[发明专利]一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料

权利要求书

1.一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，其由碳纤维层(1)、羽绒吸音层(2)层叠数层而成；

所述碳纤维层(1)内侧布设有网状分布的橡胶垫(3)与羽绒吸音层(2)进行粘接，所述橡胶垫(3)截面呈工字型，且橡胶垫(3)两端面用于与碳纤维层(1)、羽绒吸音层(2)采用粘接剂粘接，橡胶垫(3)的间隙处填塞有30-50％填充密度的羽绒；

所述羽绒吸音层(2)由内部填充有羽绒的复合纤维空心管线组(21)横纵交织构成羽绒吸音层(2)，所述复合纤维空心管线组(21)由一定个数并排设置的复合纤维空心管线组成，所述复合纤维空心管线之间采用粘接剂粘接，且每个复合纤维空心管线内均封填有70-85％填充密度的羽绒；

所述复合纤维空心管线的并排设置个数与复合纤维空心管线直径等关系满足下述公式：

其中，n-排列个数，d-复合纤维空心管线外径，ρ-羽绒填充密度，s-复合纤维空心管线壁厚；

所述排列个数n取整数，所述复合纤维空心管线壁厚s不大于复合纤维空心管线外径的1/3，所述复合纤维空心管线外径d优选为5-20mm。

2.如权利要求1所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述碳纤维层(1)为由碳纤维制成的碳纤维板或碳纤维布。

3.如权利要求2所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述橡胶垫(3)网状分布根据碳纤维层(1)进行调整，其中，碳纤维层(1)为碳纤维板时采用蜂窝网状设置，碳纤维层(1)为碳纤维布时采用菱形网状结构设置。

4.如权利要求1所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述复合纤维空心管线的制备方法包括以下步骤：

S1：采用石膏材料制备出用于撑填复合纤维空心管线中心孔的型芯；

S2：将多种纤维束缠束成复合纤维线束，并利用机织加工在型芯上织成管网结构；

S3：将碳纤维切碎至碎末，将其按占去离子水稀释10-15倍粘接剂的1/4质量比添加并混匀得到浸润液；

S4：将步骤S2所得管网结构浸泡在步骤S3配置的浸润液中，在室温下反复搅动浸润数次，且每次时间不超过3s；

S5：将浸润完成后管网结构的型芯捣碎去除，并使用去离子水稀释10-15倍粘接剂冲洗内部，干燥后按填充密度将羽绒填塞至管内，即得到碳纤维空心管线。

5.如权利要求4所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述多种纤维束具体包括碳纤维束、麻纤维束、木质纤维束、聚酯纤维束中的两种及以上任意比混合缠束。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述粘接剂按重量份数计包括：60-80份乳液型丙烯酸酯压敏胶黏剂、10-15份酪朊酸钠、30-70份淀粉、20-40份羧甲基纤维素、20-30份聚丙烯酸钠、5-10份甘油、3-8份水杨酸、1-10份乙醇、130-180份水。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种碳纤维与羽绒层叠结构的超轻高性能吸音材料，其特征在于，所述超轻高性能吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

1)碳纤维层(1)的预处理：将一组橡胶垫(3)一端端部涂覆粘接剂并将其粘接至碳纤维层(1)内侧，制备得到碳纤维层边层(1a)；将两组橡胶垫(3)一端端部涂覆粘接剂并将其分别粘接至碳纤维层(1)两侧，制备得到碳纤维层夹层(1b)，将预制的碳纤维层边层(1a)以及碳纤维层夹层(1b)存放待用；

2)羽绒吸音层(2)的制备：将制备好的复合纤维空心管线按填充密度填塞羽绒，并按照计算排列个数排列构成复合纤维空心管线组(21)，在各个复合纤维空心管线的接缝处涂抹少量粘接剂，随后在复合纤维空心管线组(21)上下两侧使用低温基板进行固定10-15s，得到复合纤维空心管线组(21)，其中低温基板的温度控制在-5-0℃；

3)超轻高性能吸音材料的制备：将碳纤维层(1)与羽绒吸音层(2)叠层拼接，在碳纤维层边层(1a)、碳纤维层夹层(1b)的橡胶垫(3)网槽内按填充密度填充羽绒，随后在橡胶垫(3)另一端端部涂覆粘接剂，依次将碳纤维层边层(1a)、羽绒吸音层(2)、碳纤维层夹层(1b)、羽绒吸音层(2)、碳纤维层边层(1a)依次叠放拼叠，每层叠放时间应大于10s且避免挤压，得到超轻高性能吸音材料。