CN114103352A - 一种柔性隔声功能复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种柔性隔声功能复合材料及其制备方法，该柔性隔声功能复合材料包括隔声功能层、吸声界面层和柔性保护层，所述隔声功能层为包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料，所述吸声界面层为具有吸声性能的胶黏材料，所述柔性保护层与所述隔声功能层通过所述吸声界面层相互粘接为一体。该柔性隔声功能复合材料具有柔韧性、耐久性好、便于收纳的特点，可实现高效便捷的隔音吸音功能。该柔性隔声功能复合材料可以单独使用也可以与不同框架组合使用，适用于充当隔声罩、隔声帘、隔声屏障等应用，能够有效满足机械设备、建筑围护结构和建筑施工现场爬架等隔音降噪治理需求。

Description

一种柔性隔声功能复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及隔声降噪技术领域，特别是涉及一种柔性隔声功能复合材料及其制备方法。

背景技术

噪声污染严重影响正常的工作和生活。为了解决噪声问题，在实际应用过程中常采用各类板材进行复合，以达到隔声降噪的目的。然而噪声来源是多样化的，如建筑工地、设备等隔声降噪领域的要求隔声材料可以满足方便移动，快速搭建、拆卸和重复应用需求，针对一些复杂环境下，还需要材料柔软并可根据现场尺寸和形状进行调整贴合，传统金属、玻璃等各类板材隔声材料已难以满足使用需求。

针对以上需求，目前多采用膜或布材包裹纤维类材料作为柔性隔声材料使用，但存在材料自身隔声效果差，同时相邻材料之间及隔声材料和金属框架之间贴合性差，进一步降低了隔声效果。且一般材料较厚，导致安装不便；各层间采用缝合方式，易损坏，从而无法达到多次重复应用的效果。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种柔性隔声功能复合材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种柔性隔声功能复合材料，包括隔声功能层、吸声界面层和柔性保护层，所述隔声功能层为包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料，所述吸声界面层为具有吸声性能的胶黏材料，所述柔性保护层与所述隔声功能层通过所述吸声界面层相互粘接为一体。

进一步地：

所述隔声功能层与所述吸声界面层相接的一面具有凹凸结构，于该面形成凹凸结构超薄散射体。

所述吸声界面层的所述胶黏材料含有空心微球，优选为空心玻璃微球。

所述柔性保护层为采用高韧性功能织物的增韧保护层，优选采用具有防火阻燃性能的高韧性功能织物，优选采用玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维。

所述磁性功能纳米材料包括α-Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO/ZnO中的一种或多种。

所述聚合物材料包括PE、PP、PET、橡胶、柔性环氧树脂或聚氨酯中的一种或多种，优选采用热塑性树脂材料。

所述隔声功能层中所述磁性功能纳米材料的质量百分比含量为30％～70％，优选为40％～60％。

所述胶黏材料包括阻燃性丙烯酸酯或聚氨酯中的一种或多种。

所述隔声功能层的厚度为0.3～2mm，所述吸声界面层的厚度为0.05～0.3mm。

一种制备所述柔性隔声功能复合材料的制备方法，包括如下步骤：

使用包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料形成隔声功能层，通过具有吸声功能的胶黏材料将柔性保护层与所述隔声功能层相互粘接，所述胶黏材料在所述柔性保护层与所述隔声功能层之间形成为吸声界面层。

优选地，所述方法具体包括如下步骤：

S1.将磁性功能纳米材料和聚合物混合，采用挤出或模压工艺制备厚度为0.3～2mm的隔声功能层；

S2.采用涂布工艺将含有空心玻璃微球的胶黏剂涂覆到增韧保护层的高韧性织物上，所述胶黏剂形成厚度为0.05～0.3mm的吸声界面层；

S3.将所述隔声功能层贴合到所述吸声界面层，采用辊压或模压工艺形成厚度为0.8～3mm的柔性隔声功能复合材料。

本发明的有益效果：

本发明实施例的柔性隔声功能复合材料具有柔韧性、耐久性好、便于收纳的特点，可实现高效便捷的隔音吸音功能。本发明实施例的柔性隔声功能复合材料可以单独使用也可以与不同框架组合使用，适用于充当隔声罩、隔声帘、隔声屏障等应用，能够有效满足机械设备、建筑围护结构和建筑施工现场爬架等隔音降噪治理需求。

与传统技术相比，本发明实施例的优点具体体现在如下方面：

隔声功能层采用磁性功能纳米材料和聚合物复合而成，与传统纤维、橡胶或普通高分子材料相比较，具有更好的隔声性能，达到相同隔声量的厚度更小，更具柔性、轻便；由于隔声功能层具有磁性，相邻材料可吸附搭接，且可与金属立网、框架等吸附贴合，隔声性能大幅优于不吸附状态，同时方便安装拆卸，具有更好的灵活性。在隔声功能层与吸声界面层相接的外侧面形成具有凹凸结构的超薄散射体，增加了噪声的散射效果，有利于进一步提高隔声性能。

在隔声功能层和柔性保护层之间设置由胶黏材料形成的吸声界面层，胶黏材料中添加空心微球，一方面胶黏材料同时兼备隔声吸声功能，提高了隔声效果，另一方面隔声功能层和柔性保护层通过吸声界面层形成一体化层叠结构，材料具有更好的强度和柔韧性，有利于材料在工程应用过程中的多次重复使用。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图。

图中：1为隔声功能层，2为吸声界面层，3为增韧保护层。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本发明实施例提供一种柔性隔声功能复合材料，包括隔声功能层1、吸声界面层2和柔性保护层(如具有增韧效果的增韧保护层3)，所述隔声功能层1为包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料，所述吸声界面层2为具有吸声性能的胶黏材料，所述柔性保护层与所述隔声功能层1通过所述吸声界面层2相互粘接为一体。

其中，由磁性功能纳米材料和聚合物复合而成的隔声功能层较传统的纤维、橡胶等普通高分子材料具有更加优异的隔声效果；隔声功能层具有磁性，相邻材料可相互搭接吸附，且可与金属框架直接贴合，进一步提高了隔声效果，且方便安装和拆卸，灵活性好。

在优选的实施例中，所述隔声功能层1与所述吸声界面层2相接的一面具有凹凸结构4，于该面形成凹凸结构超薄散射体。隔声功能层1外侧面的凹凸结构超薄散射体增加了噪声的散射效果，有利于进一步提高隔声性能。

在优选的实施例中，所述吸声界面层2的所述胶黏材料含有空心微球，所述空心微球优选为空心玻璃微球。

在优选的实施例中，所述柔性保护层为采用高韧性功能织物的增韧保护层3，优选采用具有防火阻燃性能的高韧性功能织物，优选采用玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维。

在优选的实施例中，所述磁性功能纳米材料包括α-Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO/ZnO中的一种或多种。

在优选的实施例中，所述聚合物材料包括PE、PP、PET、橡胶、柔性环氧树脂或聚氨酯中的一种或多种，优选采用热塑性树脂材料。

在优选的实施例中，所述隔声功能层1中所述磁性功能纳米材料的质量百分比含量为30％～70％，更优选为40％～60％。

在优选的实施例中，所述胶黏材料包括阻燃性丙烯酸酯或聚氨酯中的一种或多种。

在优选的实施例中，所述隔声功能层1的厚度为0.3～2mm，所述吸声界面层2的厚度为0.05～0.3mm。

参阅图1，本发明实施例还提供一种制备所述柔性隔声功能复合材料的制备方法，包括如下步骤：

使用包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料形成隔声功能层1，通过具有吸声功能的胶黏材料将柔性保护层3与所述隔声功能层1相互粘接，所述胶黏材料在柔性保护层3与所述隔声功能层1之间形成为吸声界面层2。

本发明的柔性隔声功能复合材料可以单独使用也可以与不同框架组合使用，具有柔韧性、耐久性好、便于收纳的特点，可实现高效便捷的隔音吸音功能，适用于隔声罩、隔声帘、隔声屏障等应用，能够有效满足机械设备、建筑围护结构和建筑施工现场爬架等隔音降噪治理需求。

如图1所示，在一些实施例中，柔性隔声功能复合材料由里及外包括隔声功能层1、吸声界面层2、增韧保护层3等三层结构。所述隔声功能层1由含磁性功能纳米材料与聚合物复合而成，所述隔声功能层1内侧面为平面结构，外侧面为凹凸结构超薄散射体。所述吸声界面层2为添加空心微球的胶黏剂，所述增韧保护层3为具有防火阻燃性能的高韧性功能织物。隔声功能层1和增韧保护层3由吸声界面层2相互粘接，经层压制备成柔性隔声功能复合材料。

在一些实施例中，所述磁性功能纳米材料包括但不限于α-Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO/ZnO。磁性功能纳米材料不仅提高了隔声功能层的隔声性能，同时隔声功能层具有磁性，方便安装和拆卸，具有更好的灵活性。

在一些实施例中，所述聚合物材料为PE、PP、PET、橡胶、柔性环氧树脂或聚氨酯的一种。为提高材料的可回收性，优选PE、PP或PET等热塑性树脂材料。

在一些实施例中，所述磁性功能纳米材料的添加量为30％～70％。随着功能纳米材料的含量提高，隔声功能层的隔声效果增加，为了兼顾隔声功能层的柔韧性，优选地添加量为40％～60％。

在一些实施例中，所述胶黏剂为阻燃性丙烯酸酯或聚氨酯的一种。

在一些实施例中，所述增韧保护层的高韧性织物包括并不限于玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维的一种。

在另一种实施例中，一种柔性隔声功能复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.磁性功能纳米材料和聚合物混合，采用挤出或模压工艺制备隔声功能层，厚度为0.3～2mm；

S2.采用涂布工艺将含有空心玻璃微球的胶黏剂涂覆到增韧保护层的高韧性织物上，形成吸声界面层，吸声界面层厚度为0.05～0.3mm；

S3.将隔声功能层贴合到吸声界面层，采用辊压或模压工艺形成柔性隔声功能复合材料，柔性隔声功能复合材料厚度为0.8～3mm。

通过以下具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种柔性隔声功能复合材料，由里及外包括隔声功能层1、吸声界面层2、增韧保护层3等三层结构。所述隔声功能层1由含磁性功能纳米材料与聚合物按一定比例复合而成，所述隔声功能层1内侧面为平面结构，外侧面为凹凸结构超薄散射体。所述吸声界面层2为添加空心微球的胶黏剂，所述增韧保护层3为具有防火阻燃性能的高韧性功能织物。隔声功能层1和增韧保护层3由吸声界面层2相互粘接，经层压制备成柔性隔声功能复合材料。

本实施例中，所述磁性功能纳米材料为α-Fe₂O₃,所述聚合物为PET塑料粒子，所述α-Fe₂O₃的添加量为50％，所述吸声层的胶黏剂为高剥离力的丙烯酸酯胶黏剂，所述增韧保护层的高韧性织物为玻璃纤维织物。

本实施例的一种柔性隔声功能复合材料通过以下方法制备：

S1.磁性功能纳米材料α-Fe₂O₃和聚合物PET粒子通过双螺杆挤出机混合，采用挤出流延拉伸工艺制备隔声功能层，厚度为0.4mm；

S2.采用涂布工艺将含有空心玻璃微球的丙烯酸酯胶黏剂涂覆到增韧保护层的高韧性玻璃纤维织物上，形成吸声界面层，吸声界面层厚度为0.1mm，玻璃纤维织物厚度为0.6mm；

S3.将隔声功能层贴合到吸声界面层，采用辊压贴合工艺形成柔性隔声功能复合材料，柔性隔声功能复合材料厚度为1.1mm。

经测试，本实施例的一种柔性隔声功能复合材料在各频段的隔声量均达到25dB以上，具有隔声频带宽，隔声效果好的优点。

实施例2

一种柔性隔声功能复合材料，由里及外包括隔声功能层1、吸声界面层2、增韧保护层3等三层结构。所述隔声功能层1由含磁性功能纳米材料与聚合物按一定比例复合而成，所述隔声功能层1内侧面为平面结构，外侧面为凹凸结构超薄散射体。所述吸声界面层2为添加空心微球的胶黏剂，所述增韧保护层3为具有防火阻燃性能的高韧性功能织物。隔声功能层1和增韧保护层3由吸声界面层2相互粘接，经层压制备成柔性隔声功能复合材料。

本实施例中，所述磁性功能纳米材料为Fe₃O₄,所述聚合物为柔性环氧树脂，所述α-Fe₂O₃的添加量为45％，所述吸声层的胶黏剂为聚氨酯黏剂，所述增韧保护层的高韧性织物为玄武岩纤维织物。

本实施例的一种柔性隔声功能复合材料通过以下方法制备：

S1.磁性功能纳米材料Fe₃O₄和柔性环氧树脂通过机械搅拌方式充分混合，采用模压工艺制备隔声功能层，厚度为0.8mm；

S2.采用涂布工艺将含有空心玻璃微球的丙烯酸酯胶黏剂涂覆到增韧保护层的高韧性玄武岩纤维织物上，形成吸声界面层，吸声界面层厚度为0.2mm,玄武岩纤维织物为0.5mm；

S3.将隔声功能层贴合到吸声界面层，采用辊压贴合工艺形成柔性隔声功能复合材料，柔性隔声功能复合材料厚度为1.5mm。

经测试，本实施例的一种柔性隔声功能复合材料在各频段的隔声量均达到27dB以上，具有隔声频带宽，隔声效果好的优点。

本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种柔性隔声功能复合材料，其特征在于，包括隔声功能层、吸声界面层和柔性保护层，所述隔声功能层为包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料，所述吸声界面层为具有吸声性能的胶黏材料，所述柔性保护层与所述隔声功能层通过所述吸声界面层相互粘接为一体。

2.如权利要求1所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述隔声功能层与所述吸声界面层相接的一面具有凹凸结构，于该面形成凹凸结构超薄散射体。

3.如权利要求1或2所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述吸声界面层的所述胶黏材料含有空心微球，优选为空心玻璃微球。

4.如权利要求1至3任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述柔性保护层为采用高韧性功能织物的增韧保护层，优选采用具有防火阻燃性能的高韧性功能织物，优选采用玻璃纤维、玄武岩纤维或碳纤维。

5.如权利要求1至4任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述磁性功能纳米材料包括α-Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO/ZnO中的一种或多种。

6.如权利要求1至5任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述聚合物材料包括PE、PP、PET、橡胶、柔性环氧树脂或聚氨酯中的一种或多种，优选采用热塑性树脂材料。

7.如权利要求1至6任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述隔声功能层中所述磁性功能纳米材料的质量百分比含量为30％～70％，优选为40％～60％。

8.如权利要求1至7任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述胶黏材料包括阻燃性丙烯酸酯或聚氨酯中的一种或多种。

9.如权利要求1至8任一项所述的柔性隔声功能复合材料，其特征在于，所述隔声功能层的厚度为0.3～2mm，所述吸声界面层的厚度为0.05～0.3mm。

10.一种如权利要求1至9任一项所述的柔性隔声功能复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

使用包含磁性功能纳米材料与聚合物的复合材料形成隔声功能层，通过具有吸声功能的胶黏材料将柔性保护层与所述隔声功能层相互粘接，所述胶黏材料在所述柔性保护层与所述隔声功能层之间形成为吸声界面层；

优选地，所述方法具体包括如下步骤：

S1.将磁性功能纳米材料和聚合物混合，采用挤出或模压工艺制备厚度为0.3～2mm的隔声功能层；

S2.采用涂布工艺将含有空心玻璃微球的胶黏剂涂覆到所述柔性保护层的高韧性织物上，所述胶黏剂形成厚度为0.05～0.3mm的吸声界面层；

S3.将所述隔声功能层贴合到所述吸声界面层，采用辊压或模压工艺形成厚度为0.8～3mm的柔性隔声功能复合材料。

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