一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，包括外層的兩層多孔保溫材料層和中間的一層硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。本發(fā)明在提高聲學(xué)性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環(huán)保要求，并可以根據(jù)車廂壁板不同部位噪聲頻譜特性、材料厚度空間及使用要求進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計。該方案為不同厚度的多孔材料和硬質(zhì)阻尼材料的優(yōu)化組合，從而綜合利用了多孔性吸聲隔熱材料和粘彈性阻尼材料的不同功能，新型復(fù)合材料滿足以下性能：(1)吸聲性能，400-8000Hz范圍內(nèi)的平均吸聲系數(shù)0.8以上；（2）防火阻燃，達(dá)到DIN?5510標(biāo)準(zhǔn)第2部分的S4，ST2，SR2級；（3）輕量，環(huán)保，無污染；（4）兼顧絕熱、隔聲減振等功能。
【專利說明】一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及吸聲材料的結(jié)構(gòu)，特別涉及一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，可直接應(yīng)用于交通領(lǐng)域或其它有環(huán)保要求的強(qiáng)噪聲環(huán)境，尤其適用于高速列車車廂和汽車車內(nèi)。如該多功能復(fù)合材料可以面向高速列車車廂壁板間使用，在提高聲學(xué)性能的同時保證材料的阻燃等環(huán)保要求，并根據(jù)車廂壁板不同部位噪聲頻譜特性、材料厚度空間及使用要求進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車或列車作為載有大量人員的封閉空間，其所用材料必須具有較好的防火、阻燃性能。復(fù)合材料的每層成分均按照德標(biāo)DIN 54837:2007 (軌道車輛用材料、小型部件和組合部件的測試-用氣體燃燒器測定燃燒特性)的要求測定樣品的燃燒性能，根據(jù)DIN5510-2:2009(軌道車輛防火保護(hù)第2部分:材料及部件的燃燒特性和燃燒伴生現(xiàn)象；分級、要求和測試方法)進(jìn)行了分級和測定樣品煙氣毒性的有效劑量。測試結(jié)果燃燒等級均為S4級，煙霧等級均為SR2級，滴落物等級均為ST2級，均符合車體大面積使用的要求，特別是其中的隔聲橡膠墊，因為現(xiàn)在高鐵或汽車行業(yè)采用的隔聲墊均只能達(dá)到S3燃燒等級(個別進(jìn)口材料除外，但價格昂貴)。
[0003]同時，相比纖維類材料，復(fù)合材料具有較高的阻濕能力(濕阻因子是纖維類材料的上百上千倍)，能有效地防止結(jié)露現(xiàn)象以及可能引起的腐蝕風(fēng)險；自身的結(jié)構(gòu)也避免了纖維類材料本身的粉化、耗散問題以及由于車體始終處于振動狀態(tài)而引起的材料塌陷、變形問題；安裝時也無需額外的防潮鋁箔，不會造成工作人員的皮膚不適，工作時無需佩戴防護(hù)面具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，該多功能材料選擇的多孔材料除了具有阻燃和保溫性能外，可以作為一種高效的吸聲材料，特別是對于開孔型多孔材料具備更佳的吸聲效果，優(yōu)選的三聚氰胺泡棉絕熱材料本身有一定的吸聲性能。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，包括外層的兩層多孔保溫材料層和中間的一層硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。
[0006]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為80%?95%。
[0007]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為95%。
[0008]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的開孔型多孔保溫材料層采用三聚氰胺泡棉。
[0009]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的開孔型多孔保溫材料層的總厚度小于50mmo
[0010]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料層為橡膠墊。
[0011]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的厚度為0.5?5mm。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明的多功能多層復(fù)合材料，在提高聲學(xué)性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環(huán)保要求，并可以根據(jù)車廂壁板不同部位噪聲頻譜特性、材料厚度空間及使用要求進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計方案為不同厚度的多孔材料和硬質(zhì)阻尼材料的優(yōu)化組合，從而綜合利用了多孔性吸聲隔熱材料和粘彈性阻尼材料的不同功能，新型復(fù)合材料研發(fā)滿足以下性能:(I)吸聲性能，400-8000HZ范圍內(nèi)的平均吸聲系數(shù)0.8以上；(2)防火阻燃，達(dá)到DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)第2部分的S4，ST2，SR2級；(3)輕量，環(huán)保，無污染；(4)兼顧絕熱、隔聲減振等功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的多功能分層復(fù)合材料用于高速列車車廂內(nèi)的原理示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明三層多功能分層復(fù)合材料的組成示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明三層多功能分層復(fù)合材料的加工示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明三層多功能分層復(fù)合材料的實施例1的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果；
[0017]圖5是本發(fā)明三層多功能分層復(fù)合材料的實施例2的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果。
[0018]附圖標(biāo)識:
[0019]1、多孔保溫材料層 2、硬質(zhì)阻尼隔聲材料層 3、車廂外部主體結(jié)構(gòu)
[0020]4、車廂內(nèi)部壁板 5、車廂內(nèi)部空間
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，通過下面參照附圖對本發(fā)明實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特點和優(yōu)點將會變得更清楚，其中:
[0022]如圖1所示，是本發(fā)明多功能分層復(fù)合材料用于高速列車車廂內(nèi)的示意圖。
[0023]本發(fā)明的多功能分層復(fù)合材料包括:多孔保溫材料層I和硬質(zhì)阻尼隔聲材料層2，設(shè)置于車廂外部主體結(jié)構(gòu)3 (比如:鋁型材)和車廂內(nèi)部壁板(包括:側(cè)壁板、天花板和地板)4之間，以消除車廂內(nèi)部空間5內(nèi)的噪聲。
[0024]鑒于多功能分層材料在高速列車車廂內(nèi)部使用環(huán)境比較復(fù)雜，視具體情況也可以使用多孔保溫材料和硬質(zhì)阻尼隔聲材料二者的復(fù)合，兩層多孔保溫材料層I與硬質(zhì)阻尼隔聲材料層2相連接，如圖2所示。
[0025]多孔材料除了具有保溫絕熱功能外，可以作為一種高效的吸聲材料，特別是對于開孔型多孔材料具備更佳的吸聲效果，如三聚氰胺泡棉絕熱材料本身有一定的吸聲性能。
[0026]如圖3所示，以三層復(fù)合材料為例簡單說明其工藝流程:先將25mm三聚氰胺泡棉、PE打孔膜和2.0mmEPDM通蒸氣熱壓成型得到半成品，然后再和20mm三聚氰胺泡棉噴膠、貼
入
口 o
[0027]如圖4和圖5所示，分別是三聚氰胺泡棉和橡膠墊復(fù)合后的三層復(fù)合材料的兩個實施例的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果。
[0028]阻燃性能:[0029]復(fù)合材料的每層成分均按照德標(biāo)DIN 54837:2007 (軌道車輛用材料、小型部件和組合部件的測試-用氣體燃燒器測定燃燒特性)的要求測定樣品的燃燒性能，根據(jù)DIN5510-2:2009(軌道車輛防火保護(hù)第2部分:材料及部件的燃燒特性和燃燒伴生現(xiàn)象；分級、要求和測試方法)進(jìn)行了分級和測定樣品煙氣毒性的有效劑量。測試結(jié)果燃燒等級均為S4級，煙霧等級均為SR2級，滴落物等級均為ST2級，均符合車體大面積使用的要求。本發(fā)明的復(fù)合材料防火阻燃，達(dá)到DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)的S4，ST2，SR2級。
[0030]實際應(yīng)用中:兩層多孔材料和硬質(zhì)阻尼材料的特征參數(shù)和厚度的具體設(shè)計根據(jù)材料安裝使用要求以及總體聲學(xué)性能設(shè)計要求，為符合上述阻燃和煙毒性能多孔材料的總厚度需要控制在50mm以內(nèi)。
[0031]本發(fā)明的多功能多層復(fù)合材料，在提高聲學(xué)性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環(huán)保要求，并可以根據(jù)車廂壁板不同部位噪聲頻譜特性、材料厚度空間及使用要求進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計方案為不同厚度的多孔材料和硬質(zhì)阻尼材料的優(yōu)化組合，從而綜合利用了多孔性吸聲隔熱材料和粘彈性阻尼材料的不同功能，新型復(fù)合材料研發(fā)滿足以下性能:
(I)吸聲性能，400-8000HZ范圍內(nèi)的平均吸聲系數(shù)0.8以上；(2)防火阻燃，達(dá)到DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)第2部分的S4，ST2，SR2級；(3)輕量，環(huán)保，無污染；(4)兼顧絕熱、隔聲減振等功能。
[0032]復(fù)合材料的發(fā)明改變了以往分層安裝的模式，可大大提高安裝、生產(chǎn)效率。綜上所述新型復(fù)合材料具備良好的應(yīng)用價值，如能在高速列車車廂內(nèi)部或汽車內(nèi)部上得到應(yīng)用，將會有效降低目前高速列車的噪聲水平，同時進(jìn)一步提高列車乘客的舒適度。
[0033]在本申請中，孔隙率大的多孔材料一般情況下吸聲系數(shù)比較大，即吸聲效果更好。但是不是越大越好，還要綜合考慮使用目的所需要吸聲的頻段、材料的結(jié)構(gòu)尺寸(便于安裝、鋪設(shè)等)。
[0034]最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，包括外層的兩層多孔保溫材料層和中間的一層硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為80%?95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為95%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，所述的開孔型多孔保溫材料層采用三聚氰胺泡棉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，所述的開孔型多孔保溫材料層的總厚度小于50_。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中所述的多功能分層復(fù)合材料，其特征在于，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料層為橡膠墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復(fù)合材料，其特征在于，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料層的厚度為0.5?5mm。
【文檔編號】G10K11/168GK103456292SQ201210171207
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】周小詠, 白國鋒, 隋富生 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所