[发明专利]一种纤维增强的吸声复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种纤维增强的吸声复合材料及其制备方法，该复合材料包括以下质量份组分：增强体10‑40份，隔热吸声体5‑35份；通过(1)配制前驱体溶液；(2)前驱体溶液浸渍增强体；(3)溶胶‑凝胶反应；(4)洗涤和干燥以后，最终得到。与现有技术相比，本发明兼顾了隔热、吸声和抗压、抗拉四大特性，具有巨大的应用价值。

技术领域

本发明涉及吸声材料领域，具体涉及一种纤维增强的吸声复合材料及其制备方法。

背景技术

金属纤维吸声板是一种厚度较薄，质量较轻的金属吸声材料。兼具传统吸声材料，如超细玻璃棉、矿物棉、岩棉的所有优点，并克服其缺点，易于加工、安装及清洗，且有极好的装饰功能。与一般传统纤维性吸音材料相比较，传统材料质地较软，强度较低，有机纤维吸声材料吸湿率较高，容易燃烧，而无机纤维吸声材料不容易分解，会严重污染环境，同时可能会导致人体过敏的现象发生。此外，有些吸声材料，如颗粒状吸声材料在安装过程中，会有颗粒物坠落，引起危险；泡沫吸声材料会在使用一段时间后，发生老化，使用温度大幅度降低，吸湿后吸声系数严重下降等诸多问题。而金属纤维吸声板具有诸多优良特性，可广泛应用于船舶舱室、车体、飞机、工业厂房天花板，机械振动发动机等吸声领域。

但是，金属纤维本身具有很高的导热性，使得金属纤维吸声板的隔热性能不好，虽然可以在金属纤维吸声板中添加气凝胶，但是一般的气凝胶与金属的表面结合力不高，这对增强金属纤维吸声板的力学性能，尤其是抗压性能很不利。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种隔热性能良好、力学性能优异的纤维增强的吸声复合材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纤维增强的吸声复合材料，该复合材料包括以下质量份组分：增强体10-40份，隔热吸声体5-35份。

进一步地，所述的增强体的厚度为3-40mm，密度为100-400kg/m³。

进一步地，所述的增强体的结构形式包括纤维网胎、纤维布铺层、针刺纤维毡或2.5D编织体，

进一步地，所述的增强体包括由金属纤维和非金属纤维编织而成的纤维毡，所述的非金属纤维包括石英纤维、玻璃纤维、莫来石纤维或高硅氧纤维中的一种或多种，所述的金属纤维包括铝纤维、不锈钢纤维、铜纤维或银纤维中的一种或多种。

进一步地，所述的金属纤维和非金属纤维的质量比为(0.2-5):1。

进一步地，所述的隔热吸声体为粒径为30-80nm的有机硅气凝胶颗粒。

一种如上所述的纤维增强的吸声复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)配制前驱体溶液：将有机硅、碱和表面活性剂溶解于稀酸中，剧烈搅拌后得到前驱体溶液；

(2)前驱体溶液浸渍增强体：采用常压浸渍法、低压灌注法或真空浸渍法，将前驱体溶液充分浸渍增强体；

(3)溶胶-凝胶反应：将浸渍前驱体溶液的增强体置于密封的模具中，然后进行溶胶-凝胶反应，并老化一段时间，得到复合材料；

(4)复合材料的洗涤和干燥：将复合材料用洗涤剂洗涤，将碱和表面活性剂完全洗去，然后干燥，得到纤维增强的吸声复合材料。

进一步地，所述的有机硅包括二官能度硅烷：二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷；三官能度硅烷：甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷；还有四官能度硅烷正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的一种或多种；优选三官能度硅烷与二官能度硅烷按摩尔比(0-1.2):(3.8-5)进行组合。

所述的碱包括尿素、碳酸氢铵或碳酸铵中的一种或多种；