一種具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，包括外層的兩層多孔保溫材料層和中間的一層硬質阻尼隔聲材料層的三層復合結構，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。本發明在提高聲學性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環保要求，并可以根據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行聲學優化設計。該方案為不同厚度的多孔材料和硬質阻尼材料的優化組合，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，新型復合材料滿足以下性能：(1)吸聲性能，400-8000Hz范圍內的平均吸聲系數0.8以上；（2）防火阻燃，達到DIN?5510標準第2部分的S4，ST2，SR2級；（3）輕量，環保，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合材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及吸聲材料的結構，特別涉及一種具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，可直接應用于交通領域或其它有環保要求的強噪聲環境，尤其適用于高速列車車廂和汽車車內。如該多功能復合材料可以面向高速列車車廂壁板間使用，在提高聲學性能的同時保證材料的阻燃等環保要求，并根據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行聲學優化設計。
【背景技術】
[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。復合材料的每層成分均按照德標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DIN5510-2:2009(軌道車輛防火保護第2部分:材料及部件的燃燒特性和燃燒伴生現象；分級、要求和測試方法)進行了分級和測定樣品煙氣毒性的有效劑量。測試結果燃燒等級均為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，因為現在高鐵或汽車行業采用的隔聲墊均只能達到S3燃燒等級(個別進口材料除外，但價格昂貴)。
[0003]同時，相比纖維類材料，復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)，能有效地防止結露現象以及可能引起的腐蝕風險；自身的結構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面具。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，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]為實現上述發明目的，本發明提供了一種具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，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阻尼隔聲材料層的三層復合結構，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。
[0006]作為上述技術方案的一種優選，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為80%?95%。
[0007]作為上述技術方案的一種優選，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為95%。
[0008]作為上述技術方案的一種優選，所述的開孔型多孔保溫材料層采用三聚氰胺泡棉。
[0009]作為上述技術方案的一種優選，所述的開孔型多孔保溫材料層的總厚度小于50mmo
[0010]作為上述技術方案的一種優選，所述的硬質阻尼隔聲材料層為橡膠墊。
[0011]作為上述技術方案的一種優選，所述的硬質阻尼隔聲材料層的厚度為0.5?5mm。
[0012]本發明的優點在于，本發明的多功能多層復合材料，在提高聲學性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環保要求，并可以根據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行聲學優化設計。設計方案為不同厚度的多孔材料和硬質阻尼材料的優化組合，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，新型復合材料研發滿足以下性能:(I)吸聲性能，400-8000HZ范圍內的平均吸聲系數0.8以上；(2)防火阻燃，達到DIN 5510標準第2部分的S4，ST2，SR2級；(3)輕量，環保，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是本發明的多功能分層復合材料用于高速列車車廂內的原理示意圖；
[0014]圖2是本發明三層多功能分層復合材料的組成示意圖；
[0015]圖3是本發明三層多功能分層復合材料的加工示意圖；
[0016]圖4是本發明三層多功能分層復合材料的實施例1的吸聲系數混響室測試結果；
[0017]圖5是本發明三層多功能分層復合材料的實施例2的吸聲系數混響室測試結果。
[0018]附圖標識:
[0019]1、多孔保溫材料層 2、硬質阻尼隔聲材料層 3、車廂外部主體結構
[0020]4、車廂內部壁板 5、車廂內部空間
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明進行進一步說明，通過下面參照附圖對本發明實施例的詳細描述，本發明的上述和其他特點和優點將會變得更清楚，其中:
[0022]如圖1所示，是本發明多功能分層復合材料用于高速列車車廂內的示意圖。
[0023]本發明的多功能分層復合材料包括:多孔保溫材料層I和硬質阻尼隔聲材料層2，設置于車廂外部主體結構3 (比如:鋁型材)和車廂內部壁板(包括:側壁板、天花板和地板)4之間，以消除車廂內部空間5內的噪聲。
[0024]鑒于多功能分層材料在高速列車車廂內部使用環境比較復雜，視具體情況也可以使用多孔保溫材料和硬質阻尼隔聲材料二者的復合，兩層多孔保溫材料層I與硬質阻尼隔聲材料層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合后的三層復合材料的兩個實施例的吸聲系數混響室測試結果。
[0028]阻燃性能:[0029]復合材料的每層成分均按照德標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DIN5510-2:2009(軌道車輛防火保護第2部分:材料及部件的燃燒特性和燃燒伴生現象；分級、要求和測試方法)進行了分級和測定樣品煙氣毒性的有效劑量。測試結果燃燒等級均為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。本發明的復合材料防火阻燃，達到DIN 5510標準的S4，ST2，SR2級。
[0030]實際應用中:兩層多孔材料和硬質阻尼材料的特征參數和厚度的具體設計根據材料安裝使用要求以及總體聲學性能設計要求，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。
[0031]本發明的多功能多層復合材料，在提高聲學性能的同時保證材料的阻燃、隔熱等環保要求，并可以根據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行聲學優化設計。設計方案為不同厚度的多孔材料和硬質阻尼材料的優化組合，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，新型復合材料研發滿足以下性能:
(I)吸聲性能，400-8000HZ范圍內的平均吸聲系數0.8以上；(2)防火阻燃，達到DIN 5510標準第2部分的S4，ST2，SR2級；(3)輕量，環保，無污染；(4)兼顧絕熱、隔聲減振等功能。
[0032]復合材料的發明改變了以往分層安裝的模式，可大大提高安裝、生產效率。綜上所述新型復合材料具備良好的應用價值，如能在高速列車車廂內部或汽車內部上得到應用，將會有效降低目前高速列車的噪聲水平，同時進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、材料的結構尺寸(便于安裝、鋪設等)。
[0034]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，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阻尼隔聲材料層的三層復合結構，且所述的多孔保溫材料層為開孔型多孔保溫材料。
2.根據權利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，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.根據權利要求2所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，其特征在于，所述的開孔型多孔保溫材料的孔隙率為95%。
4.根據權利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，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.根據權利要求1所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，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.根據權利要求4或5中所述的多功能分層復合材料，其特征在于，所述的硬質阻尼隔聲材料層為橡膠墊。
7.根據權利要求6所述的具有阻燃和吸聲功能的三層復合材料，其特征在于，所述的硬質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 優先權日:2012年5月29日
【發明者】周小詠, 白國鋒, 隋富生 申請人:中國科學院聲學研究所