CN1228758C - 隔音吸音材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隔音技术以及隔音材料，具体涉及一种非匀质结构的隔音吸音材料，包括软质弹性材料的基体以及分布散列在所述基体中与所述基体构成一有机整体的多个刚性能量载体，所述刚性能量载体的比重是所述基体比重的两倍或两倍以上，其中，所述基体在所述有机整体中所占体积为10%-90%。这种隔音吸音材料，将声能转化为动能使载体运动，并消耗于软质弹性阻尼材料中，可用于任何形状的室空隔音，用这类材料往需隔音室空内壁一贴，即可将噪音拒之于外。这种隔音吸音材料可薄至2mm，甚至1mm，软质可卷折，隔音吸音性能大大优于同厚度钢板和现有隔音材料。

Description

隔音吸音材料

技术领域

本发明涉及隔音吸音技术，具体涉及一种新型的非匀质的隔音吸音材料。

背景技术

建筑声学中存在“质量定律”，该质量定律说明材料或结构的单位面积质量越大，隔音效果越好。目前的隔音吸音材料是基于上述质量定律发展起来的单层匀质结构的组合运用，多为各种单质构件的多层粘压组合的刚性阻热隔音产品，如中国专利申清号87108121.0，01135790.8，94106409.3等所公开。单层匀质构件的隔音性能主要由控制其振动的三个物理量来决定，即墙板的面密度、墙板的劲度和材料的内阻尼。尖劈吸声理论的应用范围较窄。要找到隔音吸音量在20dB以上厚度在5mm以下的隔声材料，唯有选择钢板、铅板(参见中国建筑工业出版社2000年8月出版的《建筑功能材料》P197钢板、铅板隔声量曲线)一类刚性物质，但实际使用又受到刚性和固体声透声的限制而无法广泛应用。由于小面积材料隔音量的测试的困难，也局限了人们对隔音材料的进一步认识和研究。现有隔音吸音产品多为阻热材料的附带功能产品，隔音性能差，部分有隔音效果的材料则存在较厚和刚性较大的缺点，也没有将质量定律和单质材料内阻尼理论运用好，限制了隔音材料的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有隔音吸音材料的刚性、隔音吸音量低、且厚度较大给实际生产应用带来的不足，提供一种具有隔音功能和吸音功能的材料，使得这种隔音材料的隔音和吸音量在20dB甚至30dB以上，而厚度可以是在1mm以上各种厚度，而且可以加工成软质薄板状或任意形状的产品形式。

本发明的上述技术问题这样解决，构造一种隔音吸音材料，包括软质弹性材料的基体以及分布散列在所述基体中与所述基体构成一有机整体的多个刚性能量载体，所述刚性能量载体的比重是所述基体比重的两倍或两倍以上，其中，所述基体在所述有机整体中所占体积为10％-90％。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述刚性能量载体以混合、涂布、压入、植入或其它方式分布散列并结合在所述基体中，也可以通过粘合剂与所述基体分布散列并结合。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述基体可以是以下材料中的一种或数种：橡胶、塑料、涂料、纤维材料、树脂材料或粘合剂。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述刚性能量载体可以由以下材料中的一种或数种构成：金属、金属氧化物、非金属氧化物、混合物及组合物材料。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述刚性能量载体以夹层方式分布散列在所述基体中，夹层之间可以通过粘合剂结合。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述刚性能量载体的形状可以是球形、棱形、双锥形、单锥形、条形、粉粒状、不规则块状或其它任意形状。

在按照本发明提供的隔音吸音材料中，所述有机整体的隔音吸音材料可以加工成板材或其他需要的形状。

实施本发明提供的上述隔音吸音材料，可替代目前许多产品，用途广泛，可用于隔音又可用于吸音，还可用于隔断固体声透射声，可用于任何需要隔音吸音的地方。例如汽车、机器房、发电机房、军用、高速干道、娱乐场所、办公场所、居室等，只要选料适当，可用于超高温、超低温和潮湿的恶劣环境；使用方便，再增加层数提高隔音效果也十分方便；加贴装饰性材料或刚性材料也十分方便；还具有结构简单，制造方便，选用原材料普通，成本低，可任意卷、折、裁剪，不怕碰撞，运输方便等许多优点。这种材料的厚度可以是在1mm以上各种厚度，而且可以加工成软质薄板状或任意形状的产品形式。例如可以作成挂毯状，用它往有需要的空间内壁一贴或挂，可将绝大部分声能分隔于里外，用它用于汽车内，可消除大部分噪声，还可制造高隔音值的隔音墙。

具体实施方式

本发明解决其技术问题的科学依据是：将质量定律、单质材料内阻尼理论、尖劈吸音理论三者有机地结合起来发展隔音吸音材料。根据单质材料内阻尼理论，选取软质富有弹性的有机材料作本发明隔音吸音材料的基体，充分利用它的内阻尼特性，按需要可选用单质有机材料，也可选用混合材料。如在软质弹性匀质材料中加入任何增量性或改性物质，只要产成品基体仍具有软质弹性特性，均不影响成品具有的优良隔音吸音性能。

本发明隔音吸音材料中的刚性能量载体，可根据质量定律选取较大比重的物质，其比重应比基体材料比重大1倍以上，比重越大，体积越小，制造出来的隔音吸音材料越薄，例如金属、金属氧化物、非金属氧化物、各种混合物或它们的组合物，充分利用较大重量物体的运动或振动需要消耗较大能量的特性。根据尖劈效应理论，可将所述刚性能量载体做成双锥形、棱形、球形、不规则形状、粉粒状或任意形状，使它们铺排成所需要形状，用所选取的软质有弹性材料的基体与刚性能量载体粘结成板状或所需要产品形状，即成为本发明的隔音吸音材料，不管它们的粘结过程是用混合、涂布、压入、植入、夹层粘合等任何方法，也不管刚性能量载体是否被软质弹性材料的基体完全覆盖粘结，只使是部分被粘结，两面或单面裸露，只要已被粘牢形成不穿孔的板形或所需产品形状，即具有较好隔音吸音功能。如果将刚性能量载体做成具有尖劈效应形状，并使它们有序定向地铺排成所需产品的形状，将基体材料用任何方式方法使它们粘结成形，或完全覆盖粘结，效果将是更好。可单层或多层地铺排粘结，又可单层或多层复合使用。较大比重的刚性能量载体在整个隔音吸音材料所占体积为10-90％，只要求刚性能量载体在结构内互相之间不紧贴挤压，有一定的间隙，使基体有效地发挥弹性阻尼特性。软质弹性材料的基体在整个隔音吸音材料所占体积比例在10-90％，要求能将较大比重的固体物质粘结成不穿孔透气的成形材料即可。软质弹性材料的基体选择硬度(邵氏A)70硬度值以下，硬度值偏低较好。

这种隔音吸音材料在隔声应用时，声波传入隔音吸音材料，推动板面，声能振动由表及里，初始由于板状基体的软质弹性和刚性能量载体的静态惯性因素，较大比重的刚性能量载体的振动幅度又受制于弹性物质的反向拉力，形成回弹，与后期传入的声能形成对撞抵消产生微热；同时，该刚性能量载体的有序排列，又形成尖劈，声波传入材料后，尖劈效应使声波横向辐射，在材料内形成互相抵消产生微热。这样，刚性能量载体的振动、弹性基体的阻尼作用、尖劈效应横向辐射的互相抵消三者都在消耗能量。这种结构的材料在声波传播中形成了有效的阻碍作用，使声能最大限度地消耗于材料体内，形成隔音消音效果。其隔声原理是使声能消耗于材料内部变成微热量，所以能够成为优良的隔音消音材料。由于基体的软质弹性表面对声波的吸受较大，吸受声能消耗于体内，所以它又是优良的吸音消音材料。将它稍为改良，加贴一层普通的吸音材料效果更好，所以它既是隔音材料，又是吸音材料。

根据以上原理，利用各种原材料可生产一系列隔音吸音材料。用天然橡胶、合成橡胶、硅橡胶或它们的各种混合物与金属、金属氧化物、非金属氧化物、混合物及组合物作原料，既可在橡胶硫化前将它们压制成形后硫化成产品，又可在橡胶硫化后的薄板之间用粘合剂将刚性能量载体粘上做成夹层产品。用软质弹性发泡涂料与比它的比重大1倍以上的物质作原料，先用发泡涂料涂上一层，将球粒状或砂粒状的大比重物质均匀粘上一层，再涂上一层发泡涂料，如此可做成多层隔音吸音层。用海绵状物质作原料，做成与刚性能量载体的夹层产品，只需注意用软性粘合剂将夹层涂至不透风。闭孔泡沫塑料也是很好的原材料。产品形状可做成各种厚度的薄板状供选用，可做成厚度较大作隔音墙用的多层夹层产品，还可做成预先设计好的任意形状的机器隔音套件或耳机隔音护套等。

实施举例1：选择硅橡胶作为基体材料，选择铁珠作为刚性能量载体。方法是在平铺于平板上的薄膜上均匀涂布硅橡胶，将3mm铁珠密布粘于硅橡胶上，再在铁珠上刮涂硅橡胶并压平成3.2mm均匀薄板，硫化成形即成为薄板形隔音材料。为了对比测试效果，同时做一块单面覆盖硅橡胶，另一面裸露铁珠，铁珠裸露约一半，厚度同为3.2mm薄板；又做一块同样3.2mm无铁珠的净硅橡胶薄板。为了解以上法生产的薄板的隔音值，须有隔音测试结果。目前的试验室测试方法及设备过于稀少，试件要求10平方米过于苛刻。用以上法制作的3.2mm铁珠胶薄板模拟实验室测试条件设计一种小型测试装置代替试验室测试装置。用对比测试法测试净硅橡胶薄板、有铁珠的薄板、单面裸露铁珠薄板和同厚度的钢板，结果测得粘结有铁珠的薄板和单面裸露铁珠的薄板的隔音量远大于净硅橡胶薄板的隔音值，比同厚度的钢板隔音量还高。

实施例2：选用发泡塑料膜(用于木地板防潮或包装用闭孔发泡塑料膜)作为基体材料，选用小石头作为刚性能量载体。其制造方法是在平铺的3mm厚发泡塑料膜上均匀地粘上一层表面涂有粘合剂的任意形状5mm大小小石子后，粘上一层发泡塑料膜，再均匀粘上一层涂有粘合剂的5mm小石子，再粘上一层发泡塑料膜，如此加工成多层夹芯10cm厚，加上骨架，就成为效果极佳的隔音墙，可用于房屋隔音。

Claims (7)

1.一种隔音吸音材料，其特征在于，包括邵氏A硬度值在70以下的软质弹性材料的基体，以及以混合、涂布、压入、植入、夹层、粘合方式分布散列在所述基体中与所述基体结合的刚性能量载体，所述刚性能量载体的比重是所述基体比重的两倍或两倍以上，其中，所述基体将所述多个刚性能量载体的固体粘结成不穿孔透气的成形材料，在所述成形材料中所占体积为10％-90％。

2.根据权利要求1所述隔音吸音材料，其特征在于，所述基体是以下材料中的一种或数种：橡胶、塑料、涂料、纤维材料、树脂材料或粘合剂。

3.根据权利要求1所述隔音吸音材料，其特征在于，所述基体还加入有一种或多种增量性物质和改性物质。

4.根据权利要求1所述隔音吸音材料，其特征在于，所述刚性能量载体由以下材料中的一种或数种构成：金属、金属氧化物、非金属氧化物、混合物或组合物材料。

5.根据权利要求4所述隔音吸音材料，其特征在于，所述刚性能量载体的形状可以是球形、棱形、双锥形、单锥形、条形、粉粒状、不规则块状或其它任意形状。

6.根据权利要求1所述隔音吸音材料，其特征在于，所述刚性能量载体分布散列并结合在所述基体中，且彼此隔开。

7.根据权利要求1-5中任何一项所述隔音吸音材料，其特征在于，所述有机整体的隔音吸音材料加工成板材或其他需要的形状。