CN113858731B - 一种吸声材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种吸声材料及其制备方法。所述吸声材料包括：相连接的第一吸声层、芯层以及第二吸声层，其中，所述第一吸声层为木质微波膨化材料；所述芯层包含有填充物；所述第二吸声层为实木穿孔板。本发明的吸声材料的吸声性能优异，且原材料资源丰富，廉价易得。本发明的制备方法简单易行，原料易于获取，且可实现连续化、规模化生产。

Description

一种吸声材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种吸声材料及其制备方法，具体涉及一种高性能实木吸声材料及其制备方法，属于木材领域。
背景技术
在现代生活中，尤其在城市中，噪音污染已经成为困扰人们的难题之一，噪音污染不仅危害人的身体健康，使人注意力不集中、听力下降、影响人们正常生活和工作，甚至可能使人患上心理疾病。如何减少噪音污染，制造出性能好的吸声或隔声材料、消除噪声污染，成为研究人员一直致力于解决的问题。
实木木材(以下简称木材)因其纹理色泽具有亲和性、易加工和可再生等优点，广泛应用于家具和室内装饰性材料的制造。木材是一种多孔有机材料，内部有诸多孔隙，这为木材应用于多孔吸声材料提供基础(多孔吸声材料要求多孔材料内部有大量彼此相连的孔隙，并且孔隙连通至材料表面)。与其他三大建筑材料(水泥、塑料、钢铁)相比之下，木材是其中吸声潜力最大的材料。但木材中相当一部分孔隙之间并不互相连通，导致部分木材的实际吸声系数并不高，甚至不能归为吸声材料的范畴。如何处理木材以改善木材的吸声性能以应对噪声污染、增加木材的应用范围，是值得深入研究的问题。
现有对木材吸声性能研究，多是木材与泡沫水泥等其他材料进行复合来提高吸声性能，而涉及到木材自身吸声性能的研究偏少。中国专利(申请号00120631.1)介绍了一种制造木材泡沫水泥吸声板的方法，但水泥属于不可再生资源，且生产过程可能会造成环境污染问题；现有对穿孔吸声板的研究主要是金属穿孔板(不锈钢穿孔板和铝制穿孔板)的研究，木质声学材料的领域的研究相对较少。在木质声学材料的领域涉及到人造板基穿孔板吸声材料的研究较多，而涉及到实木穿孔板吸声的研究偏少。人造板基穿孔板多为密度纤维板，但纤维板的施胶量较大，可能存在甲醛污染等问题。因此，开发出一种利用实木木材制备高性能吸声材料的方法是非常必要的。
现有技术中，实木木材吸声性能的提高可以通过物理、化学或生物的方法改变木材的孔隙率，使其相互连通的孔隙增多，内部微孔通至材料表面以提高实木的吸声能力。近些年来，微波处理和穿孔处理是木材的功能化应用的重要的方法。但是，微波处理是木材以及穿孔处理的实木的吸声效果均还不能达到用于室内吸声所需的效果。
因此，研究一种改善木材的吸声性能以应对室内噪声污染成为亟待解决的技术问题。
发明内容
发明要解决的问题
鉴于现有技术中存在的技术问题，例如，吸声性能不佳等，本发明首先提供一种吸声材料。本发明的吸声材料的吸声性能优异，且利用实木作为原料，能够提升速生人工林的附加价值。
进一步地，本发明还提供一种吸声材料的制备方法，该制备方法简单易行，原料易于获取，且可实现连续化、规模化生产。
用于解决问题的方案
本发明提供一种吸声材料，其包括：相连接的第一吸声层、芯层以及第二吸声层，其中
所述第一吸声层为木质微波膨化材料；
所述芯层包含有填充物；
所述第二吸声层为实木穿孔板。
根据本发明所述的吸声材料，其中，所述木质微波膨化材料为经微波处理得到。
根据本发明所述的吸声材料，其中，所述填充物包括聚氨酯泡沫、玻璃棉或岩棉中的一种或两种以上的组合。
根据本发明所述的吸声材料，其中，所述实木穿孔板的孔径为1mm-8mm，孔间距为5mm-40mm。
本发明还提供一种根据本发明所述的吸声材料的制备方法，其包括：使用胶黏剂将第一吸声层、芯层以及第二吸声层进行粘接的步骤。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述第一吸声层的制备方法包括以下步骤：对实木进行微波处理，得到木质微波膨化材料。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述微波处理的频率为0.1-24GHz，优选为915-2450MHz；所述微波处理的功率为5kW-300kW，优选为20kW-140kW；所述微波处理的时间为5s-180s，优选为10s-60s。
根据本发明所述的制备方法，其中，在进行微波处理之前，调整实木的含水率为20％-100％，优选为20％-70％，更优选为30％-60％；和/或
采用连续隧道式高强微波处理设备进行微波处理。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述第一吸声层的制备方法还包括：对所述木质微波膨化材料进行干燥处理。
根据本发明所述的制备方法，其中，所述第二吸声层的制备方法包括：对实木进行穿孔的步骤。
发明的效果
本发明的吸声材料的吸声性能优异，且原材料资源丰富，廉价易得。
本发明的制备方法简单易行，原料易于获取，且可实现连续化、规模化生产。
本发明的生产过程中不使用任何有毒害的化学药剂，符合可持续发展的理念。
附图说明
图1示出了本发明的一种实施方式的吸声材料的示意图；
图2示出了本发明的一种实施方式的吸声材料的吸声原理图。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。
另外，为了更好地说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
需要说明的是：
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
如无特殊声明，本发明所使用的单位均为国际标准单位，并且本发明中出现的数值，数值范围，均应当理解为包含了工业生产中所允许的误差。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
<第一方面>
本发明的第一方面提供一种吸声材料，其包括：相连接的第一吸声层、芯层以及第二吸声层，其中
所述第一吸声层为木质微波膨化材料；
所述芯层包含有填充物；
所述第二吸声层为实木穿孔板。
本发明的吸声材料既有多孔吸声特性，又有共振吸声性能特性，从而可以高效地吸收声能。
第一吸声层
本发明首先设置第一吸声层，作为吸收声能的第一道屏障。具体地，所述第一吸声层为木质微波膨化材料。本发明通过使用木质微波膨化材料，从而改善实木的吸声性能。
在本发明中，所述木质微波膨化材料可以是经微波膨化得到。对于微波膨化的方式，本发明不作特别限定，可以根据需要进行设定。
另外，对于第一吸声层的实木材料，本发明不作特别限定，可以是本领域任何可行的实木材料，具体可以是速生人工林实木。例如：辐射松、樟子松、桉木、杨木等实木。
进一步，对于第一吸声层的厚度，本发明不作特别限定，可以根据需要设置第一吸声层的厚度。具体地，本发明的第一吸声层的厚度为5-50mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm等。
芯层
本发明通过设置芯层，从而进一步改善吸声材料的吸声性能。本发明使用芯层的目的是为了大幅度提高吸声性能。另外，通过使用芯层，还能够起到保温隔热的功效。
进一步，对于填充物，本发明不作特别限定，可以根据需要进行选择。具体地，在本发明中，所述填充物包括聚氨酯泡沫、玻璃棉或岩棉中的一种或两种以上的组合。
进一步，对于芯层的厚度，本发明不作特别限定，可以根据需要设置芯层的厚度。具体地，本发明的芯层的厚度为5-40mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm等。
第二吸声层
本发明的第二吸声层为实木穿孔板。本发明通过设置实木穿孔板，从而进一步改善吸声材料的吸声性能。
在一些具体的实施方案中，实木穿孔板经过合适的孔径结构设计(孔径、孔距、穿孔率等)具有相应的选择性，可以选择性吸收特定频率下的声波，从而解决吸声材料在低频段吸声性能差的问题。具体而言，所述实木穿孔板的孔径为1mm-8mm，例如：2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm等；孔间距为5mm-40mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm等。
进一步，对于孔结构与孔结构之间的排列情况，本发明不作特别限定，可以根据需要进行排列，优选地，孔结构与孔结构之间可以呈规则的行列排列。也可以根据实际装饰需要，对孔结构的排列形式做出调整。例如，孔结构可以排列成五角星等图案。
另外，对于第二吸声层的实木材料，本发明不作特别限定，可以是本领域任何可行的实木材料，具体可以是速生人工林实木。例如：辐射松、樟子松、桉木、杨木等实木。本发明的吸声材料可以高效地吸收声能。当有声波入射时，第一吸声层可以吸收掉一部分能量，一部分被第一吸声层表面反射，还有一部分透射进入芯层；透射进芯层的声波重复这个过程，也是一部分被芯层所吸收，一部分被反射后再被第一吸声层所吸收，另一部分透射进入第二吸声层继续透射和被吸收。其中，中高频段的声能主要被第一吸声层和芯层吸收，低频段声能被第二吸声层所吸收，从而产生协同作用，达到有效吸声。
另外，本发明根据需要可以设置吸声材料的总层数，具体地，该吸声材料可以为3层、5层、6层、7层、8层等。举例而言：当吸声材料为5层时，可以含有依次相连接的木质微波膨化材料、芯层、实木穿孔板、芯层以及木质微波膨化材料化材料。
在本发明中，所述吸声材料的平均吸声系数为0.3以上，优选为0.4以上，更优选为0.45以上，例如：0.3～0.8，优选为0.4～0.7，更优选为0.45～0.65。
<第二方面>
本发明的第二方面提供一种根据本发明第一方面所述的吸声材料的制备方法，其包括：使用胶黏剂将第一吸声层、芯层以及第二吸声层进行粘接的步骤。
对于胶黏剂，本发明不作特别限定，可以是本领域常用的一些胶黏剂，可以根据需要选用任何可行的胶黏剂。具体地，所述胶黏剂可以是：异氰酸酯胶、环保大豆胶、环氧树脂胶等中的一种或两种以上的组合。
制备第一吸声层
本发明通过对实木进行微波处理，从而获得所需要的木质微波膨化材料，能够改善吸声材料的吸声性能。
对于实木的来源，可以通过采伐生材，将生材用锯切的方式制成实木方材。一般而言，实木方材的长度可达2100～2300mm，宽度可达200～220mm，厚度可达100～250mm。
本发明通过微波处理，使实木中的水分子在交变电场的作用下迅速旋转、摩擦生热，水分迅速汽化。当实木中汽化的水分子达到一定的压力时，会冲破木材的纹孔膜、射线薄壁细胞等组织薄弱的微观结构导致破坏，甚至会产生肉眼可见的裂纹，实木内部的通向表面的孔隙增加，使声波更容易进入实木。
在一些具体的实施方案中，为了使微波处理的效果最大化，可以在进行微波处理之前，调整实木的含水率为20％-100％，优选为20％-70％，更优选为30％-60％，例如：40％、50％、80％、90％等。这是因为，实木方材含水率过高会降低微波穿透能力，导致微波处理效果不佳，因此需要放入干燥窑或者干燥棚中进行干燥。根据所处理树种的不同，微波处理前的含水率要求也不完全相同，例如，辐射松要求控制含水率为40％-60％，杨木的含水率为40％-50％。
在一些具体的实施方案中，为了获得吸声性能优异的木质微波膨化材料，所述微波处理的频率为0.1-24GHz，优选为915-2450MHz，例如：100MHz、300MHz、600MHz、900MHz、1000MHz、1500MHz、1800MHz、2000MHz、3000MHz、5000MHz、8000MHz、10000MHz等；所述微波处理的功率为5kW-300kW，优选为20kW-140kW，例如：10kW、30kW、50kW、70kW、90kW、120kW、150kW、180kW、200kW、220kW、250kW、280kW等；所述微波处理的时间为5s-180s，优选为10s-60s，例如：20s、30s、40s、50s、70s、90s、100s、120s、140s、160s、170s等。
本发明通过采用功率为5kW-300kW的微波对实木方材进行处理，高强微波处理可以破坏实木方材中薄弱的组织结构，导致形成大量肉眼可见的宏观裂缝，实木方材部分闭塞孔隙打开，可以导致更多的声波在裂缝与孔隙中反射而被消耗。
对于微波处理的设备，本发明不作特别限定，考虑到连续化生产、规模化生产，可以采用续隧道式高强微波处理设备进行微波处理。
在一些具体的实施方案中，可以将上述木质微波膨化材料进行干燥处理，例如，将其平衡含水率控制为3-12％，例如：4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％等，从而有利于吸声系数的提高。具体对于干燥的方式，本发明不作特别限定，可以在干燥窑或者干燥箱中进行。具体地，干燥的温度可以为60℃-103℃，例如：65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃等；干燥的时间可以为3h-24h，例如：5h、8h、10h、12h、15h、18h、20h、22h等。
制备第二吸声层
本发明通过对实木进行穿孔处理，从而获得实木穿孔板，从而改善吸声材料的吸声性能。
对于穿孔的方式，本发明不作特别限定，可以是本领域常用的穿孔方式，例如：采用钻孔机、钻床、激光打孔机等进行穿孔。本发明对穿孔时的力度等条件不作特别限定，只要能获得相应的孔结构即可。具体地，所述实木穿孔板的穿孔率可以是1-10％，例如，1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。进一步，所述实木穿孔板的孔径为1mm-8mm，孔间距为5mm-40mm。
实木通过穿孔处理后，可以利用共振吸声效应进行吸声。当有声波进入时，激发孔中的空气做循环往复运动，与孔壁发生摩擦，有效地将声能通过振动的方式转化为热能散失而达到吸声效果。还可以通过控制孔距、孔径、穿孔率和板后空腔的方式调节共振峰的位置吸收不同特点的噪声。
制备吸声材料
在芯层的两边涂覆胶黏剂，涂胶量为80g/m2-300g/m2，例如：100g/m2、120g/m2、150g/m2、180g/m2、200g/m2、220g/m2、250g/m2、280g/m2等。将第一吸声层、芯层和第二吸声层粘合在一起。
具体地，所述涂覆过程中，可以采用冷压的方式，以使得第一吸声层、芯层和第二吸声层粘合至一起。具体地，所述冷压的压力为0.4MPa-2MPa，例如：0.6MPa、0.8MPa、1MPa、1.2MPa、1.5MPa、1.8MPa等；所述冷压的时间为5min-180min，例如：10min、20min、50min、80min、100min、120min、140min、160min等；从而制备得到吸声材料。
实施例
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
本发明实施例中所处理的实木方材为辐射松(Pinus radiata)，进口于新西兰，初始含水率为70％-100％，密度为0.65g-0.80/cm3，将辐射松方材制成规格为2200mm×200mm×120mm(长×宽×厚)的实木方材待处理。
实施例中，所使用的连续隧道式微波处理设备的生产厂家为：南京三乐微波技术发展有限公司，型号为WX100L，隧道谐振腔的长度为0.5m。
实施例1
将采伐的辐射松生材用锯切的方式制成尺寸为1200mm×200mm×120mm的实木方材，干燥至含水率50％左右。使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理，其中，微波处理的功率在140kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为30s。之后再经过锯切，锯切为400mm×200mm×20mm的材料，再干燥至平衡含水率5％，得到微波处理材，为第一吸声层。
将实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面实木板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为5mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔间距为20mm，穿孔率为4.19％，为第二吸声层。
将三聚氰胺吸声棉制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层。在芯层两面涂刷白乳胶胶黏剂，涂胶量200g/m2。将第一吸声层、芯层和第二吸声层按顺序进行组合后冷压，冷压压力为1MPa，冷压时间为60min。冷压后在室温条件下放置24h，得到高性能吸声材料。
实施例2
将采伐的辐射松生材用锯切的方式制成尺寸为1200mm×200mm×120mm的实木方材，干燥至含水率为50％左右。使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理，其中，微波处理的功率在140kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为30s。之后再经过锯切，锯切为400mm×200mm×20mm的材料，再干燥至平衡含水率5％，得到微波处理材，为第一吸声层。
将实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面实木板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为5mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为4.19％，为第二吸声层。
将聚氨酯吸声板制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层。芯层两面涂刷白乳胶胶黏剂，涂胶量150g/m2。将第一吸声层、芯层和第二吸声层按顺序进行组合后冷压，冷压压力为1MPa，冷压时间为60min。冷压后在室温条件下放置24h，得到高性能吸声材料。
实施例3
将采伐的辐射松生材用锯切的方式制成尺寸为1200mm×200mm×120mm的实木方材，干燥至含水率50％左右。使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理，其中，微波处理的功率为140kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为30s。之后再经过锯切，锯切为400mm×200mm×20mm的材料，再干燥至平衡含水率5％，得到微波处理材，为第一吸声层。
将实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面实木板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为5mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为4.19％，制备数量为2，分别为第二吸声层和第三吸声层。
将三聚氰胺吸声棉制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层，在层合界面之间涂刷胶黏剂，涂胶量200g/m2，按照第一吸声层，第二吸声层、芯层和第三吸声层的顺序组合进行冷压，冷压压力1MPa，冷压时间60min，在室温条件下放置24h，得到高性能吸声材料。
实施例4
将采伐的辐射松生材用锯切的方式制成尺寸为1200mm×200mm×120mm的实木方材，干燥至含水率50％左右后。使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理，其中，微波处理的功率为140kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为30s。再经过锯切，锯切为400mm×200mm×20mm的材料，再干燥至平衡含水率为5％，得到微波处理材，为第一吸声层。
将实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面实木板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为5mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为4.19％，制备数量为2，分别为第二吸声层和第三吸声层。
将聚氨酯吸声板制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层，在层合界面之间涂刷胶黏剂，涂胶量150g/m2，按照第一吸声层，第二吸声层、芯层和第三吸声层的顺序组合进行冷压，冷压压力为1MPa，冷压时间为60min，在室温条件下放置24h，得到高性能吸声材料。
对比例1
(1)通过自然干燥(中国林业科学研究院气干棚)或干燥箱干燥(干燥温度63℃)，使辐射松实木方材的含水率控制在60％-70％。
(2)将上述辐射松实木方材使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理，其中，微波处理的工艺参数为：微波处理的功率为100kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为20s。
(3)将步骤(2)中的中所得实木方材干燥，使辐射松方材的含水率控制在5％。
对比例2
(1)通过自然干燥或干燥箱干燥的方式使辐射松实木方材的含水率控制在20％左右，不进行任何微波处理。
(2)将未经微波处理的实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为6mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为4.19％。
对比例3
(1)通过自然干燥(中国林业科学研究院气干棚)或干燥箱干燥(干燥温度63℃)，使辐射松实木方材的含水率控制在65％左右。
(2)将上述辐射松实木方材使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理。其中，微波处理的工艺参数为：微波处理的功率为100kW，微波处理的频率为915MHz，微波处理的时间为20s。
(3)将步骤(2)中的中所得实木方材干燥，使辐射松方材的含水率控制在5％。
(4)将步骤(3)中实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面实木板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为5mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为4.19％。
对比例4
将采伐的辐射松生材用锯切的方式制成尺寸为1200mm×200mm×120mm的实木方材，干燥至含水率50％左右。使用连续隧道式微波处理设备进行微波处理。其中，微波处理的工艺参数为：微波处理的频率为915MHz，微波处理的功率为140kW，微波处理的时间为30s。再经过锯切，锯切为2个400mm×200mm×20mm的材料，再干燥至平衡含水率，得到微波处理材，为第一吸声层和第二吸声层。
将聚氨酯吸声板制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层。芯层一面涂刷白乳胶胶黏剂，涂胶量150g/m2，与第一吸声层和第二吸声层进行组合后冷压，冷压压力为1MPa，冷压时间为60min，在室温条件下放置24h，得到对比例4。
对比例5
将未经微波处理的实木方材锯切成400mm×200mm×20mm(长×宽×厚)的弦切面板材。通过钻孔机在实木板的厚度方向上打出贯通直孔，第一个孔的中心距离长边和宽边的距离为均20mm，孔径为6mm。沿与宽边平行的方向每行打9个孔，一共打19行孔，孔距为20mm，穿孔率为6.04％。按照上述方法制备出2个穿孔吸声板，分别为第一吸声层和第二吸声层。
将制成400mm×200mm×15mm(长×宽×厚)的板材，作为芯层。芯层两面涂刷白乳胶胶黏剂，涂胶量150g/m2，与第一吸声层和第二吸声层进行组合后冷压，冷压压力为1MPa，冷压时间为60min，在室温条件下放置24h，得到对比例5。
性能测试
1、平均吸声系数
采用阻抗管法测量实木吸声材料的吸声系数，测试按照声学-阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第二部分：传递函数法(GB/T18696.2-2002)对上述实施例和对比例中做的实木吸声材料的吸声性能进行测试，测定结果如表1所示。
表1
实施例 平均吸声系数
实施例1 0.497
实施例2 0.538
实施例3 0.640
实施例4 0.626
对比例1 0.175
对比例2 0.190
对比例3 0.240
对比例4 0.208
对比例5 0.251
2、其它声学参数
按照声学-阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第二部分：传递函数法(GB/T18696.2-2002)对上述实施例和对比例中做的实木吸声材料的其它吸声性能进行测试；其中，共振频率为吸声系数最大峰值所对应的频率，吸声系数最大峰值即为最大吸声系数，吸声频带宽度是指吸声特性曲线峰值下降一半时所对应的两个频率之差。
表2
分组 共振频率(Hz) 最大吸声系数 吸声频带宽度(Hz)
实施例1 400 0.60 600
实施例2 400 0.89 575
实施例3 630 0.80 875
实施例4 630 0.65 1125
对比例1 315 0.45 200
对比例2 400 0.76 200
对比例3 160 0.72 200
对比例4 160 0.81 300
对比例5 160 0.63 275
共振频率并不能评价吸声性能的好坏，仅仅在于能够评价最佳吸声性能是在什么频段，比如低频、中频、高频。共振频率处对应的是最大吸声系数，衡量吸声性能的主要指标还是平均吸声系数，最大吸声系数作为辅助。吸声频带宽度是一个重要指标，宽度越大，代表能吸声的频率越宽泛。
由表1可以看出，本发明的实木吸声材料相比对比例1-5的共振频率高，吸声频带宽度大，吸声的频率更为宽泛。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种吸声材料，其特征在于，包括：相连接的第一吸声层、芯层以及第二吸声层，其中
所述第一吸声层为实木微波膨化材料；
所述芯层包含有填充物；
所述第二吸声层为实木穿孔板；
所述实木微波膨化材料为经微波处理得到；
所述填充物包括为聚氨酯吸声板或三聚氰胺吸声棉。
2.根据权利要求1所述的吸声材料，其特征在于，所述实木穿孔板的孔径为1mm-8mm，孔间距为5mm-40mm。
3.一种根据权利要求1或2所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，包括：使用胶黏剂将第一吸声层、芯层以及第二吸声层进行粘接的步骤。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一吸声层的制备方法包括以下步骤：对实木进行微波处理，得到实木微波膨化材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述微波处理的频率为915-2450MHz；所述微波处理的功率为20kW-140kW；所述微波处理的时间为10s-60s。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，在进行微波处理之前，调整实木的含水率为30％-60％；
采用连续隧道式高强微波处理设备进行微波处理。
7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第一吸声层的制备方法还包括：对所述实木微波膨化材料进行干燥处理。
8.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述第二吸声层的制备方法包括：对实木进行穿孔的步骤。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249561A2 (fr) * 2001-04-13 2002-10-16 Tarkett Sommer S.A. Revêtement de sol multicouche, à poser flottant
CN105965638A (zh) * 2016-07-11 2016-09-28 中国林业科学研究院林业新技术研究所 微波处理重组材及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249561A2 (fr) * 2001-04-13 2002-10-16 Tarkett Sommer S.A. Revêtement de sol multicouche, à poser flottant
CN105965638A (zh) * 2016-07-11 2016-09-28 中国林业科学研究院林业新技术研究所 微波处理重组材及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李善明等.高能微波预处理辐射松木材的弯曲性能研究.木材工业.2020,第34卷(第5期),1-6. *
王军锋等.木质吸声材料的研究进展.木材加工机械.2015,第26卷(第4期),49-52. *

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