本发明涉及新材料的领域，属于一种高强度吸音材料的制备方法。
背景技术：
近年来，科技和工业的迅速发展，给人们的生活带来了舒适与便利。同时也对环境造成了一些负面影响。各种资料显示，声波污染对人们的生活和健康已经产生了较大的影响。
然而多数情况下，声波在接触到物体表面会产生反射或者漫反射，多种声波汇聚在一起，会形成噪音。理想的声波吸收材料应具有质量轻、强度高、吸音效果好和不易燃等特点。目前人们采用多孔材料作为建筑用或者交通用的隔音材料，主要通过声音在多孔材料内部的多次反射和纤维振动，使声波能量转化成振动能或者热能耗散掉。目前常用的吸声材料有：泡沫材料，天然秸秆复合材料，多孔的木质结构和无纺布等。泡沫材料和天然秸秆复合材料，虽然成本较低，性能较好，但是具有容易燃烧，不耐老化的缺陷。多孔的木质结构和无纺布也存在成本高，性能一般和力学强度较弱等缺陷。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度吸音材料的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吸音材料的制备方法，其特征在于，包括：采用三维织造技术，将经纬纱和捆绑纱织造成在厚度方向上具有能够反射和吸收声波的孔隙的三维织物结构，得到吸音材料。
该织物各层经纱和纬纱的粗细可选择从上到下依次降低；也可以选择其它的排列方式，从而在织物厚度方向上形成其它形状的孔隙结构。
优选地，各层纬纱的粗细从上到下依次降低；各层经纱的粗细保持不变或从上到下依次降低；各层捆绑纱的直径保持不变，从而在织物厚度方向上形成渐变孔隙。该材料中的梯度渐变的孔隙可以造成声波的多次反射和吸收效果，从而实现高效的吸音效果。
优选地，所述的织造过程包括：将不同粗细的四层纬纱由引纬装置引入梭口；引纬结束后，上下两层捆绑纱相互交织，将三层经纱和四层纬纱束缚为一个整体，形成具有渐变孔隙的三维织物。
优选地，所述的吸音材料的制备方法还包括：将所述的吸音材料与环氧树脂在温度60-160摄氏度环境下复合，得到吸音复合材料。
优选地，所述的经纬纱相互垂直并位于同一平面内，捆绑纱位于与经纬纱所在平面垂直的平面内。
优选地，所述的经纬纱和捆绑纱的细度在200tex至2400tex。
所述的经纬纱和捆绑纱可以是麻纤维、棉纤维等天然纤维，也可以是涤纶、锦纶等合成纤维，也可以是高性能纤维的纱线结构，或者是它们的空气变形纱结构，或者是以上述纤维为基材涂覆蒙脱土，碳纳米管等形成的复合纤维结构。梯度渐变的孔隙和空气变形纱的毛羽可以造成声波的多次反射和吸收振动，从而实现显著的声波吸收效果。
优选地，所述的吸音材料为含有三层经纱和四层纬纱的三维结构，含有四层经纱和五层纬纱的三维结构，或含有其它层数经纬纱的三维结构。
优选地，所述的吸音材料的拉伸强度为200mpa-1500mpa，能够使噪音的强度降低10-30分贝(gb/t19889.1隔音测试标准)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所获得的一种高强度吸音复合材料，结构紧密，强度高，整体性好，并且在织物表面具有梯度渐变的孔隙，可以造成声波的多次反射和吸收。
2.本发明提出一种高强度吸音复合材料制备方法，采用多毛羽的空气变形纱作为经纬纱和捆绑纱，可以增加吸波过程中毛羽纤维的振动，从而提升材料的吸波性能。
3.本发明所获得的一种高强度吸音复合材料，具有较高的声波吸收效率，在建筑和交通等领域具有广泛应用前景。
4.本发明提出的制备高强度吸音复合材料的方法简单，适合于工业化生产。
5.本发明材料中的梯度渐变的孔隙可以造成声波的多次反射和吸收效果，从而实现高效的吸音效果。本发明方法简单，适合于工业化生产，在建筑和交通等领域具有广泛应用前景。
附图说明
图1为吸音材料结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：一种涤纶纤维隔音织物
如图1所示，本实施例的吸音材料由经纱1、纬纱2和捆绑纱3组成。经纱1、纬纱2相互垂直并位于同一平面内，捆绑纱3位于与经纱1、纬纱2所在平面垂直的平面内。所述的吸音材料为含有三层经纱1、四层纬纱2的三维结构，各层纬纱2的粗细从上到下依次降低；各层经纱1的粗细保持不变；各层捆绑纱3的直径保持不变，由于各层纬纱2的粗细从上到下依次降低，从而在织物厚度方向上形成渐变孔隙4。
选用细度为200tex的涤纶长丝膨体纱作为经纱，选用细度为600tex，400tex，200tex和100tex的涤纶长丝膨体纱作为纬纱，细度为200tex的涤纶长丝作为捆绑纱。织造三层经纱四层纬纱的三维梯度结构织物。织物的经纬密20根/厘米，厚度6毫米。
所述的吸音材料的制备方法为：
s1：准备织机、第一引纬机构、第二引纬机构、第三引纬机构、第四引纬机构以上至下排列，分别对应于细度为600tex，400tex，200tex和100tex的纬纱；
s2：布置经纱层和捆绑纱层，经纱层由多根经纱沿纬向依次平行布置而成，捆绑纱层由多根捆绑纱线沿纬向依次平行布置并沿经向延伸形成，将捆绑纱线和经纱依次通过钢筘固定在织机的卷绕系统上；
s3：采用三维织造技术，将经纬纱和捆绑纱织造成在厚度方向上具有能够反射和吸收声波的渐变孔隙的三维织物结构；在织造过程中，上下两层捆绑纱与第一和第三经纱层间分别形成上下梭口，第一、第二和第三经纱层间形成两个中间梭口，由四个引纬机构依次在四个梭口中引入纬纱。
s4：引纬结束后，利用打纬机构将纬纱推向织机的织口，捆绑纱在综框的上下移动下，将上下两层捆绑纱相互交织，将三层经纱和四层纬纱束缚为一个整体；
s5：电机卷取，重复以上操作100个循环，即获得长度10厘米的涤纶纤维吸音材料。经gb/t19889.1隔音测试标准测试得，一层该织物可以使噪音的强度从70分贝，降低至50分贝。
实施例2：高强度玻璃纤维声波吸收织物
如图1所示，本实施例的吸音材料由经纱1、纬纱2和捆绑纱3组成。经纱1、纬纱2相互垂直并位于同一平面内，捆绑纱3位于与经纱1、纬纱2所在平面垂直的平面内。所述的吸音材料为含有三层经纱1、四层纬纱2的三维结构，各层纬纱2的粗细从上到下依次降低；各层经纱1的粗细保持不变；各层捆绑纱3的直径保持不变，由于各层纬纱2的粗细从上到下依次降低，从而在织物厚度方向上形成渐变孔隙4。
选用细度1000tex玻璃纤维膨体纱(巨石集团)作为经纱，分别选用细度为2400tex，1600tex，800tex和400tex的玻璃纤维膨体纱作为纬纱，细度为300tex芳纶纤维作为捆绑纱。织造三层经纱四层纬纱的三维梯度结构织物。织物的经纬密8根/厘米，厚度7毫米。
所述的吸音材料的制备方法为：
s1：准备织机、第一引纬机构、第二引纬机构、第三引纬机构、第四引纬机构以上至下排列，分别对应于细度为2400tex，1600tex，800tex和400tex的纬纱；
s2：布置经纱层和捆绑纱层，经纱层由多根经纱沿纬向依次平行布置而成，捆绑纱层由多根捆绑纱线沿纬向依次平行布置并沿经向延伸形成，将捆绑纱线和经纱依次通过钢筘固定在织机的卷绕系统上；
s3：采用三维织造技术，将经纬纱和捆绑纱织造成在厚度方向上具有能够反射和吸收声波的渐变孔隙的三维织物结构；在织造过程中，上下两层捆绑纱与第一和第三经纱层间分别形成上下梭口，第一、第二和第三经纱层间形成两个中间梭口，四个引纬机构依次在四个梭口中引入纬纱。
s4：引纬结束后，利用打纬机构将纬纱推向织机的织口，捆绑纱在综框的上下移动下，将上下两层捆绑纱相互交织，将三层经纱和四层纬纱束缚为一个整体；
s5：电机卷取，重复以上操作80个循环，即获得长度10厘米的高强度玻璃纤维声波吸收织物。经gb/t19889.1隔音测试标测试得，该织物的拉伸强度815mpa，可以使噪音的强度从70分贝，降低至45分贝。
实施例3：高强度玻璃纤维声波吸收复合材料
步骤一，采用实施例2的方法制备高强度玻璃纤维声波吸收织物。
步骤二，将步骤一所获得的织物浸渍在质量比浓度为50％的环氧树脂(广州恒粤化工有限公司，牌号：e-51)丙酮溶液中，静置10分钟后取出。
步骤三，放入烘箱中固化，加热温度85摄氏度将所述的吸音材料与环氧树脂复合，加热8小时后取出，即获得基于高强度玻璃纤维声波吸收织物的复合材料。经测试得，该复合材料的拉伸强度880mpa，可以使噪音的强度从70分贝，降低至47分贝。
实施例4：高强度耐火吸音织物
如图1所示，本实施例的吸音材料由经纱1、纬纱2和捆绑纱3组成。经纱1、纬纱2相互垂直并位于同一平面内，捆绑纱3位于与经纱1、纬纱2所在平面垂直的平面内。所述的吸音材料为含有三层经纱1、四层纬纱2的三维结构，各层纬纱2的粗细从上到下依次降低；各层经纱1的粗细保持不变；各层捆绑纱3的直径保持不变，由于各层纬纱2的粗细从上到下依次降低，从而在织物厚度方向上形成渐变孔隙4。
选用细度1000tex玄武岩纤维膨体纱(石金玄武岩纤维有限公司)作为经纱，分别选用细度为2200tex，1600tex，1000tex和400tex的玄武岩纤维膨体纱作为纬纱，细度为600tex玄武岩纤维作为捆绑纱，织造三层经纱四层纬纱的三维梯度结构织物。织物的经纬密8根/厘米，厚度10毫米。
所述的吸音材料的制备方法为：
s1：将第一引纬机构、第二引纬机构、第三引纬机构、第四引纬机构从上至下排列，分别对应于细度为2200tex，1600tex，1000tex和400tex的玄武岩纤维；
s2：布置经纱层和捆绑纱层，经纱层由多根经纱沿纬向依次平行布置而成，捆绑纱层由多根捆绑纱线沿纬向依次平行布置并沿经向延伸形成，将捆绑纱线和经纱依次通过钢筘固定在织机的卷绕系统上；
s3：采用三维织造技术，将经纬纱和捆绑纱织造成在厚度方向上具有能够反射和吸收声波的渐变孔隙的三维织物结构；在织造过程中，上下两层捆绑纱与第一和第三经纱层间分别形成上下梭口，第一、第二和第三经纱层间形成两个中间梭口，四个引纬机构依次在四个梭口中引入纬纱。
s4：引纬结束后，利用打纬机构将纬纱推向织机的织口，捆绑纱在综框的上下移动下，将上下两层捆绑纱相互交织，将三层经纱和四层纬纱束缚为一个整体；
s5：电机卷取，重复以上操作80个循环，即获得长度10厘米的高强度玻璃纤维声波吸收织物。经gb/t19889.1隔音测试标测试得，该织物的拉伸强度830mpa，可以使噪音的强度从70分贝，降低至40分贝，且在400摄氏度温度下12小时后，性能保持稳定。