CN108312983A - 一种复合吸音材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合吸音材料及其制备工艺。所述复合吸音材料包括至少一种孔径的泡沫颗粒，泡沫颗粒通过复合纤维粘接在一起，所述复合纤维的外层纤维的熔点比内芯纤维的熔点低。制备工艺为：将泡沫颗粒与复合纤维混合均匀后，加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却，泡沫颗粒随即粘接在一起。本发明既具有纤维吸音材料的隔热性好的优点，又具有泡沫颗粒质量轻的优点；可根据需要可生产吸收不同配方、形状的吸音材料，且制备工艺简单；废料可通过热塑、压制等步骤重复使用，节约原料，且无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合吸音材料及其制备工艺，尤其涉及一种用于汽车内饰的复合吸音材料及其制备工艺，属于复合材料技术领域。
背景技术
吸音材料(吸声材料)：任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。通常是将对上述六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，列为吸声材料。吸音材料(吸声材料)大多为疏松多孔的材料，如矿渣棉、毯子等，其吸声机理是声波深入材料的孔隙，且孔隙多为内部互相贯通的开口孔，受到空气分子摩擦和粘滞阻力，以及使细小纤维作机械振动，从而使声能转变为热能。这类多孔性吸声材料的吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，故对高频和中频的声音吸收效果较好。
吸音材料一般主要有纤维类，泡沫类和颗粒类三大类型。
纤维类主要分为无机纤维和有机纤维两种。无机纤维主要有隔音棉，玻璃丝，矿渣棉，岩棉及其制品等。玻璃丝可制作成各种玻璃丝毡。隔音棉分为短棉、超细棉和中级纤维三种。隔音棉是最常用的吸音材料，具有不燃，耐热，耐腐蚀等优点。经过硅油处理的隔音棉，具有防火，防潮等特点。岩棉是一种新的吸音材料，隔热，耐高温，易于加工成型。
泡沫类吸音材料的特点是容积密度小，导热系数小，质地软，其缺点是易老化，耐火性差。
颗粒类吸声材料的特点是豹纹，防潮，耐热，耐腐蚀等优点。
为了能吸收不同频率的声音，市面上出现了复合吸音材料，现有汽车用复合吸音材料多为如图1所示的将多种不同材质的吸音毡复合起来的复合层结构，该结构厚度有限，不利于制成立体结构，且当厚度较大时，重量也随之增加。近来，还有一种新型吸音材料，如图2所示，对泡沫颗粒进行喷胶，使其粘接在一起。泡沫颗粒可采用不同粒径的多种规格，该种吸音材料的特点是泡沫颗粒、胶粒之间同样形成间隙，吸音效果更好，也可以切割成不同形状以满足不同的生产需求。但是，此种吸音材料存在的缺陷是：必须制成比所需形状更大体积，以便切割，切割下来的余料造成料的浪费，喷胶后的泡沫颗粒无法再生，且胶的溶剂挥发会对环境存在污染，胶的运用也影响了泡沫吸音材料质量轻的优点。
发明内容
本发明所要解决的问题是现有复合吸音材料吸音效果和质量轻不能兼得的问题，以及现有泡沫吸音材料的采用不同孔径用于吸收不同频率时，孔径不可控的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种复合吸音材料，其特征在于，包括至少一种孔径的泡沫颗粒，泡沫颗粒通过复合纤维粘接在一起，所述复合纤维的外层纤维的熔点比内芯纤维的熔点低。
优选地，所述泡沫颗粒与复合纤维的重量比为0.1～5∶1。
优选地，所述泡沫颗粒的材质为三聚氰胺甲醛和聚氨酯中的其中一种或几种的混合物。
优选地，所述外层纤维、内芯纤维的材质为PET或PP。
优选地，所述复合纤维的外层纤维的熔点比内芯纤维的熔点至少低5℃。
优选地，还包括天然纤维、化学纤维和纺毡破碎料中的任意一种或几种，其与复合纤维的重量比为0.1～1∶1。
更优选地，所述天然纤维为竹纤维、麻纤维、棉纤维和柳纤维中的任意一种或几种；化学纤维为丙纶、涤纶、芳纶和氨纶中的任意一种或几种。
优选地，当采用两种以上不同孔径的泡沫颗粒时，粒径较小的泡沫颗粒填充在孔径较大的泡沫颗粒的孔径中。
本发明还提供了上述复合吸音材料的制备工艺，其特征在于，将泡沫颗粒与复合纤维混合均匀后，加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却，泡沫颗粒随即粘接在一起。
优选地，所述加热的具体方式为：将泡沫颗粒与复合纤维放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点以上且不超过内芯纤维的熔点。
纤维直径越粗，吸收音频的频率越高，纤维直径越细，吸收音频的频率越低；泡沫材料的孔径越大，吸收音频的频率越高，泡沫材料的孔径越小，吸收音频的频率越低。本发明依据上述规律可任意组合，已达到精确控制须要吸收的音频的频率范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、既具有纤维吸音材料的隔热性好的优点，又具有泡沫颗粒质量轻的优点；
2、根据需要可生产吸收不同配方、形状的吸音材料，且制备工艺简单；
3、相同体积的吸音材料用料更少；
4、废料可通过热塑、压制等步骤重复使用，节约原料，且无污染。
附图说明
图1为现有汽车用复合吸音材料的结构示意图；
图2为新型吸音材料的结构示意图；
图3为本发明提供的复合吸音材料的结构示意图；
图4为不同孔径泡沫颗粒的结构示意图；
图5为实施例6制得的吸音材料的吸音率的数据图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(三聚氰胺甲醛泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维和内芯纤维均为PET，且外层纤维的熔点比内层纤维低5℃)以重量比0.1∶1的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
上述制得的复合吸音材料如图3所示，泡沫颗粒1通过复合纤维2粘接在一起，粒径较小的泡沫颗粒1-2填充在孔径较大的泡沫颗粒1-1的孔径中，如图4所示。
实施例2
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(聚氨酯泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维和内芯纤维均为PP，且外层纤维的熔点比内层纤维低8℃)以重量比5∶1的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
实施例3
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(三聚氰胺甲醛泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维为PP，内芯纤维为PET，且外层纤维的熔点比内层纤维低10℃)、竹纤维以重量比1∶2∶2的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
实施例4
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(三聚氰胺甲醛泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维和内芯纤维均为PET，且外层纤维的熔点比内层纤维高5℃)、麻纤维、丙纶纤维以重量比1∶1∶1∶1的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
实施例5
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(三聚氰胺甲醛泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维和内芯纤维均为PET，且外层纤维的熔点比内层纤维低5℃)、涤纶纤维以重量比1∶1∶1的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
上述制得的复合吸音材料如图3所示，泡沫颗粒1通过复合纤维2粘接在一起，粒径较小的泡沫颗粒1-2填充在孔径较大的泡沫颗粒1-1的孔径中，如图4所示。
实施例6
一种复合吸音材料的制备工艺：
将泡沫颗粒1(聚氨酯泡沫塑料破碎料)与复合纤维2(外层纤维和内芯纤维均为PP，且外层纤维的熔点比内层纤维低8℃)、棉纤维、芳纶纤维以重量比2∶1∶1∶2的比例混合均匀放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却至室温，泡沫颗粒1随即粘接在一起。
将本实施例制得的吸音材料制成不同厚度进行吸音试验，试验结果如图5所示。图中，横坐标为频率(单位：Hz)，纵坐标为吸音率，每条数据线上的数值为吸音材料的厚度。
Claims (10)
1.一种复合吸音材料，其特征在于，包括至少一种孔径的泡沫颗粒(1)，泡沫颗粒(1)通过复合纤维(2)粘接在一起，所述复合纤维(2)的外层纤维的熔点比内芯纤维的熔点低。
2.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，所述泡沫颗粒(1)与复合纤维(2)的重量比为0.1～5∶1。
3.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，所述泡沫颗粒(1)的材质为三聚氰胺甲醛和聚氨酯中的其中一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，所述外层纤维、内芯纤维的材质为PET或PP。
5.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，所述复合纤维(2)的外层纤维的熔点比内芯纤维的熔点至少低5℃。
6.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，还包括天然纤维、化学纤维和纺毡破碎料中的任意一种或几种，其与复合纤维的重量比为0.1～1∶1。
7.如权利要求6所述的复合吸音材料，其特征在于，所述天然纤维为竹纤维、麻纤维、棉纤维和柳纤维中的任意一种或几种；化学纤维为丙纶、涤纶、芳纶和氨纶中的任意一种或几种。
8.如权利要求1所述的复合吸音材料，其特征在于，当采用两种以上不同孔径的泡沫颗粒(1)时，粒径较小的泡沫颗粒填充在孔径较大的泡沫颗粒的孔径中。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的复合吸音材料的制备工艺，其特征在于，将泡沫颗粒(1)与复合纤维(2)混合均匀后，加热至外层纤维的熔点，使外层纤维熔融后冷却，泡沫颗粒(1)随即粘接在一起。
10.如权利要求9所述的复合吸音材料的制备工艺，其特征在于，所述加热的具体方式为：将泡沫颗粒(1)与复合纤维(2)放入金属模具后，对模具外壁吹热风，将模具加热至外层纤维的熔点以上且不超过内芯纤维的熔点。
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