[发明专利]三维多孔框架增强纤维海绵高效吸音材料及其制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸音材料。特别涉及一种内含三维多孔框架的增强纤维海绵材料与微孔膜进行复合而获得的一种三维多孔框架增强纤维海绵高效吸音材料。

背景技术

噪音污染已经成为当今四大环境污染(噪声污染、水污染、大气污染及固体废弃物污染)之一。噪音对于人们的健康、生活和学习会产生很大的负面影响，因此，吸音材料的研究成为了解决这一问题的主要方法之一。目前，国外文献[Sound Absorbing Polyester Recycled Nonwovens for the Automotive Industry[J].Fibres&Textiles in Eastern Europe，2016，24(1)：107-113]报道了一种通过增加针刺无纺布的厚度以及质量来提高吸音性能。国内专利CN200710030504.8公开了一种在多层丙纶纺粘布之间夹入立体网状混合短纤维层，并通过改变立体网状混合纤维层的厚度来改善吸音性能。以上材料多孔吸音材料均是采用增加厚度和质量来提高性能，为达到某一吸音性能，材料的厚度及质量会较大，导致其在轻量化吸音领域受到限制。国内专利CN2014075614.7公开了一种对纳米纤维泡沫进行表面粗糙改性而得到的一种新型吸音材料。所得吸音材料是全纤维的结构，具备体积密度小的特点，但其力学强度仅靠纤维间的粘结点提供，导致其拉伸性能及剪切性能不足，在实际施工过程中受到限制。

另一方面，微孔膜具有孔径极小、孔径分布均匀、薄膜强度高、表面光洁等优点，声波传递过程中难以穿透微孔膜，表现出对声波的传递具有反射作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维多孔框架增强纤维海绵高效吸音材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种三维多孔框架增强纤维海绵高效吸音材料，其特征在于，包括三维多孔框架增强纤维海绵以及复合于三维多孔框架增强纤维海绵之上的微孔膜。

优选地，所述的微孔膜的平均孔径尺寸为30nm～5μm，厚度为10～30μm；所述的微孔膜的原料为聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯咔唑、醋酸纤维素酯、聚酰胺酸、聚酰亚胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚醚醚酮、聚丙烯酸、聚乳酸、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、热塑性聚氨酯、尼龙、聚对苯二甲酸二元醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烃、聚偏氟乙烯-全氟丙烯和聚偏氟乙烯中的一种或者多种的组合。

优选地，所述的三维多孔框架增强纤维海绵含有三维多孔框架作为主体支撑增强结构，通过将三维多孔框架置于含有阻燃剂的纤维浆液内，经浆液成型-溶剂干燥-固化处理得到。

优选地，所述的阻燃剂为甲基磷酸二甲酯、乙基磷酸二乙酯、三聚氰胺、聚磷酸铵、三氯丙基磷酸盐和三氯乙基磷酸酯中的一种或者多种的组合。

优选地，所述的三维多孔框架的三维成型技术为三维编织技术、3D打印技术和发泡成型技术中的一种或者多种的组合。

优选地，所述的三维多孔框架的力学强度不低于10kPa；三维多孔框架材质为天然材料和/或合成材料和/或无机材料的一种或多种组合；三维多孔框架体积密度在1～500mg/cm³，所述三维多孔框架的孔径大小为1～20mm。

其中天然材料优选为：棉、木棉、麻、木浆、竹浆、毛、蚕丝、木材、甲壳素、胶原蛋白、丝素蛋白的一种或多种组合。

合成材料优选为：聚乳酸-己内酯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯酸、聚吡咯烷酮、聚乳酸、聚乳酸乙醇酸、聚砜、聚乙二炔、聚苯乙烯共聚马来酸酐、聚甲基三乙氧基硅烷、聚谷氨酸、聚己内酯、聚对苯乙炔、聚乙丙交酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯、聚氯乙烯、聚二氧环己酮、聚三羟基丁酸酯、聚羟基丁酸酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯并恶嗪、聚对苯二甲酰间苯二胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮、聚偏氟乙酸、聚环氧乙烷、聚乙烯咔唑、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚苯胺、聚芳酰胺、聚丁二酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸-共-丁二酸丁二醇酯的一种或多种的组合。