微小孔隙，这些凹陷4是肉眼可见的，阻尼粘接层3粘接在两块聚合微粒板1、2之间，所述阻尼粘接层3可以是连续的一层，也可以是有孔洞但连接为一体的一层，也可以是位于两块聚合微粒板1、2之间空间内的多个互不连接的粘接条所组成，阻尼粘接层3可以封闭聚合微粒板1、2上的凹陷4而形成体积可变的气囊5，阻尼粘接层3也可以对所述凹陷4进行部分封闭，阻尼粘接层3也可以是对这些凹陷4完全不封闭，而由与之相对的另一块聚合微粒板来封闭。总之，凹陷4的分布直接导致在复合吸隔声板的内部形成若干气室，阻尼粘接层3则一方面可将两块聚合微粒板粘接成一体，另一方面构成了约束阻尼结构，起到同时隔断“声桥”和“热桥”的作用。
通过调整这些凹陷4的大小、数量可以控制聚合微粒板的刚度、气室体积、以及阻尼粘接层3的约束强度，从而改善复合吸隔声板的分别在劲度控制区和阻尼控制区的隔声性能，同时因密闭气室和阻尼粘接层3隔断“热桥”，使复合吸隔声板的隔热性能提高；另一方面，通过调整聚合微粒板1、2的颗粒的粒度，可控制聚合微粒板1、2的比流阻值，使其与气室的形状、体积相适应，而具备吸声功能，从而使本发明的复合吸隔声板具备吸声、隔声及隔热的性能。根据不同使用场所，可采用不同的设计参数，确保高中低频均有很好的降噪效果。
经发明人试验后优选的方案是：所述两块聚合微粒板1、2上的凹陷4一一对应相对并均由阻尼粘接层3将彼此隔开，则由此形成的一对气囊相互作用，能够显著改善在共振区周围的隔声量。
根据发明人的试验，主要考虑优化板材中频吸声性能的优化，以及对板材总体厚度的控制要求，所述凹陷4的深度为5mm～30mm。
为增加聚合微粒板及复合吸隔声板的刚度，所述聚合微粒板1、2的内侧板面12与外侧板面11之间布置有与固体微粒及胶凝材料固结为一体的增强层6，从而较薄的本发明的复合吸隔声板也能保持在使用状态下不变形或仅是轻微变形，为便于分布所述的凹陷4，所述增强层6不宜置于聚合微粒板的内侧表层，为保持美观，所述增强层6不宜置于聚合微粒板的外侧表层。
为方便制造，可取所述同一聚合微粒板1、2上的凹陷4的深度相同，此时，可方便地设置增强层6位于所述凹陷4的底部，增强层6的材质可以选择金属丝网或玻璃纤维网格布。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述增强层6在其层面延伸方向的两端，一端固定连接有内凹止口接口部70，另一端固定连接有与内凹止口接口部70匹配的凸台接口部80，两块聚合微粒板1、2的凸台接口部80对应组合形成凸台8，两块聚合微粒板1、2的内凹止口接口部70对应组合形成内凹止口7，则形成柔性的凹凸结构，对应于内凹止口接口部70的部分无阻尼粘接层3，对应于凸台接口部80的部分有阻尼粘接层3，当内凹止口7与凸台8连接时，复合吸隔声板的两片聚合微粒板1、2之间几乎是完全被柔性的阻尼粘接层3分开的，具有良好的密封性，且能很好的去除原有平面拼接方式下接缝处“漏声”，对阻断“声桥”有更好的效果，同时，所述的内凹止口7与凸台8的定位配合，可实现板与板之间的相互约束，减小用于固定复合吸隔声板的连接件如螺钉等对板结构的局部破坏，提高用本发明的复合吸隔声板做成的降噪墙体等隔声结构的总隔声量。
所述内凹止口接口部70的外端延伸至聚合微粒板1、2的外侧板面11形成制口10，所述凸台接口部80的外端延伸至聚合微粒板1、2的内侧板面12形成制口13，制口可以在安装拼接过程中保护聚合微粒1、2的板体，避免边缘破坏、缺角等，既方便了安装，也保证了安装质量，同时也减少了搬运过程中的损坏。
如图3所示，所述两块聚合微粒板1、2的内凹止口接口部70的内端与吊装件9焊接，所述吊装件9嵌固于内凹止口7的底部，吊装件9既可作为吊装时用以与吊具配合连接的结构，方便运输与安装，也可以增加起连接定位作用的内凹卡口7处的强度。
优选所述两块聚合微粒板1、2的比流阻值不相等，使其中一块板主要起隔声作用，另一块板主要起吸声作用，复合后两者的流阻相互匹配，其性能优于单层聚合微粒板，复合后的板材同时具备吸声和隔声的性能。
所述其中一块聚合微粒板1的比流阻值不小于3500Pa·s/m，比流阻值大，可以起到较好的隔声效果，必然该聚合微粒板1的吸声效果则相对差，另一块聚合微粒板2的比流阻值在400Pa·s/m至1800Pa·s/m之间，比流阻值小，可以起到较好的吸声效果，必然该聚合微粒板2的隔声效果则相对差，但使得本发明的复合吸隔声板同时具有了较好的吸隔声功能。
用以制造聚合微粒板2的固体微粒通常选择为粒径在20目至120目之间的无机颗粒物。根据不同的应用场合对聚合微粒板2的性能要求，可以对粒径进行进一步的优选，通过粒度的大小及板的厚度来调整板的比流阻值，从而适应不同降噪场所。如针对低频吸声场所可选择微粒的粒度较大，中高频噪声为主的场所宜选择粒度较小。
所述无机颗粒物为天然砂粒、膨胀蛭石颗粒、火山岩颗粒、硅藻土颗粒中的一种或两种以上的混合物。
用以制造聚合微粒板2的胶凝材料通常选择为有机胶凝材料或无机胶凝材料，区别在于采用有机胶凝材料制造工艺简单，但造价较高，无机胶凝材料则相反，其用于制作本发明的复合吸隔声板时制造工艺相对复杂，但造价较低。此外，无机胶凝材料制造的产品耐温性及耐候性也高于前者。
所述阻尼粘接层的材料为高分子粘弹性粘接材料，例如，阻尼涂料或阻尼胶片，更具体的，可以是水性聚氨酯阻尼涂料或水性聚氨酯阻尼胶片。
与现有的阻尼复合板相比，本发明的复合吸隔声板具有以下特点。
结构简单：与原阻尼复合板结构大致相同。
一、 具有良好的全频带隔声性能，特别是低频隔声的增强。
二、 增加了特定频带范围的吸声性能。
三、 具备了隔热保温的性能。
四、 良好的密封性。
五、 方便运输与安装。
本发明的复合吸隔声板的制作方法包括以下步骤：
筛选具有设定粒度的无机颗粒，与胶凝材料混匀得板料；
选材以制作出具有网格型层式结构的增强层6；
以板料模压并固化，得到厚度不同、板型相同的两种板面分布有凹陷4的聚合微粒板1、2，模压过程中置入增强层6；
取其中一种聚合微粒板1的一块，在其有凹陷4的一面涂抹一层阻尼涂料或覆盖一层阻尼胶片，取另一种聚合微粒板2中的一块，同样在其有凹陷4的一面涂抹一层阻尼涂料或覆盖一层阻尼胶片，然后对应粘接，压紧至阻尼粘接胶或阻尼胶片固化为阻尼粘接层3。
上述方法中，宜选择所述无机颗粒的粒度为20目～120目。
上述方法中，为得到不同实施方式的本发明的复合吸隔声板，可对各步骤依照结构的相应变化对各步骤进一步按常规进行细化。例如，制作增强层6时，可以在选取现有型材如金属丝网后，在增强层6层面延伸方向的两端，一端固定连接有内凹止口接口部70，另一端固定连接有与内凹止口接口部70匹配的凸台接口部80，从而得到有内凹止口7和凸台8的、便于安装的复合吸隔声板。
实施例1：
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的复合吸隔声板包括两块聚合微粒板1、2，中间有阻尼粘接层3粘接在二者之间，所述聚合微粒板1、2由固体微粒与胶凝材料混合压制成型，其内侧板面12与外侧板面11之间布置有与固体微粒及胶凝材料固结为一体的增强层6，增强层6位于凹陷4的底部，增强层6的材质为金属丝网，增强层6在其层面延伸方向的两端，一端固定连接有内凹止口接口部70，另一端固定连接有与内凹止口接口部70匹配的凸台接口部80，对应于内凹止口接口部70的部分无阻尼粘接层3，对应于凸台接口部80的部分有阻尼粘接层3，两块聚合微粒板1、2的凸台接口部80对应组合形成凸台8，两块聚合微粒板1、2的内凹止口接口部70对应组合形成内凹止口7，内凹止口接口部70的外端延伸至聚合微粒板1、2的外侧板面11形成制口10，所述凸台接口部80的外端延伸至聚合微粒板1、2的内侧板面12形成制口13，内凹止口接口部70和凸台接口部80的材质为可焊接金属板，两块聚合微粒板1、2的内凹止口接口部70的内端与吊装件9焊接，所述吊装件9嵌固于内凹止口7的底部，其中一块聚合微粒板1的比流阻值不小于2500Pa·s/m，另一块聚合微粒板2的比流阻值在400Pa·s/m至1800Pa·s/m之间，所述聚合微粒板1、2的内侧板面12上均分布有凹陷4，所述凹陷4为形状规则的凹槽，凹槽的间距为100mm～400mm，凹槽的深度为5mm～30mm，两块聚合微粒板1、2上的凹陷4一一对应相对，并均由阻尼粘接层3将彼此隔开，从而在阻尼粘接层3的两侧形成若干成对的气囊5，气囊5相当于空气弹簧。
实施例2：
如图6所示，本发明的复合吸隔声板，其聚合微粒板1、2上的凹陷4为圆锥孔，越靠近内侧板面12，所述圆锥孔的横截面积越大，其余同实施例1。
实施例3：
如图7所示，本发明的复合吸隔声板，其阻尼粘接层3上分布与凹陷4相对应的孔洞，其余同实施例1。
实施例4：
如图8所示，本发明的复合吸隔声板，其两块聚合微粒板1、2上的凹陷4部分对应，部分错开，阻尼粘接层3覆盖全部凹陷4，其余同实施例1。
实施例5：
如图9所示，本发明的复合吸隔声板，其两块聚合微粒板1、2上的凹陷4相互错开，阻尼粘接层3覆盖全部凹陷4，其余同实施例1。
方法实施例：
本发明复合吸隔声板的制作方法。
如图1、图2所示，混合胶凝材料与粒度为20目～120目的无机颗粒，用模具加工出如图2所示的聚合微粒板1，在该板上涂抹一层水性聚氨酯阻尼涂料，其厚度1.2mm～1.5mm，取用同样的方法做出的另一块相同外形且厚度相近的聚合微粒板2，在该板上涂抹一层水性聚氨酯阻尼涂料，其厚度1.2mm～1.5mm，将两块板对扣粘接，并用压力机将其压紧，待水性聚氨酯阻尼涂料固化后即得本发明的复合吸隔声板。
Claims (23)
1. 复合吸隔声板，包括两块聚合微粒板（1、2），中间有阻尼粘接层（3）粘接在二者之间，其特征是：所述聚合微粒板（1、2）由固体微粒与胶凝材料混合压制成型，所述聚合微粒板（1、2）的内侧板面（12）上分布有凹陷（4）。
2.如权利要求1所述的复合吸隔声板，其特征是：所述两块聚合微粒板（1、2）上的凹陷（4）一一对应相对。
3.如权利要求1所述的复合吸隔声板，其特征是：所述阻尼粘接层（3）封闭至少一个所述的凹陷（4）而形成气囊（5）。
4.如权利要求3所述的复合吸隔声板，其特征是：所述两块聚合微粒板（1、2）上的凹陷（4）一一对应，并均由阻尼粘接层（3）将彼此隔开。
5.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述凹陷（4）的深度D=5mm～30mm。
6.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述聚合微粒板（1、2）的内侧板面（12）与外侧板面（11）之间布置有与固体微粒及胶凝材料固结为一体的增强层（6）。
7.如权利要求6所述的复合吸隔声板，其特征是：所述同一聚合微粒板（1、2）上的凹陷（4）的深度相同，所述增强层（6）位于所述凹陷（4）的底部。
8.如权利要求6所述的复合吸隔声板，其特征是：所述增强层（6）的材质为金属丝网或玻璃纤维网格布。
9.如权利要求6所述的复合吸隔声板，其特征是：所述增强层（6）在其层面延伸方向的两端，一端固定连接有内凹止口接口部（70），另一端固定连接有与内凹止口接口部（70）匹配的凸台接口部（80），两块聚合微粒板（1、2）的凸台接口部（80）对应组合形成凸台（8），两块聚合微粒板（1、2）的内凹止口接口部（70）对应组合形成内凹止口（7）。
10.如权利要求9所述的复合吸隔声板，其特征是：所述内凹止口接口部（70）的外端延伸至聚合微粒板（1、2）的外侧板面（11）形成制口（10），所述凸台接口部（80）的外端延伸至聚合微粒板（1、2）的内侧板面（12）形成制口（13）。
11.如权利要求9所述的复合吸隔声板，其特征是：所述内凹止口接口部（70）和凸台接口部（80）的材质为可焊接金属板。
12.如权利要求11所述的复合吸隔声板，其特征是：所述两块聚合微粒板（1、2）的内凹止口接口部（70）的内端与吊装件（9）焊接，所述吊装件（9）嵌固于内凹止口（7）的底部。
13.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述两块聚合微粒板（1、2）的比流阻值不相等。
14.如权利要求13所述的复合吸隔声板，其特征是：所述其中一块聚合微粒板（1、2）的比流阻值不小于3500Pa·s/m，另一块聚合微粒板（1、2）的比流阻值在400Pa·s/m至1800Pa·s/m之间。
15.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述固体微粒为粒径在20目至120目之间的无机颗粒物。
16.如权利要求15所述的复合吸隔声板，其特征是：所述无机颗粒物为天然砂粒、电厂煤灰颗粒、膨胀蛭石颗粒、火山岩颗粒、硅藻土颗粒中的一种或两种以上的混合物。
17.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述胶凝材料为有机胶凝材料。
18.如权利要求17所述的复合吸隔声板，其特征是：所述有机胶凝材料为水性环氧树脂胶、水性聚氨酯胶中的一种，或其中两种以上单一成分胶的混合物。
19.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述胶凝材料为无机胶凝材料。
20.如权利要求19所述的复合吸隔声板，其特征是：所述无机胶凝材料为菱镁水泥、硅酸盐水泥中的一种，或两种的混合物。
21.如权利要求1或2所述的复合吸隔声板，其特征是：所述阻尼粘接层的材料为高分子粘弹性粘接材料。
22.如权利要求21所述的复合吸隔声板，其特征是：所述高分子粘弹性粘接材料为阻尼涂料或阻尼胶片。
23.复合吸隔声板复合吸隔声板的制作方法，包括以下步骤：
筛选具有设定粒度的无机颗粒，与胶凝材料混匀得板料；
取具有网格型层式结构的增强层（6）；
以板料模压固化而得厚度不同、板型相同的两种板面分布有凹陷（4）的聚合微粒板（1、2），模压过程中置入增强层（6）；
两种聚合微粒板（1、2）各取其一，有凹陷（4）的板面相对，以高分子粘弹性粘接材料相互粘接，压紧至高分子粘弹性粘接材料固化。
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