[发明专利]一种轻薄低频宽频吸声复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种轻薄低频宽频吸声复合材料及其制备方法和应用，复合材料包括机织物和非织造布，其中机织物包含树皮绉机织物和蜂巢机织物，非织造布为木棉纤维/中空涤纶非织造布。制备方法，包括：将中空涤纶纱线经整经，穿经，织造，改变织物组织图和上机图，分别得树皮绉机织物和蜂巢机织物；按质量百分比，将50%木棉纤维和50%中空涤纶纤维，混合，开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固，圈绕、切断，得木棉/中空涤纶针刺非织造布；采用纱线缝合方法，将机织物和非织造布层合，上层为树皮绉机织物，中间为两层蜂巢机织物，下层为木棉纤维/中空涤纶非织造布。复合材料可用于汽车内饰、建筑、高铁等领域；该吸声材料轻薄，厚度为8.62mm，制备方法简单，经济效益好，适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于低频宽频吸声材料及其制备和应用领域，特别涉及一种轻薄低频宽频吸声复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统的多孔吸声材料对低频噪声的作用效果较差，轻薄且低频宽频吸声性能优异的吸声材料成为研究重点。增加多孔材料厚度，可以一定程度上提高材料的低频吸声性能，但同时也增加了材料加工成本和材料使用空间。目前，穿孔板或微穿孔板和空气腔的吸声结构，可以明显改善低频吸声性能，而且通过调整穿孔孔径尺寸可以调整低频吸收峰的位置，但穿孔板或微穿孔板加工工艺较复杂，且低频吸声频带较窄，限制了其应用。加工工艺简单，轻薄且低频吸声性能优异的吸声材料将具有广阔的发展前景。

中空涤纶纤维具有内部中空结构，使得中空涤纶纤维材料质量轻，同时纤维在低频声波作用下更易发生振动，将声能转换成机械能，使低频声波产生更多损耗，低频吸声效果好。机织物厚度较小，机织物孔隙率低，吸声性能较差，限制了其在吸声领域的应用。但织物结构设计多样，改变织物组织结构，可以改变机织物的表面结构和内部孔隙结构，从而改善材料的吸声性能。因此，通过合理的组织设计和结构设计，机织物及其复合材料在轻薄吸声材料领域将具有一定的优势。

利用合理的组织结构设计，使机织物表面形成尺寸小且连续的凹坑，将带有凹坑的机织物作为芯层，并与薄层织物材料进行复合，芯层织物表面的凹坑即形成类似密闭空气腔结构，空气腔的共振效应将对低频声波产生进一步的吸收。同时，层合木棉非织造布，进一步拓宽材料的低频吸声频带。因此，本发明研制了一种轻薄低频宽频吸声材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轻薄低频宽频吸声复合材料及其制备方法，该方法制备的低频宽频吸声复合材料低频吸声性能优异，在500～1800Hz低频时的平均吸声系数为0.52，最大吸声系数可达到0.66；本发明制备得到的吸声材料低频吸收频带较宽，在500～1800Hz低频范围内吸声系数均大于0.3；本发明制备得到的吸声材料轻薄（8.62mm），制备方法操作简便，经济效益好，适合于工业化生产。

本发明的一种轻薄低频宽频吸声复合材料，复合材料包括机织物和非织造布，其中机织物包含树皮绉机织物和蜂巢机织物，非织造布为木棉纤维/中空涤纶非织造布。

所述的一种吸声复合材料，采用纱线缝合方法，将机织物和非织造布层合，上层为树皮绉机织物，中间为两层蜂巢机织物，下层为木棉纤维/中空涤纶非织造布。

所述的一种吸声复合材料，树皮绉机织物厚度为0.8mm，蜂巢机织物厚度为2.19mm，木棉纤维/中空涤纶非织造布厚度为3.44mm，复合材料厚度为8.62mm，复合材料体积密度为190kg/m³。

本发明的一种轻薄低频宽频吸声复合材料的制备方法，包括：

（1）将中空涤纶纱线经整经，穿经，织造，改变织物组织图和上机图，分别获得树皮绉组织机织物和蜂巢组织机织物；

（2）按质量百分比，将50%的木棉纤维和50%的中空涤纶纤维，混合，开松，梳理，成网，将纤维网输入针刺机中进行针刺加固，圈绕、切断，得木棉/中空涤纶针刺非织造布；