RU2637958C1 - Composite sound absorbing material and method of its production - Google Patents
Composite sound absorbing material and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637958C1 RU2637958C1 RU2016132111A RU2016132111A RU2637958C1 RU 2637958 C1 RU2637958 C1 RU 2637958C1 RU 2016132111 A RU2016132111 A RU 2016132111A RU 2016132111 A RU2016132111 A RU 2016132111A RU 2637958 C1 RU2637958 C1 RU 2637958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- absorbing material
- sound
- thickness
- layer
- composition
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области звукопоглощающих полимерных композиционных материалов, предназначенных для использования преимущественно в тоннелях и вдоль дорог автомобильного и железнодорожного транспорта, а также в различных помещениях, в том числе производственных и звукозаписывающих студиях.The invention relates to the field of sound-absorbing polymer composite materials intended for use mainly in tunnels and along the roads of automobile and railway transport, as well as in various rooms, including production and recording studios.
Известен звукопоглощающий материал на основе закрытоячеистого иглопроколотого пенополиэтилена, предназначенный для шумоизоляции автомобиля и его деталей в диапазоне частот от 1600 до 5000 Гц. Способ его изготовления заключается в том, что пенополиэтилен, имеющий плотность (40±15) кг/м3 и толщину 5-10 мм, полученный экструзионным способом из полиэтилена высокого давления с индексом текучести расплава 1,5÷2,5 г/10 мин, прокалывают иглами диаметром 1,8-2,2 мм с частотой 10÷44 на 1 см2 и наносят клеевой слой со стороны входных отверстий игл (RU 2307843 С2, 12.09.2005).Known sound-absorbing material based on closed-cell needle-punched polyethylene foam, designed for soundproofing a car and its parts in the frequency range from 1600 to 5000 Hz. The method of its manufacture is that polyethylene foam having a density of (40 ± 15) kg / m 3 and a thickness of 5-10 mm obtained by extrusion from high pressure polyethylene with a melt flow index of 1.5 ÷ 2.5 g / 10 min , pierce with needles with a diameter of 1.8-2.2 mm with a frequency of 10 ÷ 44 per 1 cm 2 and apply an adhesive layer from the side of the inlet of the needles (RU 2307843 C2, 09/12/2005).
Недостатком вышеописанного способа изготовления звукопоглощающего материала является необходимость дополнительных операций по перфорированию закрытоячестого материала, так как закрытоячеистые пены, как правило, обладают низкими показателями звукопоглощения. Наличие перфорации повышает влаго- и водопоглощение по сравнению с изначальным материалом, а наличие воздухонепроницаемых слоев на лицевой поверхности материала, требуемых для сохранения влагопоглощения на низком уровне, может оказывать негативное влияние на звукопоглощающие свойства.The disadvantage of the above method of manufacturing a sound-absorbing material is the need for additional operations to perforate the closed-meshed material, since closed-cell foams, as a rule, have low absorption rates. The presence of perforation increases moisture and water absorption compared to the original material, and the presence of airtight layers on the front surface of the material, required to maintain moisture absorption at a low level, can have a negative effect on sound absorption properties.
В RU 2345042 С2, 29.01.2007 описан термостойкий высокопористый волокнистый теплоизоляционный и звукопоглощающий материал, при изготовлении которого использован минеральный наполнитель в виде кремнеземных волокон, имеющих диаметр 4-10 мкм, водный раствор одного из веществ, выбранного из группы, включающей метилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу или карбоксиметилкрахмал, содержание которого составляет 2-5 мас. %, в качестве спекающей добавки - аморфный бор или нитрид бора. Сформированную сырую заготовку материала подвергают сушке при постепенном подъеме температуры до 300° С и обжигу при температуре 1100-1200°. После обжига и перфорации полученную заготовку материала пропитывают водным раствором коллоидного кремнезоля, концентрация которого составляет 2-7 мас. %, и сушат при температуре 100-300° С до полного удаления воды.RU 2345042 C2, January 29, 2007 describes a heat-resistant highly porous fibrous heat-insulating and sound-absorbing material, the manufacture of which uses a mineral filler in the form of silica fibers having a diameter of 4-10 μm, an aqueous solution of one of the substances selected from the group comprising methyl cellulose, carboxymethyl cellulose or carboxymethyl starch, the content of which is 2-5 wt. %, as a sintering additive - amorphous boron or boron nitride. The formed raw material billet is dried by gradually raising the temperature to 300 ° C and firing at a temperature of 1100-1200 °. After firing and perforation, the resulting material blank is impregnated with an aqueous solution of colloidal silica, the concentration of which is 2-7 wt. %, and dried at a temperature of 100-300 ° C until complete removal of water.
К недостаткам способа изготовления данного материала можно отнести отсутствие стадии снижения влагопоглощения материала (гидрофобизации), что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках, а также сложную технологию получения материала, требующую дорогостоящего промышленного оборудования и высокого потребления электроэнергии, необходимой для разогрева до 1200°С.The disadvantages of the method of manufacturing this material include the lack of a stage of reducing the moisture absorption of the material (hydrophobization), which negatively affects the operational characteristics, as well as the complex technology of obtaining the material, requiring expensive industrial equipment and high energy consumption, necessary for heating to 1200 ° C.
Наиболее близким аналогом предложенного звукопоглощающего материала является звукопоглощающий слоистый материал, включающий основу, полимерный слой, дополнительный слой в виде фольги и антиадгезионный слой. В качестве основы использовано нетканое полотно, в качестве полимерного слоя - самоклеющееся покрытие на основе бутилкаучука, с одной стороны которого расположен антиадгезионный слой, а с другой - дополнительный слой из фольги, соединенной посредством клеевого слоя с основой, на внешней стороне которой расположено лицевое покрытие, выполненное из фольги, соединенной с ней посредством клеевого слоя (RU 2518596 С1, 06.11.2012).The closest analogue of the proposed sound-absorbing material is a sound-absorbing layered material comprising a base, a polymer layer, an additional layer in the form of a foil and a release layer. A nonwoven fabric was used as a base, a butyl rubber self-adhesive coating was used as a polymer layer, on the one side of which there was a release layer, and on the other an additional layer of foil connected by means of an adhesive layer to the base, on the outer side of which there is a front coating, made of foil connected to it by means of an adhesive layer (RU 2518596 C1, November 6, 2012).
Недостатком материала-прототипа является низкая прочность, обусловленная клеевым соединением слоев из фольги с нетканым полотном, которое представляет собой волокнистую структуру, обладающую относительно низкой когезионной прочностью, а также ввиду неоднородной структуры не позволяет провести полноценную приклейку к материалу. Наличие воздухонепроницаемого лицевого слоя и расположенного за ним клеевого слоя снижает показатели звукопоглощения материала, а также увеличивает его себестоимость.The disadvantage of the material of the prototype is the low strength due to the adhesive bonding of the layers of foil with a nonwoven fabric, which is a fibrous structure having relatively low cohesive strength, and also, due to the heterogeneous structure, does not allow for complete gluing to the material. The presence of an airtight front layer and an adhesive layer located behind it reduces the sound absorption of the material, and also increases its cost.
Наиболее близким аналогом предложенного способа является способ изготовления звукопоглощающего слоистого материала, заключающийся в следующем. В смесительном оборудовании изготавливается полимерная композиция. Для получения из нее самоклеющегося покрытия на основе бутилкаучука из данной композиции при помощи экструдера формируют слой (ленту или лист) и обкладывают с одной стороны фольгой, а с противоположной - антиадгезионным слоем. На заготовку лицевого покрытия наносят клеевой слой. На поверхность фольги готового самоклеющегося покрытия на основе бутилкаучука также наносят клеевой слой. Заготовки с нанесенным клеевым слоем помещают под тепловентилятор. Сборка звукопоглощающего слоистого материала производится на вспомогательном столе. Заготовка основы из нетканого полотна (волокнистый материал) накладывается на клеевой слой лицевого покрытия, а с противоположной стороны - на клеевой слой заготовки самоклеющегося покрытия на основе бутилкаучука с антиадгезионным слоем (RU 2518596 С1, абзац 3 страницы 4 описания, 06.11.2012).The closest analogue of the proposed method is a method of manufacturing a sound-absorbing laminated material, which consists in the following. In the mixing equipment, a polymer composition is made. To obtain a self-adhesive coating based on butyl rubber from this composition, a layer (tape or sheet) is formed using this extruder and a foil is coated on one side and a release layer on the opposite side. An adhesive layer is applied to the blank. An adhesive layer is also applied to the surface of the foil of the finished self-adhesive coating based on butyl rubber. Blanks coated with an adhesive layer are placed under the fan heater. The assembly of sound-absorbing laminated material is carried out on an auxiliary table. The blank of the non-woven fabric (fibrous material) is applied to the adhesive layer of the front coating, and on the opposite side, to the adhesive layer of the blank of the self-adhesive coating based on butyl rubber with a release layer (RU 2518596 C1,
Недостатком способа-прототипа является большая трудоемкость изготовления, обусловленная наличием операции нанесения клеевых и антиадгезионных слоев. Кроме того, поскольку способ предполагает нанесение покрытия только на фронтальную и тыльную поверхности без нанесения на боковые, изготовленный материал будет проседать в процессе эксплуатации.The disadvantage of the prototype method is the high complexity of manufacturing, due to the presence of the operation of applying adhesive and anti-adhesive layers. In addition, since the method involves coating only the front and back surfaces without applying to the side, the manufactured material will sag during operation.
Задачей предложенного изобретения является разработка композиционного звукопоглощающего материала, эффективно работающего в широком частотном диапазоне в условиях сильного шумового фона, с улучшенными относительно прототипа акустическими и эксплуатационными характеристиками, такими как возможность длительного использования материала без изменения формы (усадки, провисаний и т.д.), низкие показатели влагопоглощения, а также разработка способа его получения со сниженной себестоимостью производства за счет отсутствия клеевых и антиадгезионных слоев.The objective of the proposed invention is to develop a composite sound-absorbing material that effectively works in a wide frequency range under conditions of strong noise background, with improved acoustic and operational characteristics relative to the prototype, such as the possibility of long-term use of the material without changing shape (shrinkage, sagging, etc.), low rates of moisture absorption, as well as the development of a method for its production with reduced production costs due to the absence of adhesive and anti adhesive layers.
Техническим результатом предложенной группы изобретений является упрощение технологического процесса изготовления звукопоглощающего материала, повышение коэффициента звукопоглощения α в диапазоне частот 800-6300 Гц, снижение влагопоглощения, а также сохранение заданной формы материала в процессе эксплуатации.The technical result of the proposed group of inventions is the simplification of the manufacturing process of sound-absorbing material, increasing the sound absorption coefficient α in the frequency range 800-6300 Hz, reducing moisture absorption, as well as maintaining a given shape of the material during operation.
Для достижения технического результата предложен способ изготовления звукопоглощающего материала, включающий приготовление полимерной композиции, формирование из нее слоя и наложение на указанный слой волокнистого материала, при этом готовят вспененную полиуретановую композицию посредством смешивания форполимера, представляющего собой смесь полиола, удлинителя цепи, воды и пенорегулятора, и полиизоционатных групп, формируют тыльную часть звукопоглощающего материала в виде слоя полиуретановой композиции толщиной от 5 до 50% от общей толщины звукопоглощающего материала посредством заполнения указанной композицией нижней части оснастки с последующей выдержкой слоя полиуретановой композиции в течение от 20 до 60 минут в интервале температур от 20 до 80°C, накладывают на указанный слой волокнистый материал толщиной от 30 до 90% от общей толщины звукопоглощающего материала, заполняют оснастку полиуретановой композицией с получением фронтальной и боковых частей звукопоглощающего материала, при этом таким количеством, чтобы обеспечить толщину фронтальной части звукопоглощающего материала от 5 до 50% от общей толщины звукопоглощающего материала, а также толщину каждой боковой части звукопоглощающего материала от 5 до 20% от общей толщины звукопоглощающего материала, с последующей выдержкой всего объема композиции при температуре от 20 до 80°C в течение от 20 до 120 минут.To achieve a technical result, a method for manufacturing a sound-absorbing material is proposed, including preparing a polymer composition, forming a layer from it and applying a fibrous material to said layer, preparing a foamed polyurethane composition by mixing a prepolymer, which is a mixture of a polyol, a chain extender, water and a foam regulator, and polyisocyanate groups form the back of the sound-absorbing material in the form of a layer of polyurethane composition with a thickness of 5 to 50% of the total the thickness of the sound-absorbing material by filling the bottom of the equipment with the specified composition, followed by exposure of the polyurethane composition layer for 20 to 60 minutes in the temperature range from 20 to 80 ° C, fibrous material with a thickness of 30 to 90% of the total thickness of the sound-absorbing material is applied to the specified layer , fill the rig with a polyurethane composition to obtain the front and side parts of the sound-absorbing material, while in such a quantity as to ensure the thickness of the front part of the sound absorption from 5 to 50% of the total thickness of the sound-absorbing material, as well as the thickness of each side of the sound-absorbing material from 5 to 20% of the total thickness of the sound-absorbing material, followed by exposure of the entire volume of the composition at a temperature of from 20 to 80 ° C for 20 up to 120 minutes.
На фронтальную часть звукопоглощающего материала может быть нанесена мембранная ткань.Membrane fabric can be applied to the front of the sound-absorbing material.
Также для достижения технического результата предложен звукопоглощающий материал, изготовленный вышеуказанным способом и включающий полимерный слой и волокнистый материал, при этом волокнистый материал размещен внутри полимерного слоя из полиуретановой композиции, который имеет фронтальную, тыльную и боковые части из указанной композиции, причем толщина фронтальной и тыльной частей составляет 5-50% от толщины звукопоглощающего материала, толщина боковых частей составляет 5-20% от общей толщины звукопоглощающего материала, толщина волокнистого материала составляет 30-90% от толщины звукопоглощающего материала.Also, to achieve a technical result, a sound-absorbing material made by the above method and comprising a polymer layer and a fibrous material is proposed, the fibrous material being placed inside the polymeric layer of a polyurethane composition, which has front, back and side parts of the composition, the thickness of the front and back parts is 5-50% of the thickness of the sound-absorbing material, the thickness of the side parts is 5-20% of the total thickness of the sound-absorbing material, the thickness of the wave knistogo material constitutes 30-90% of the thickness of the sound-absorbing material.
Предложенный звукопоглощающий материал представлен на фиг. 1 (поперечное сечение) и 2 (фронтальный вид). На фиг. 3 представлена оснастка для изготовления материала (поперечное сечение).The proposed sound-absorbing material is shown in FIG. 1 (cross section) and 2 (front view). In FIG. 3 shows the equipment for manufacturing the material (cross section).
На фиг. 1-3 обозначены следующие элементы:In FIG. 1-3, the following elements are indicated:
1 - слой волокнистого материала,1 - layer of fibrous material,
2 - слой полиуретановой композиции,2 - layer of polyurethane composition,
3 - фронтальная часть звукопоглощающего материала,3 - frontal part of sound-absorbing material,
4 - тыльная часть звукопоглощающего материала,4 - the back of the sound-absorbing material,
5 - боковые части звукопоглощающего материала,5 - side parts of sound-absorbing material,
6 - перегородка,6 - partition,
7 - верхняя часть оснастки (емкости для изготовления звукопоглощающего материала),7 - the upper part of the equipment (containers for the manufacture of sound-absorbing material),
8 - нижняя часть оснастки (дно),8 - the bottom of the snap (bottom),
9 - отверстия в верхней части оснастки,9 - holes in the upper part of the snap,
10 - отверстие в нижней части оснастки,10 - hole in the bottom of the snap,
11 - боковые стенки оснастки.11 - side walls of the snap.
Общая толщина звукопоглощающего материала складывается из толщины фронтальной, тыльной частей звукопоглощающего материала, состоящих из полиуретановой композиции, а также толщины слоя волокнистого материала.The total thickness of the sound-absorbing material is the sum of the thickness of the front, back of the sound-absorbing material, consisting of a polyurethane composition, as well as the thickness of the layer of fibrous material.
Для изготовления предложенного звукопоглощающего материала вначале готовят полиуретановую композицию посредством смешивания полиизоционатных групп (например, 4,4-дифенилметандиизоцианата, 2,2-дифенилметандиизоционата, толуилендиизоцианата или их изомеров) и форполимера, состоящего из полиола, удлинителя цепи (например, триэтилендиамина, трипропилендиамина и т.д.) и вспенивающего агента, в качестве которого, как правило, используют воду. Полиол получают по реакции полиприсоединения окиси олефинов (пропиленоксида, этиленоксида, эпихлоргидрина, 1,2-бутеноксида) и инициаторов (1,2-пропиленгликоль, глицерин, этиленгликоль). Так, например, полиэтиленгликоль получают по реакции полиприсоединения этиленоксида и этиленгликоля, полипропиленгликоль получают по реакции полиприсоединения этиленоксида и 1,2-пропиленгликоля. В состав форполимера также могут быть включены функциональные добавки, например триэтилфосфат для снижения горючести, 7-метилгуанозин для пенорегуляции. Вспенивание данной смеси происходит за счет выделения углекислого газа в ходе химической реакции между полиизоционатными и полиольными группами и вспенивающим агентом. Пористость и размер пор определяются соотношением вспенивающего агента, полиольных и полиизоционатных групп, а также количеством пенорегулятора. В дальнейшем осуществляется процесс ступенчатой полимеризации полиизоционата, полиола и функциональных групп удлинителя цепи. Протекания указанных реакций происходят по одному механизму независимо от химического строения радикалов компонентов, вступающих в реакцию. Изменение химического строения компонентов влияет на скорость протекания реакций, а также на характеристики получаемого пенопласта.To prepare the proposed sound-absorbing material, a polyurethane composition is first prepared by mixing polyisocyanate groups (e.g., 4,4-diphenylmethanediisocyanate, 2,2-diphenylmethanediisocyanate, toluene diisocyanate or their isomers) and a prepolymer consisting of a polyol, a chain extender (e.g. triethylamine diamine .d.) and a blowing agent, which, as a rule, is water. The polyol is obtained by the polyaddition reaction of olefin oxide (propylene oxide, ethylene oxide, epichlorohydrin, 1,2-butenoxide) and initiators (1,2-propylene glycol, glycerin, ethylene glycol). For example, polyethylene glycol is obtained by the polyaddition reaction of ethylene oxide and ethylene glycol, polypropylene glycol is obtained by the polyaddition reaction of ethylene oxide and 1,2-propylene glycol. Functional additives may also be included in the prepolymer, for example triethyl phosphate to reduce flammability, 7-methylguanosine for foam regulation. The foaming of this mixture occurs due to the release of carbon dioxide during the chemical reaction between the polyisocyanate and polyol groups and the blowing agent. Porosity and pore size are determined by the ratio of blowing agent, polyol and polyisocyanate groups, as well as the amount of foam regulator. Subsequently, the process of stepwise polymerization of the polyisocyanate, polyol and functional groups of the chain extender is carried out. The occurrence of these reactions occur according to one mechanism, regardless of the chemical structure of the radicals of the components that enter into the reaction. A change in the chemical structure of the components affects the rate of reactions, as well as the characteristics of the resulting foam.
Смешивание компонентов для приготовления полиуретановой композиции можно осуществить с помощью верхнеприводной мешалки в случае лабораторного изготовления со скоростью вращения не менее 1000 об/мин в течение 15-30 секунд. В случае серийного производства смешивание описанных компонентов осуществляется в промышленном смесителе также в течение 15-30 секунд.Mixing the components for the preparation of the polyurethane composition can be carried out using a top drive mixer in the case of laboratory manufacture with a rotation speed of at least 1000 rpm for 15-30 seconds. In the case of mass production, the mixing of the described components is carried out in an industrial mixer for 15-30 seconds.
Далее полученной полиуретановой композицией заполняют нижнюю часть оснастки 8 в количестве, соответствующем толщине получаемого слоя 5-50% от общей толщины звукопоглощающего материала. Оснастка может представлять собой емкость со съемной перегородкой 6, разделяющей ее на верхнюю 7 и нижнюю 8 части, отверстиями с клапанами 9 и 10 (не обязательно), предназначенными для заполнения оснастки полиуретановой композицией и размещенными на боковых стенках 10 в верхней 7 и нижней 8 ее частях соответственно.Next, the obtained polyurethane composition is filled into the lower part of the
Нижнюю часть оснастки 8 можно заполнить композицией заливанием с последующим наложением на полученный слой съемной перегородки 6 либо через отверстие с клапаном 10 в случае уже установленной съемной перегородки.The lower part of the
Последующую выдержку проводят в течение 20-60 минут при температуре от 20 до 80°С. Рост температуры выдержки приводит к сокращению времени данного процесса, однако при температурах, превышающих 80°С, могут происходить процессы деструкции материала. Выдержка в течение заданного времени обеспечивает переход в твердое агрегатное состояние всего объема материала.Subsequent exposure is carried out for 20-60 minutes at a temperature of from 20 to 80 ° C. An increase in the holding temperature leads to a reduction in the time of this process, however, at temperatures exceeding 80 ° C, material destruction processes can occur. Exposure for a given time provides a transition to a solid state of aggregation of the entire volume of material.
После этого перегородку 6 убирают и на сформированный слой накладывают слой волокнистого материала 1 толщиной 30-90% от общей толщины получаемого звукопоглощающего материала.After that, the
Далее аналогично тому, как был сформирован нижний слой полиуретановой композиции 4, оснастку заполняют композицией таким образом, чтобы обеспечить толщину фронтальной части 3 звукопоглощающего материала 5-50% от общей толщины указанного материала. Толщина каждой боковой части 5 (соответствует расстоянию между боковой стенкой оснастки 10 и боковой стороной волокнистого материала 1) должна составлять 5-20% от общей толщины звукопоглощающего материала. После заполнения оснастки композицией ее выдерживают в течение от 20 до 120 минут при температуре от 50 до 80°С. Эти режимы обеспечивают завершение процесса полимеризации реакционных групп, позволяя образовать монолитный слой полностью сшитой полиуретановой композиции.Further, similarly to how the lower layer of the
Ввиду того, что полиуретан обладает хорошей адгезией к самому себе, предложенный способ позволяет соединить нижний слой полиуретановой композиции со слоем, образующимся при заполнении композицией оснастки после помещения в нее волокнистого материала, таким образом, что материал получается монолитным, в связи с чем отсутствует необходимость нанесения дополнительных клеевых слоев, как в прототипе, что положительно сказывается на акустических характеристиках материала и снижает его себестоимость.Due to the fact that the polyurethane has good adhesion to itself, the proposed method allows you to connect the bottom layer of the polyurethane composition with the layer formed when the composition is filled with a snap after placing the fibrous material in it, so that the material is monolithic, and therefore there is no need to apply additional adhesive layers, as in the prototype, which positively affects the acoustic characteristics of the material and reduces its cost.
Снижение влагопоглощения предложенного материала достигается за счет применения вспененного полиуретана, обладающего значительно меньшим влагопоглощением по сравнению с волокнистыми звукопоглощающими материалами.Reducing the moisture absorption of the proposed material is achieved through the use of foamed polyurethane, which has significantly less moisture absorption compared to fibrous sound-absorbing materials.
Выделение пыли отсутствует, поскольку находящийся внутри слой пылеобразующего волокнистого материала 1 со всех сторон окружен слоем вспененного полиуретана 2.There is no emission of dust, since the inside layer of dust-forming
Сохранение формы материала достигается за счет большей прочности полиуретана по сравнению с волокнистыми материалами, отсутствием у полиуретанов при эксплуатации усадки, а также достаточной толщины фронтальной, тыльной и боковых частей.The preservation of the shape of the material is achieved due to the greater strength of the polyurethane compared to fibrous materials, the absence of shrinkage during operation of the polyurethanes, as well as the sufficient thickness of the front, back and side parts.
Сохранение акустических характеристик на стабильно высоком уровне достигается за счет выбора толщины фронтальной и тыльной частей, а также за счет того, что открытоячеистый пенополиуретан с размером пор в диапазоне от 50 до 500 мкм, которые образуются в процессе изготовления композиции, обладает звукопоглощающими свойствами.Preservation of acoustic characteristics at a stable high level is achieved by choosing the thickness of the front and back parts, as well as due to the fact that open-cell polyurethane foam with pore sizes in the range from 50 to 500 μm, which are formed during the manufacture of the composition, has sound-absorbing properties.
Толщина фронтальной 3, тыльной и боковых частей менее 5% от толщины материала приведет к уменьшению прочности, а при превышении показателя в 50% для фронтальной и тыльной, а также в 20% для боковых частей приведет к ухудшению акустических характеристик и повышению стоимости материала. Толщина волокнистого материала 30-90% от общей толщины звукопоглощающего материала обеспечивает повышение акустических характеристик относительно ячеистых звукопоглощающих материалов, а также за счет использования менее дорогих волокнистых материалов обеспечивается снижение стоимости продукции. При нахождении в данном интервале толщин устраняются эффект провисания материала в процессе эксплуатации и достижение низких показателей влагопоглощения.The thickness of the
При необходимости дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения, а также влаги, пыли и прочих загрязняющих веществ, на фронтальную сторону материала наносят мембранную ткань, состоящую из текстильной основы, пропитанной гидрофобизирующим составом. В качестве текстильной основы могут быть использованы ткани из натуральных (хлопчатобумажные), искусственных (вискоза), синтетических (полиэфир, полиамид) и неорганических (стекло, кремнезем) волокон. В качестве гидрофобизирующей пропитки могут быть использованы различные латексы, силоксановые растворы.If necessary, additional protection against ultraviolet radiation, as well as moisture, dust and other pollutants, a membrane fabric is applied to the front side of the material, consisting of a textile base impregnated with a hydrophobizing composition. As a textile base, fabrics of natural (cotton), artificial (viscose), synthetic (polyester, polyamide) and inorganic (glass, silica) fibers can be used. As a hydrophobizing impregnation, various latexes, siloxane solutions can be used.
Таким образом, структура предложенного материала позволяет снизить его влагопоглощение, сохранить акустические характеристики на уровне характеристик волокнистых материалов, исключить в процессе использования выделение пыли, характерное для волокнистых материалов, а также обеспечивать возможность сохранения изначально заданной формы материала в процессе эксплуатации.Thus, the structure of the proposed material allows to reduce its moisture absorption, to maintain acoustic characteristics at the level of characteristics of fibrous materials, to exclude dust emission characteristic of fibrous materials during use, and also to provide the ability to preserve the initially given shape of the material during operation.
Примеры осуществленияExamples of implementation
Были изготовлены три образца звукопоглощающего материала.Three samples of sound-absorbing material were made.
Для получения полимерного слоя образцов 1 и 2 провели смешивание компонентов полиуретановой системы марки Уремикс 208 - форполимера (смеси полиола с удлинителем цепи - триэтаноламином, водой и пенорегулятором), антипирента и полиизоционата в массовом соотношении форполимера к полиизоционату 1,9:1,0 с помощью верхнеприводной мешалки со скоростью вращения не менее 1000 об/мин в течение 15-30 секунд.To obtain the polymer layer of
Для варианта 3 провели смешивание полиизоционата (марки Б-207) и форполимера, состоящего из полиэфирполиола марки ПЭ-2200, удлинителя цепи - триэтаноламина, воды и пенорегулятора марки пента-483 в массовом соотношении форполимера к полиизоционату 1:1,7 с помощью верхнеприводной мешалки со скоростью вращения не менее 1000 об/мин в течение 15-30 секунд.For
Для варианта 4 провели смешивание полиизоционата (1,4-дифенилметандиизоцианата) и форполимера, состоящего из полидиола (получен по реакции присоединения этиленгликоля и этиленоксида), удлинителя цепи (трипропилендиамин), воды и пенорегулятора марки пента-483 в массовом соотношении форполимера к полиизоционату 1:1,6 с помощью верхнеприводной мешалки со скоростью вращения не менее 1000 об/мин в течение 30-60 секунд.For
После приготовления композиции вспененного полиуретана в лабораторных условиях литьем из емкости для смешивания ею заполнили нижнюю часть оснастки размерами 35×35 см, представляющей собой разборную емкость требуемой формы с антиадгезионным покрытием.After preparing the foamed polyurethane composition in laboratory conditions, casting from a mixing tank filled the lower part of the equipment with dimensions of 35 × 35 cm, which is a collapsible container of the required shape with a release coating.
Количество затраченной композиции выбиралось таким образом, чтобы получить нужную толщину нижнего слоя вспененного полиуретана.The amount of the spent composition was chosen so as to obtain the desired thickness of the lower layer of foamed polyurethane.
Залитую композицию в оснастке плотно закрыли сверху перегородкой, на поверхность которой также было нанесено антиадгезионное покрытие.The filled composition in a snap was tightly closed on top with a partition, on the surface of which a release coating was also applied.
Далее происходил процесс вспенивания и полимеризации композиции в оснастке при заданной температуре и времени выдержки в сушильном шкафу.Further, the process of foaming and polymerization of the composition in a snap at a given temperature and exposure time in an oven took place.
После этого перегородку удалили, а на поверхности полученного вспененного слоя полиуретановой композиции разместили слой волокнистого материала (базальтовая вата БСТВ для примера 1 и 2, мат из штапельных супертонких стеклянных волокон марки АТМ-1 для примеров 3 и 4) исходя из заданной толщины боковых частей.After this, the septum was removed, and a layer of fibrous material was placed on the surface of the obtained foam layer of the polyurethane composition (BSTV basalt wool for examples 1 and 2, mat made of staple superthin glass fibers of the ATM-1 brand for examples 3 and 4) based on the specified thickness of the side parts.
После прохождения процесса вспенивания провели процесс термообработки материала с целью его полного отверждения в течение заданного времени.After passing through the foaming process, a heat treatment of the material was carried out in order to completely cure it for a given time.
Для образца материала по примеру 2 на его фронтальную поверхность наносили мембранную ткань на основе хлопка с силоксановой гидрофобизирующей пропиткой. Для этого перед заполнением оснастки композицией указанную ткань фиксировали на верхней внутренней границе верхней части оснастки. Закрепление материала осуществлялось за счет высокой адгезии полиуретановой композиции к изнаночной поверхности мембранной ткани в ходе процессов вспенивания и полимеризации.For the sample material of example 2, a cotton-based membrane fabric with siloxane hydrophobizing impregnation was applied to its front surface. For this, before filling the snap with the composition, the specified fabric was fixed on the upper inner border of the upper part of the snap. The material was fixed due to the high adhesion of the polyurethane composition to the wrong surface of the membrane tissue during foaming and polymerization.
Для трех изготовленных образцов звукопоглощающего материала были определены следующие свойства: коэффициент звукопоглощения по ОСТ-190435-2007; влагопоглощение по ГОСТ 3816.The following properties were determined for the three manufactured samples of sound-absorbing material: sound absorption coefficient according to OST-190435-2007; moisture absorption according to GOST 3816.
Размеры изготовленных образцов звукопоглощающего материала представлены в таблице 1.The dimensions of the manufactured samples of sound-absorbing material are presented in table 1.
Режимы изготовления и средние показатели свойств образцов звукопоглощающего материала (по трем замерам) представлены в таблице 2.Production modes and average properties of samples of sound-absorbing material (in three measurements) are presented in table 2.
Как видно из представленных данных, предложенный способ позволяет проводить соединение полимерных слоев без использования клея, что позволяет снизить цену и обеспечивает получение звукопоглощающего материала с акустическими характеристиками на высоком уровне, сниженными показателями влагопоглощения, позволяет исключить в процессе использования выделение пыли, характерной для волокнистых материалов, а также за счет эластичности пенополиуретана позволяет сохранять изначально заданную форму материала в процессе эксплуатации.As can be seen from the presented data, the proposed method allows the connection of polymer layers without the use of glue, which allows to reduce the price and provides sound-absorbing material with acoustic characteristics at a high level, reduced moisture absorption, eliminates the use of dust characteristic of fibrous materials during use, and also due to the elasticity of the polyurethane foam allows you to save the originally specified shape of the material during operation.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132111A RU2637958C1 (en) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Composite sound absorbing material and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016132111A RU2637958C1 (en) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Composite sound absorbing material and method of its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2637958C1 true RU2637958C1 (en) | 2017-12-08 |
Family
ID=60581267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016132111A RU2637958C1 (en) | 2016-08-04 | 2016-08-04 | Composite sound absorbing material and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2637958C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990012168A1 (en) * | 1989-04-05 | 1990-10-18 | Snyder Stephen J | Sound attenuating laminate and installation for jet aircraft engines |
| RU2117582C1 (en) * | 1996-02-09 | 1998-08-20 | Московский государственный университет путей сообщения | Sound-absorbing laminated material |
| RU2518596C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Sound-absorbing laminated material |
-
2016
- 2016-08-04 RU RU2016132111A patent/RU2637958C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990012168A1 (en) * | 1989-04-05 | 1990-10-18 | Snyder Stephen J | Sound attenuating laminate and installation for jet aircraft engines |
| RU2117582C1 (en) * | 1996-02-09 | 1998-08-20 | Московский государственный университет путей сообщения | Sound-absorbing laminated material |
| RU2518596C1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Sound-absorbing laminated material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI730040B (en) | Insulating structures | |
| EP0320042B1 (en) | Shaped product comprising a thermoset, foamed, plastics sheet material reinforced with coherent natural-fibre material, and a process for making the shaped product | |
| RU2456680C2 (en) | Light soundproof lining for body part of car and method of its realisation | |
| JP6629798B2 (en) | Segmented gel composites and rigid panels made from the composites | |
| JP6563440B2 (en) | Molded soundproofing component and its manufacturing method | |
| ES2467933T3 (en) | Production process of a multilayer molded coating | |
| JP2021193449A (en) | Acoustic prepreg, core and composite article, and method of using the same | |
| EP2503040A1 (en) | Moulded multilayer lining | |
| JPWO2014141418A1 (en) | Insulated sound absorbing material and heat insulating sound absorbing material molding | |
| KR20030051591A (en) | Method for producing composite elements and composite element | |
| JP2014509340A (en) | Novel composite material and method for producing the same | |
| PT2090621E (en) | Sound absorbing foam system | |
| BRPI1011357B1 (en) | laminated product, vehicle interior roof cover, sunlight protector or a packaging tray and process to produce a laminated foam product | |
| CA2162171A1 (en) | Composite sandwich element | |
| RU2637958C1 (en) | Composite sound absorbing material and method of its production | |
| JP6693459B2 (en) | Functional laminate and method for producing the same | |
| JP5055856B2 (en) | Production method of sound absorbing material | |
| CN110475662B (en) | Functional laminate and method for producing same | |
| CN107399127B (en) | A kind of negative ion automobile clearstory ceiling acoustical cotton | |
| JP7259076B2 (en) | sound absorbing material | |
| CA2827215C (en) | Novel composite materials and methods for manufacturing same | |
| JP6872496B2 (en) | Firewall | |
| CN106700123B (en) | A kind of noise reduction aramid fiber honeycomb and preparation method thereof | |
| JP2008201264A (en) | Vehicle sound insulation structure | |
| US20040033348A1 (en) | Laminar shaped body |