[发明专利]一种轻质多层复合隔音隔热材料及其制备方法

说明书

一种轻质多层复合隔音隔热材料，所述轻质多层复合隔音隔热材料由高分子材料A和高分子材料B经交替多层复合而成，所述轻质多层复合隔音隔热材料总层数为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与高分子材料A的密度比大于1.5，模量比大于1.2。该材料很好的结合了配方设计和结构设计的优点，使材料兼顾很好的隔音性能和较小的密度，同时还具有良好的隔热性能，韧性好、强度高、环保无毒。制备方法简单，以解决传统发泡工艺制备轻质多层隔音材料存在的制备工艺复杂，层界面不可控，易出现串层的技术问题。

技术领域

本发明属于隔声降噪材料技术领域，尤其涉及一种轻质多层复合隔音隔热材料及其制备方法。

背景技术

随着经济发展和科学的进步，人们对生活质量的要求越来越高。另一方面，面对日益严重的噪音污染，对人们来说，一个舒适的工作生活环境就显得尤为迫切。研究表明声波在传播过程中遇到隔声屏障时，一部分声能被反射，一部分声能被屏障吸收，剩余部分则透过屏障。透射声强与入射声强的比值称为透射系数。透射系数越小则材料的隔声性能越好。

对于单相均质高分子材料，其隔声效果服从质量定律，材料的面密度越大，其对声音的反射能力越强。高分子隔声材料就是主要通过反射和散射声音从而达到降低噪声的一类材料。高分子隔声材料由高分子树脂添加大量重质填料复合而成，具有较高的面密度，因此具有良好的隔声性能。

以无机粒子填充聚合物基复合材料隔声性能的提高归因于粒子使声波发生了多次反射、散射、折射和绕射而导致声音的传播路径增大，同时无机粒子的加入会导致材料粘弹性的变化而消耗更多的声能。中空玻璃微珠作为一种特殊结构的无机填料，可以填充聚合物基复合材料而获得较好的隔音性能，相比传统的聚合物基隔音材料，其最大的特点是密度低，且对低频噪音隔音效果良好。不仅如此，中空玻璃微珠具有极低的热导率，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热性能，这对于汽车、轨道交通、建筑等对隔音隔热等舒适性要求高的领域具有重要应用价值。

另外，通过改变基质中的填料和配合剂等对材料的特性阻抗进行调节，形成具有不同声阻抗特性的材料，然后将其叠加复合，使声波在叠合界面处产生反射，是达到提高材料隔音性能的一种好方法。研究发现，通过结构设计引入多层结构可以有效提高材料的隔音性能，如发现双层结构的材料比单层结构的隔声性能好。

现有的高分子基隔音材料一般选用PVC、EPDM等为聚合物基材，同时大量添加无机重质填料、钢渣、废旧橡胶粉、玻璃纤维等重质填料，以增加材料的模量和密度，提高隔音降噪性能。传统的高分子基隔音材料存在隔音性能差、易燃不环保和密度大不符合轻量化发展方向等缺点。针对这些缺点，也有大量新型隔音材料产品问世，但大都不能解决传统材料存在的全部缺点。

例如，中国专利文献：CN1793211A《一种车用高模量填充隔音阻尼降噪片材及其制备方法》、CN202686211U《一种汽车隔音阻尼板》、CN101691119A《一种高速列车用阻尼隔音片材及其制造方法》、CN1583864A《轿车用隔音阻尼降噪片材的制备方法》，均涉及通过共混或是不同功能层的简单叠加复合而成的高分子基隔音隔热功能材料，但是减振降噪效果有限，而且加工制造过程复杂，成本较高。中国专利文献CN102504388A《隔音材料》，公开了一种由聚乙烯和空心微珠组成的隔音材料，该材料柔韧性好，强度高，质量轻，通过中空玻璃微珠对声波的散射和折射，可以消耗和吸收掉一部分低频噪声。但是其仅具有单一的结构，不具层状结构，在中高频的隔音降噪方面存在不足。中国专利文献CN103158314A《多层复合环保阻燃隔声卷材及其制备方法》，CN102501504B《低密度高分子基隔声降噪材料及其制备方法》，涉及的材料具有交替多层结构，通过高分子密实层与发泡层的交替多层复合，试图通过发泡工艺实现相邻层之间的密度差别，从而在轻量化的同时提高隔音性能，但是在实际制备过程中，发泡层在模头进行发泡时会影响层与层间的界面，极易出现串层现象，导致界面层交替多层复合结构的破坏，因此不容易控制交替多层复合结构的界面均匀性，使得界面对声音的反射作用减弱，材料整体隔声性能并无明显提高。