[發明專利]一種輕質多層復合隔音隔熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611044867.2
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106739190B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 熊昌義;黃自華;顏淵巍;胡釗;秦偉;王夢晨;李遠
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B32B3/08
• 分類號: B32B3/08;B32B27/20;B32B27/08;B32B33/00;B29C69/02;B29C48/49;B29C48/92;B29B7/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

一種輕質多層復合隔音隔熱材料，所述輕質多層復合隔音隔熱材料由高分子材料A和高分子材料B經交替多層復合而成，所述輕質多層復合隔音隔熱材料總層數為2ⁿ，其中n≥2，所述高分子材料A中填充有中空玻璃微珠；高分子材料B中未填充中空玻璃微珠；高分子材料B與高分子材料A的密度比大于1.5，模量比大于1.2。該材料很好的結合了配方設計和結構設計的優點，使材料兼顧很好的隔音性能和較小的密度，同時還具有良好的隔熱性能，韌性好、強度高、環保無毒。制備方法簡單，以解決傳統發泡工藝制備輕質多層隔音材料存在的制備工藝復雜，層界面不可控，易出現串層的技術問題。

技術領域

本發明屬于隔聲降噪材料技術領域，尤其涉及一種輕質多層復合隔音隔熱材料及其制備方法。

背景技術

隨著經濟發展和科學的進步，人們對生活質量的要求越來越高。另一方面，面對日益嚴重的噪音污染，對人們來說，一個舒適的工作生活環境就顯得尤為迫切。研究表明聲波在傳播過程中遇到隔聲屏障時，一部分聲能被反射，一部分聲能被屏障吸收，剩余部分則透過屏障。透射聲強與入射聲強的比值稱為透射系數。透射系數越小則材料的隔聲性能越好。

對于單相均質高分子材料，其隔聲效果服從質量定律，材料的面密度越大，其對聲音的反射能力越強。高分子隔聲材料就是主要通過反射和散射聲音從而達到降低噪聲的一類材料。高分子隔聲材料由高分子樹脂添加大量重質填料復合而成，具有較高的面密度，因此具有良好的隔聲性能。

以無機粒子填充聚合物基復合材料隔聲性能的提高歸因于粒子使聲波發生了多次反射、散射、折射和繞射而導致聲音的傳播路徑增大，同時無機粒子的加入會導致材料粘彈性的變化而消耗更多的聲能。中空玻璃微珠作為一種特殊結構的無機填料，可以填充聚合物基復合材料而獲得較好的隔音性能，相比傳統的聚合物基隔音材料，其最大的特點是密度低，且對低頻噪音隔音效果良好。不僅如此，中空玻璃微珠具有極低的熱導率，在高分子材料中添加中空玻璃微珠可以大幅提高材料的隔熱性能，這對于汽車、軌道交通、建筑等對隔音隔熱等舒適性要求高的領域具有重要應用價值。

另外，通過改變基質中的填料和配合劑等對材料的特性阻抗進行調節，形成具有不同聲阻抗特性的材料，然后將其疊加復合，使聲波在疊合界面處產生反射，是達到提高材料隔音性能的一種好方法。研究發現，通過結構設計引入多層結構可以有效提高材料的隔音性能，如發現雙層結構的材料比單層結構的隔聲性能好。

現有的高分子基隔音材料一般選用PVC、EPDM等為聚合物基材，同時大量添加無機重質填料、鋼渣、廢舊橡膠粉、玻璃纖維等重質填料，以增加材料的模量和密度，提高隔音降噪性能。傳統的高分子基隔音材料存在隔音性能差、易燃不環保和密度大不符合輕量化發展方向等缺點。針對這些缺點，也有大量新型隔音材料產品問世，但大都不能解決傳統材料存在的全部缺點。

例如，中國專利文獻：CN1793211A《一種車用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制備方法》、CN202686211U《一種汽車隔音阻尼板》、CN101691119A《一種高速列車用阻尼隔音片材及其制造方法》、CN1583864A《轎車用隔音阻尼降噪片材的制備方法》，均涉及通過共混或是不同功能層的簡單疊加復合而成的高分子基隔音隔熱功能材料，但是減振降噪效果有限，而且加工制造過程復雜，成本較高。中國專利文獻CN102504388A《隔音材料》，公開了一種由聚乙烯和空心微珠組成的隔音材料，該材料柔韌性好，強度高，質量輕，通過中空玻璃微珠對聲波的散射和折射，可以消耗和吸收掉一部分低頻噪聲。但是其僅具有單一的結構，不具層狀結構，在中高頻的隔音降噪方面存在不足。中國專利文獻CN103158314A《多層復合環保阻燃隔聲卷材及其制備方法》，CN102501504B《低密度高分子基隔聲降噪材料及其制備方法》，涉及的材料具有交替多層結構，通過高分子密實層與發泡層的交替多層復合，試圖通過發泡工藝實現相鄰層之間的密度差別，從而在輕量化的同時提高隔音性能，但是在實際制備過程中，發泡層在模頭進行發泡時會影響層與層間的界面，極易出現串層現象，導致界面層交替多層復合結構的破壞，因此不容易控制交替多層復合結構的界面均勻性，使得界面對聲音的反射作用減弱，材料整體隔聲性能并無明顯提高。