一種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，其特征在于，保溫絕熱性能多孔保溫材料層和硬質(zhì)阻尼隔聲材料層交錯(cuò)層疊的五層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的多孔保溫材料層的總厚度需要大于50mm。所述的多孔保溫材料層為三聚氰胺泡棉。所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料為EPDM或硬質(zhì)橡膠隔聲墊。本發(fā)明得到的復(fù)合吸聲材料性能滿足：(1)吸聲性能平均吸聲系數(shù)0.8以上；（2）保溫絕熱，作用溫差在50度以上；（3）質(zhì)輕，環(huán)保，無纖維、粉塵污染；（4）改變了以往分層安裝的模式，可大大提高安裝、生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多功能吸聲材料的結(jié)構(gòu)，特別涉及ー種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，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，如作為汽車內(nèi)部和高速列車車廂內(nèi)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速鉄路作為當(dāng)代高新技術(shù)的集成，具有運(yùn)能大、能耗低、污染小、安全舒適等比較優(yōu)勢，是交通運(yùn)輸體系中最具可持續(xù)性和環(huán)境友好性的運(yùn)輸模式，是世界各國科學(xué)技術(shù)和制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、綜合國力以及國家現(xiàn)代化程度的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志之一。
[0003]“十一五”期間我國高速鉄路建設(shè)在國家的大力支持下得到跨越式發(fā)展。隨著京滬高鐵的開通目前我國高速鉄路運(yùn)營里程已位居世界第一。其中，京津城際高速鉄路列車運(yùn)行速度已達(dá)到300km/h，京滬高速鐵路的設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)到了 350km/h。列車提速后噪聲與振動(dòng)問題顯得愈加突出，已成為制約高速鉄路技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素，噪聲與振動(dòng)的污染不僅嚴(yán)重影響車內(nèi)的安靜性、乘員的舒適性和高鐵沿線區(qū)域居民的生活環(huán)境，而且也導(dǎo)致了列車的主要機(jī)械設(shè)備工作時(shí)磨損疲勞甚至失效，在降低了設(shè)備使用壽命的同時(shí)也威脅著高速列車的安全運(yùn)行。
[0004]高速列車車內(nèi)噪聲環(huán)境是決定乘客舒適度的重要因素之一。車廂內(nèi)部噪聲試驗(yàn)研究結(jié)果表明:車內(nèi)低頻噪聲突出，噪聲大小和頻譜特性隨空間位置分布不均勻，列車運(yùn)行速度是影響車內(nèi)噪聲的主要因素，當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí)其噪聲大都超過了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容許值。列車高速運(yùn)行經(jīng)過長距離隧道旅客的不舒適感會(huì)比較強(qiáng)烈，因此需要在車廂內(nèi)鋪設(shè)吸聲材料來降低車內(nèi)噪聲。
[0005]對(duì)軌道列車的噪聲控制是一門復(fù)雜的現(xiàn)代藝木，不僅涉及到聲學(xué)、材料力學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)等多種學(xué)科，而且需要考慮列車車廂對(duì)氣動(dòng)性能、氣密性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及輕量化材料的嚴(yán)格要求。因此在保證車廂內(nèi)部溫度、濕度等環(huán)境要求下，發(fā)展保溫絕熱、吸聲減振的多功能復(fù)合材料技術(shù)進(jìn)行列車內(nèi)部噪聲控制，對(duì)降低高速列車車廂內(nèi)部的噪聲水平以及提高乘客的舒適度有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，提供ー種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，該設(shè)計(jì)方案為多孔材料和硬質(zhì)阻尼材料的優(yōu)化組合，其中ー個(gè)主要設(shè)計(jì)思路借鑒建筑聲學(xué)中雙層板填充多孔吸聲材料模型(亦可選取多孔類保溫吸聲材料)，如在雙層板之間設(shè)置弾性支撐結(jié)構(gòu)，可進(jìn)ー步起到減振作用。選取具有良好的保溫性能和工程應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)有一定吸聲性能的多孔材料，其材料密度應(yīng)為較小的軟材料，另外由于材料有比較大的弾性和伸縮性，因此也會(huì)起到一定的減振作用。如圖2所示，為吸聲材料和隔熱硬質(zhì)材料組成的復(fù)合材料的吸聲原理。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了ー種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，其特征在于，保溫絕熱性能多孔保溫材料層和硬質(zhì)阻尼隔聲材料層交錯(cuò)層疊的五層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的多孔保溫材料層的總厚度需要大于50_。
[0008]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的多孔保溫材料層為三聚氰胺泡棉。
[0009]作為上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料為EPDM或硬質(zhì)橡膠隔聲墊。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明得到的復(fù)合吸聲材料性能滿足:(1)吸聲性能平均吸聲系數(shù)0.8以上；(2)保溫絕熱，作用溫差在50度以上；(3)質(zhì)輕，環(huán)保，無纖維、粉塵污染；
(4)改變了以往分層安裝的模式，可大大提高安裝、生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的五層復(fù)合吸聲材料的應(yīng)用環(huán)境的原理示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的五層復(fù)合吸聲材料的組成示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的五層復(fù)合吸聲材料的加工示意圖；
[0014]圖4是本發(fā)明的五層復(fù)合材料實(shí)施案例1的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果示意圖；
[0015]圖5是本發(fā)明的五層復(fù)合材料實(shí)施案例2的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果示意圖。
[0016]附圖標(biāo)識(shí):
[0017]1、多孔保溫材料層 2、硬質(zhì)阻尼材料層3、車廂外部主體結(jié)構(gòu)
[0018]4、車廂內(nèi)部壁板5、車廂內(nèi)部空間
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)ー步說明，通過下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更清楚，其中:
[0020]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。
[0021]本發(fā)明的多功能分層復(fù)合材料包括:多孔保溫材料層1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。
[0022]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，如圖2所示，在空間允許范圍內(nèi)，采用以五層復(fù)合材料?？梢酝茢啵M管本發(fā)明的復(fù)合材料相比單層材料的吸聲性能大大提高，但更多的鋪層不一定會(huì)得到更高的吸聲系數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，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(jì)根據(jù)材料安裝使用要求以及總體聲學(xué)性能設(shè)計(jì)要求，可以在合理的數(shù)值范圍內(nèi)選擇，但為符合上述保溫絕熱性能多孔材料的總厚度需要大于在50mm。
[0023]如圖3所示，本實(shí)施例所采用的エ藝流程:先將15mm三聚氰胺泡棉、PE打孔膜和
0.8mmEPDM通蒸氣熱壓成型兩次得到兩個(gè)半成品，再將兩個(gè)半成品和25mm三聚氰胺泡棉噴膠、貼合。
[0024]如圖4和圖5所示，分別是兩個(gè)實(shí)施例的三聚氰胺泡棉和橡膠墊復(fù)合后的吸聲系數(shù)混響室測試結(jié)果。圖中標(biāo)注P代表三聚氰胺泡棉，R代表硬質(zhì)橡膠隔聲墊。由圖4和圖5可以看出，復(fù)合材料在400-8000Hz的頻率范圍內(nèi)1/3倍頻程平均吸聲系數(shù)在0.8以上，五層復(fù)合材料實(shí)施例的吸聲效果更佳。[0025]隔熱性能:
[0026]根據(jù)檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 10295-2008的檢驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明的樣品具有絕熱的性能。本發(fā)明的復(fù)合材料在常溫下(25°C)的熱阻和等效的綜合導(dǎo)熱系數(shù)(根據(jù)國標(biāo)GB/T10295-2008測試)，優(yōu)于傳統(tǒng)的玻璃棉、聚酯纖維、普通三聚氰胺泡棉、普通橡塑絕熱材料，在高鐵用絕熱材料上僅次于納米氣凝膠材料，但是重量又大大低于后者且聲學(xué)性能卓著。同時(shí)，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(xiǎn)；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(dòng)狀態(tài)而引起的材料塌陷、變形問題；安裝時(shí)也無需額外的防潮鋁箔，不會(huì)造成工作人員的皮膚不適，工作時(shí)無需佩戴防護(hù)面具。
[0027]本發(fā)明得到的復(fù)合吸聲材料性能滿足:(1)吸聲性能平均吸聲系數(shù)0.8以上；(2)保溫絕熱，作用溫差在50度以上；(3)質(zhì)輕，環(huán)保，無纖維、粉塵污染；(4)改變了以往分層安裝的模式，可大大提高安裝、生產(chǎn)效率。
[0028]本例中，選取的多孔材料本身就具有良好的保溫性能和工程應(yīng)用價(jià)值，是材料密度應(yīng)為較小的軟材料。
[0029]作為鋁型材、板材等車體結(jié)構(gòu)之間的夾層材料，除了起到吸聲的聲學(xué)作用外，還必須有效地體現(xiàn)夾層材料的另ー個(gè)重要作用:絕熱(保溫、防寒)。兩種復(fù)合材料(25_三聚氰胺泡棉+1.2mm _聲橡膠墊+19mm橡塑泡沫，13mm橡塑泡沫+0.8mm _聲橡膠墊+19mm橡塑泡沫+1.2mm隔聲橡膠墊+13mm橡塑泡沫)在常溫下(25°C)的熱阻分別為1.28 (m2.Κ)/Ι和
1.36 (m2.K)/W (根據(jù)國標(biāo)GB/T 10295-2008測試)，等效的綜合導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.0353W/(m.Κ)和0.0346ff/(m.Κ)，優(yōu)于傳統(tǒng)的玻璃棉、聚酯纖維、普通三聚氰胺泡棉、普通橡塑絕熱材料，在高鐵用絕熱材料上僅次于納米氣凝膠材料，但是重量又大大低于后者且聲學(xué)性能卓著。同時(shí)，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(xiǎn)；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(dòng)狀態(tài)而引起的材料塌陷、變形問題；安裝時(shí)也無需額外的防潮鋁箔，不會(huì)造成工作人員的皮膚不適，工作時(shí)無需佩戴防護(hù)面具。復(fù)合材料隔熱保溫性能參數(shù)詳見附件有關(guān)測試報(bào)告。
[0030]優(yōu)勢有:方便易于根據(jù)環(huán)境改變尺寸，良好的隔熱性能，吸聲性能。
[0031]根據(jù)需要變換參數(shù)進(jìn)行多孔材料和橡膠的組合和加工，實(shí)現(xiàn)隔熱和吸聲的需要。
[0032]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)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(duì)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.ー種具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，其特征在于，保溫絕熱性能多孔保溫材料層和硬質(zhì)阻尼隔聲材料層交錯(cuò)層疊的五層復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的多孔保溫材料層的總厚度需要大于50mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，其特征在于，所述的多孔保溫材料層為三聚氰胺泡棉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有隔熱功能的五層復(fù)合吸聲材料，其特征在于，所述的硬質(zhì)阻尼隔聲材料為EPDM或硬質(zhì)橡膠隔聲墊。
【文檔編號(hào)】B32B25/04GK103456293SQ201210171273
【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