一種多纖維共混吸聲材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸聲降噪材料，具體來說是一種針對(duì)變電站低頻噪聲的多纖維共混吸聲材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)、法律法規(guī)的日益嚴(yán)格以及居民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，變電站噪聲問題已經(jīng)成為制約輸變電發(fā)展的桎梏之一。妥善解決變電站的噪聲問題，為周邊居民營(yíng)造一個(gè)寧靜溫馨的生活環(huán)境，已成為電網(wǎng)運(yùn)行部門中必須優(yōu)先解決的任務(wù)。
[0003]主變壓器(主變)是變電站的核心噪聲源，其噪聲水平的高低直接決定了變電站噪聲的水平。主變的噪聲主要是運(yùn)行時(shí)鐵芯的磁致伸縮引起，其頻譜較寬，頻率以低頻為主，能量主要分布在50Hz工頻以及100Hz、200Hz、500Hz的倍頻頻段上。這類噪聲波長(zhǎng)長(zhǎng)，衰減慢，穿透建筑結(jié)構(gòu)的能力強(qiáng)，從而嚴(yán)重影響居民的日常生活產(chǎn)生。
[0004]研宄發(fā)現(xiàn)阻尼吸聲材料的吸聲原理主要以熱效應(yīng)將聲波振動(dòng)能量消耗掉，達(dá)到吸聲、增耗的效果。此法一般在有阻尼、耗能需要的服役環(huán)境使用，如航空、航海、大型設(shè)備等領(lǐng)域。早期使用的阻尼吸聲材料主要為植物纖維制品，如棉麻纖維、毛氈、甘蔗纖維、木質(zhì)纖維、水泥木絲以及稻草等有機(jī)天然纖維材料。有機(jī)合成纖維材料主要是化學(xué)纖維，如晴綸棉、滌綸棉等。這些材料對(duì)中、高頻范圍內(nèi)的聲音具有良好的吸聲性能，但防火、防腐、防潮等性能較差。隨后，人工合成的無機(jī)纖維材料不斷問世，如玻璃棉、礦渣棉和巖棉等。這類材料不僅具有良好的吸聲性能，而且具有質(zhì)輕、不燃、不腐、不易老化、價(jià)格低廉等特性，從而替代了天然纖維的吸聲材料，在聲學(xué)工程中獲得廣泛的應(yīng)用，但此類材料的主要缺點(diǎn)是低頻吸聲性能較差，且其微塵污染環(huán)境。如巖棉/玻璃棉類吸聲材料沒有強(qiáng)度，容易受潮，受潮后基本不吸聲，易老化污染環(huán)境，在某些服役條件下，2?3年后巖棉微塵即開始揮發(fā)，平均不到十年就會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。而采用全金屬纖維，由于其剛度較大，且成本高昂，不利于大規(guī)模推廣，尤其在振動(dòng)服役環(huán)境，容易成為振動(dòng)傳播途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種針對(duì)變電站低頻噪聲的吸聲材料。本發(fā)明采用共混纖維的設(shè)計(jì)思路，將金屬纖維與有機(jī)復(fù)合高分子纖維進(jìn)行共混，制備出具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:一種多纖維共混吸聲材料，所述吸聲材料為金屬纖維和有機(jī)復(fù)合高分子纖維構(gòu)成的纖維氈，所述金屬纖維材質(zhì)為純鋁，所述有機(jī)復(fù)合高分子纖維為聚酯纖維和丙綸纖維復(fù)合而成。
[0007]優(yōu)選的，所述純鋁纖維的直徑為50?100 μ mo
[0008]優(yōu)選的，所述有機(jī)復(fù)合高分子纖維的直徑為20?50 μπι。
[0009]優(yōu)選的，所述鋁纖維和有機(jī)高分子復(fù)合纖維的混編質(zhì)量比為1:0.5?2。
[0010]優(yōu)選的，所述纖維氈的面密度為1000?1500g/m2。
[0011]優(yōu)選的，所述纖維氈的厚度為I?15cm。更優(yōu)選的，所述纖維氈的厚度為3cm。
[0012]所述的一種多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟:
[0013](I)采用優(yōu)質(zhì)的純鋁原料刮削成粗細(xì)一致的鋁纖維絲；
[0014](2)經(jīng)過纖切機(jī)把鋁纖維絲纖切成長(zhǎng)度一致的鋁纖維短纖維
[0015](3)將有機(jī)復(fù)合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經(jīng)過梳理機(jī)梳理打亂，均勻混合；
[0016](4)再經(jīng)過氣流成網(wǎng)機(jī)鋪設(shè)成所需面密度的纖維氈；
[0017](5)將纖維氈通過網(wǎng)帶式烘箱，經(jīng)過高溫100-200°C烘培成型，網(wǎng)帶推進(jìn)速度為0.2-0.8m/min。
[0018]本發(fā)明提供的技術(shù)方案將金屬纖維與有機(jī)復(fù)合高分子纖維進(jìn)行共混，制得具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。其中，金屬纖維選用質(zhì)量輕、耐候性好的鋁纖維，有機(jī)復(fù)合高分子纖維選用富有彈性、韌性的聚酯纖維。但為了克服共混纖維中的鋁纖維與聚酯纖維經(jīng)常出現(xiàn)的剝離的現(xiàn)象，使鋁纖維與聚酯纖維充分結(jié)合，特將聚酯纖維改為外層為丙綸纖維，內(nèi)層為聚酯纖維的復(fù)合纖維，利用丙綸纖維熔點(diǎn)低的特性，使其在烘培成型過程中融化，將鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，以提高其結(jié)合強(qiáng)度。
[0019]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0020](I)低頻吸聲性能優(yōu)良，在200-700HZ吸聲系數(shù)均達(dá)到0.6以上；
[0021](2)制備工藝簡(jiǎn)單，不需添加任何添加劑；
[0022](3)產(chǎn)品環(huán)保性好，不污染環(huán)境；
[0023](4)耐候性好，不燃，不腐，不易老化；
[0024](5)低熔點(diǎn)的丙綸纖維與聚酯纖維復(fù)合，利用丙綸纖維熔點(diǎn)低的特性，在烘培成型過程中融化使鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，所得產(chǎn)品既有一定的強(qiáng)度、剛度，又有足夠的韌性，不易變形；
[0025](6)成本較低。
【附圖說明】
[0026]圖1是實(shí)施例1-3制得的吸聲材料在不同頻率下的吸聲系數(shù)。
[0027]圖2是本發(fā)明制備的和市場(chǎng)上現(xiàn)有的吸聲材料分別在在不同頻率下的吸聲系數(shù)對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種多纖維共混吸聲材料，由鋁纖維和有機(jī)復(fù)合高分子纖維構(gòu)成，其特征在于所述鋁纖維材質(zhì)為純鋁，直徑為100 μm，有機(jī)復(fù)合高分子纖維材質(zhì)為聚酯纖維(內(nèi)部)和丙綸纖維(外層)，直徑為50 μ m，混編比例為(鋁纖維質(zhì)量:有機(jī)復(fù)合高分子纖維質(zhì)量)1:2，纖維氈面密度1000g/m2，纖維氈厚度3cm，使用時(shí)背腔空氣層厚度15cm。
[0031]所述多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟:
[0032](I)采用優(yōu)質(zhì)的純鋁原料刮削成粗細(xì)一致的鋁纖維絲；
[0033](2)經(jīng)過纖切機(jī)把鋁纖維絲纖切成長(zhǎng)度一致的鋁纖維短纖維
[0034](3)將有機(jī)復(fù)合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經(jīng)過梳理機(jī)梳理打亂，均勻混合；
[0035](4)再經(jīng)過氣流成網(wǎng)機(jī)鋪設(shè)成所需面密度的纖維氈；
[0036](5)將纖維氈通過網(wǎng)帶式烘箱，經(jīng)過高溫180°C烘培成型，網(wǎng)帶推進(jìn)速度為0.6m/
mino
[0037]該實(shí)施例為通用型方案，既兼顧低頻噪聲，又滿足中高頻噪聲的需求，但為了滿足通用型方案的設(shè)計(jì)要求，該實(shí)施例放棄了部分頻段噪聲的吸收率。
[0038]實(shí)施例2
[0039]按實(shí)施例1相同的方法制備多纖維共混吸聲材料，但其不同之處在于:鋁纖維直徑為50 μ m，有機(jī)復(fù)合高分子纖維直徑為20 μ m，混編比例為(鋁纖維質(zhì)量:有機(jī)復(fù)合高分子纖維質(zhì)量)2:1，纖維氈面密度1500g/m2。
[0040]該實(shí)施例主要針對(duì)高壓電抗器、主變壓器等低頻設(shè)備設(shè)計(jì)，但為了滿足上述設(shè)備低頻降噪的需要，該產(chǎn)品放棄了部分中高頻段噪聲的吸收率，吸聲系數(shù)自300Hz起即顯著下降。
[0041]實(shí)施例3
[0042]按實(shí)施例1相同的方法制備多纖維共混吸聲材料，但其不同之處在于:鋁纖維直徑為50 μ m，有機(jī)復(fù)合高分子纖維直徑為50 μ m，混編比例為(鋁纖維質(zhì)量:有機(jī)復(fù)合高分子纖維質(zhì)量)2:1，纖維氈面密度1200g/m2。
[0043]實(shí)施例3主要針對(duì)風(fēng)機(jī)等噪聲頻率在800?2000Hz之間的中頻設(shè)備，結(jié)果表明實(shí)施例3的吸聲系數(shù)在600?1600Hz之間始終維持在0.7以上。
[0044]按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18696.2-2002《聲學(xué)阻抗管中吸聲系數(shù)和聲阻抗的測(cè)量第I部分:傳遞函數(shù)法》，采用丹麥B&K4206型雙傳聲器阻抗測(cè)量系統(tǒng)測(cè)得的實(shí)施例1?3中任一實(shí)施例的多纖維共混吸聲材料的吸聲系數(shù)示于圖1。
[0045]圖2是本發(fā)明制備的和市場(chǎng)上現(xiàn)有的吸聲材料(鋁纖維吸聲材料、聚酯纖維吸聲材料和巖棉吸聲材料)分別在不同頻率下的吸聲系數(shù)對(duì)比圖。
[0046]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述吸聲材料為金屬纖維和有機(jī)復(fù)合高分子纖維構(gòu)成的纖維氈，所述金屬纖維材質(zhì)為純鋁，所述有機(jī)復(fù)合高分子纖維為聚酯纖維和丙綸纖維復(fù)合而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述純鋁纖維的直徑為50?100 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述有機(jī)復(fù)合高分子纖維的直徑為20?50 μ mo
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述鋁纖維和有機(jī)高分子復(fù)合纖維的混編質(zhì)量比為1:0.5?2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的面密度為 1000 ?1500g/m2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的厚度為I?15cm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的厚度為 3cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟: (1)采用純鋁原料刮削成粗細(xì)一致的鋁纖維絲； (2)經(jīng)過纖切機(jī)把鋁纖維絲纖切成長(zhǎng)度一致的鋁纖維短纖維； (3)將有機(jī)復(fù)合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經(jīng)過梳理機(jī)梳理打亂，均勻混合； (4)再經(jīng)過氣流成網(wǎng)機(jī)鋪設(shè)成所需面密度的纖維氈； (5)將纖維氈通過網(wǎng)帶式烘箱，經(jīng)過高溫100-200°C烘培成型，網(wǎng)帶推進(jìn)速度為0.2-0.8m/min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多纖維共混吸聲材料，由鋁纖維和有機(jī)復(fù)合高分子纖維構(gòu)成，其特征在于所述鋁纖維材質(zhì)為純鋁，直徑為50-100μm，有機(jī)復(fù)合高分子纖維材質(zhì)為聚酯纖維(內(nèi)部)和丙綸纖維(外層)，直徑為20-50μm。本發(fā)明采用共混纖維的設(shè)計(jì)思路，將鋁纖維與有機(jī)復(fù)合高分子纖維進(jìn)行共混，利用丙綸纖維熔點(diǎn)低的特性，使其在烘培成型過程中融化，將鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，制備出具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。
【IPC分類】G10K11-162, D04H1-541
【公開號(hào)】CN104695134
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510126302
【發(fā)明人】樊超, 聶京凱, 田一, 王廣克, 陳新, 韓鈺, 朱全軍, 陳云, 馬光, 祝志祥, 楊富堯, 李靖, 孔曉峰, 何明鋒, 王斌, 徐國(guó)忠, 盧純義
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日