[發明專利]一種輕質中低頻吸聲材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010324665.3
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111519263A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 晏雄;沈佳慧;張斌;李曉才
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D04H1/43;D04H3/007;D04H1/728;D04H3/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種輕質中低頻吸聲材料及其制備方法。所述材料包括以熔噴非織造布為基體，在基體上覆蓋的聚丙烯腈納米纖維膜或聚丙烯腈/二氧化鈦納米纖維膜。制備方法采用靜電紡絲技術在熔噴非織造布基底上制備聚丙烯腈納米纖維膜或聚丙烯腈/二氧化鈦納米纖維膜。本發明的材料具有較好的中低頻吸聲性能，制備操作方法簡單，實現一步層合，免去后處理加工等層合工藝。

技術領域

本發明屬于吸聲材料及其制備領域，特別涉及一種輕質中低頻吸聲材料及其制備方法。

背景技術

傳統的吸聲材料如吸聲泡沫、纖維材料、穿孔板等具有良好的高頻吸聲性能，而低頻吸聲效果較差。然而，中低頻噪聲對人體健康的潛在危害更大，因此，低頻吸聲結構和吸聲材料的發展尤為重要。近年來，納米纖維由于具有低直徑、比表面積高、孔隙率大、柔軟輕質和高孔隙率等優點，其應用逐漸擴大到聲學領域，微/納米纖維膜復合紡織材料多層結構逐漸成為吸聲降噪領域的研究熱點。相比于均質吸聲材料，不同厚度的多層材料具有更加優異的吸聲性能，可以在較寬的頻率范圍內實現較高的吸聲系數。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種輕質中低頻吸聲材料及其制備方法，該吸聲材料厚度小，質量輕，可以有效地降低中低頻噪音。該制備方法流程較短，工藝合理，操作簡單，生產成本低。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種輕質中低頻吸聲材料，其特征在于，包括以熔噴非織造布為基體，在基體上覆蓋的聚丙烯腈納米纖維膜或聚丙烯腈/二氧化鈦納米纖維膜。

優選地，所述熔噴非織造布的厚度為5～8mm。

優選地，所述納米纖維膜的原料為聚丙烯腈和N,N-二甲基甲酰胺，或者聚丙烯腈、二氧化鈦和N,N-二甲基甲酰胺。聚丙烯腈納米纖維膜作為吸聲材料，因其具有良好的熱、力學性能，受環境相對濕度和溫度(玻璃化溫度約90℃)變化的影響較小。

本發明還提供了上述輕質中低頻吸聲材料的制備方法，其特征在于，采用靜電紡絲技術在熔噴非織造布基底上制備聚丙烯腈納米纖維膜或聚丙烯腈/二氧化鈦納米纖維膜，實現一步層合，免去后處理加工等層合工藝。

優選地，包括以下步驟：

步驟1)：配制紡絲液：將聚丙烯腈加入到N,N-二甲基甲酰胺中，根據需要加入二氧化鈦，磁力攪拌，得到均勻溶液；

步驟2)：以熔噴非織造布為基底，將紡絲液進行靜電紡絲；

步驟3)：紡絲完畢后，將所得材料在室溫下干燥處理。

更優選地，所述步驟1)制得的紡絲液中聚丙烯腈的質量濃度為5～12％；二氧化鈦的質量濃度為0.5～5％。

更優選地，所述步驟1)中磁力攪拌的時間為20～24h。

更優選地，所述步驟2)中靜電紡絲的工藝為：外加電壓8～12kV，紡絲速度0.8～1.2mL/h，紡絲距離10～16cm。

所述納米纖維膜為PAN納米纖維膜或PAN/TiO₂納米纖維，具有良好的熱力學性能，受環境相對濕度和溫度(玻璃化溫度約90℃)變化的影響較小。

本發明所制備的納米纖維復合非織造吸聲材料具有較好的中低頻吸聲性能，并且制備操作方法簡單，以普通熔噴非織造布為基底，聚丙烯腈和二氧化鈦為原料制備納米纖維膜，生產成本較低。相比于傳統高密度吸聲材料，具有質量輕、柔軟和易于制備等特點；相比于纖維和泡沫等多孔降噪材料，可有效改善中低頻吸聲性能。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明涉及的納米纖維復合非織造吸聲材料，基底材料為熔噴非織造布，覆蓋聚丙烯腈(聚丙烯腈/二氧化鈦)納米纖維膜，不僅質量輕、厚度小，而且可以有效降低中低頻噪聲；