一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料的制作方法

本实用新型涉及吸声降噪技术领域，具体涉及一种疏水拒油绝热吸声多功能复合材料。

背景技术：

噪声污染因其声源的多样性，宽频域，广泛存在各个行业，不但会对人们的身心健康和工作效率产生严重影响，还会造成设施设备损耗，失能。多种吸声治理措施对中高频段具有良好的吸收效果，但对于低频噪声因其波长，穿透率强，治理效果非常差，为提高吸声效果常常采用增加吸声材料厚度或结构刚度来提高其吸声效果，但存在体积大、重量沉，效率低的问题，对于密闭舱室既需要吸声降噪，也需要保温隔热，加装这样的材料，不但挤占了宝贵的内容积和有效荷载，还会因长期吸附油雾、水汽等其保温吸声性能大幅度降低，产生凝露损坏电器设备。因此密闭舱室噪声治理特别需要集优异疏水拒油绝热功能和突出吸声性能一体的轻质多功能复合材料。

早期使用的吸声材料主要为植物纤维制品和有机合成纤维材料，其中，植物纤维制品包括棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草板等；有机合成纤维材料包括腈纶棉、涤纶棉等化学纤维。这些材料中、高频范围具有良好的吸声性能，但阻燃、防腐、防潮等性能较差。随后，人工合成的无机纤维材料不断问世，如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等。这类材料不仅具有轻质、不然、不腐、不易老化、价格低廉等特性，从而替代了天然纤维的吸声材料，在声学工程中获得广泛的应用。但此类材料仍存在不可忽视的缺点，例如岩棉、玻璃棉类吸音材料强度差，易产生微尘造成环境污染；对低频区的吸音系数不足，无法达到理想的吸音效果。疏水拒油能力差，会因长期吸附油雾、水汽等其保温吸声性能大幅度降低，产生凝露损坏电器设备。针对上述情况，需要通过对纤维体系的改进突破现有矿物纤维的不足，满足密闭舱室中噪声和环境治理的需求。

专利cn206971442u公布了″一种隔声减震吸音保温毡″，由吸音减震保温板和隔声减震毡构成。该结构虽然有效的解决减震、吸音、保温，更有效的满足不同的施工要求，便于快速有效的安全施工，该材料虽然在中高频消音效果较好，但低音频消音和吸音效果不好。专利cn110111763a公布了″一种多层的穿孔声学超材料吸声结构″，由上至下依次叠加设置的第一层棉毡、穿孔薄膜、第一穿孔棉毡、第一非穿孔薄膜、第二穿孔棉毡、第二非穿孔薄膜、第四层棉毡。该结构对比传统均质棉毡材料或者双阻抗材料，同等厚度下，具有更好吸声效果。但其隔声、绝热等性能，尤其是防水汽、防油雾、防凝露性能不佳，表层棉毡会沾污和易溢出。这给密闭舱室噪声及环境治理如何提供一种集优异疏水拒油隔绝热功能和突出吸声性能一体的轻质多功能复合材料造成了技术障碍。

技术实现要素：

针对现有技术上的缺陷和问题，本实用新型提供了一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，该复合材料由非穿孔网状增强透声膜、上疏水拒油吸音纤维毡、吸隔音橡胶板、下疏水拒油吸音纤维毡、非穿孔网状增强透声膜叠合而成，实现了疏水、拒油和高效吸隔声绝热效果。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，包括上非穿孔网状增强透声膜1、下非穿孔网状增强透声膜5、上疏水拒油吸音纤维毡2、吸隔音橡胶板3、下疏水拒油吸音纤维毡4叠合而成；吸隔音橡胶板上有非贯穿孔或贯穿孔结构6。

所述的上、下非穿孔网状增强透声膜用聚乙烯、碳纤维、聚酰亚胺网状纤维加强筋，膜厚度为0.05-0.1mm。

所述的吸隔音橡胶板采用丁腈橡胶、丁基橡胶、硅橡胶或其混合制成，厚度为0.5mm-2mm；吸隔音橡胶板上有非贯穿孔或贯穿孔结构。

所述的上疏水拒油吸音纤维毡厚度为5-15mm，下疏水拒油吸音纤维毡厚度为10-20mm；纤维单丝直径范围在1-20μm，单丝长度范围在1-10cm，面密度范围在1.5-3kg/m²。

疏水拒油吸音纤维毡选用含氟烷基、烷基、乙烯基、苯基偶联剂，通过浸泡法、超声浸泡法和喷涂法将氧化石墨烯牢固的粘贴到纤维表面。

所述的氟烷基偶联剂的化学结构式是cf3(cf2)nch2ch2si(oc2h5)3，n＝6-8。

所述的烷基偶联剂的化学结构式是ch3(ch2)nch2ch2si(oc2h5)3，n＝6-10。

所述的乙烯基偶联剂的化学结构式是ch2＝chsi(oc2h5)3。

所述的苯基偶联剂的化学结构式是(c6h5)nsi(och3)3，n＝1-2。

所述的氧化石墨烯的产品参数为：纯度：＞97wt％，厚度：＜5nm，直径：2-8um，d50＝3.737um，层数：＜5层。

附图说明

图1是疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料的结构示意图

图中1是上非穿孔网状增强透声膜，5是下非穿孔网状增强透声膜，2是上疏水拒油吸音纤维毡，3是吸隔音橡胶板，4是下疏水拒油吸音纤维毡，6是吸隔音橡胶板上的孔结构。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型进一步说明。下列实施例为本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受下述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型所作的所有改变均为等效的置换方式，都在本实用新型的保护范围之内。

实施例1：

如图1所示的一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，选用0.08mm厚，面密度29g/m²的聚乙烯纤维网状加强筋，与聚乙烯膜复合成的非穿孔网状增强透声膜层，膜层厚0.1mm。

氟烷基溶胶配制：无水乙醇88份、0.1mol/l盐酸1.5份、蒸馏水10份、1h，1h，2h，2h-全氟辛基三乙氧基硅烷0.5份，室温搅拌30分钟待用。

氧化石墨烯分散液配置：氧化石墨烯0.1份、无水乙醇120份，超声波超声60分钟待用。

选用直径5um，长度6cm，面密度2kg/m²，厚度分别为10mm和20mm的两种玻璃纤维毡，浸入到氟烷烃溶胶超声20min，取出后，置入60℃温度烘箱中固化24h。然后完全浸没于氧化石墨烯分散液中超声浸泡30分钟，将氧化石墨烯均匀的分散在玻璃纤维表面，取出后置入100℃温度的烘箱烘干24h。

将上述经过处理的10mm厚的玻璃纤维毡作为上疏水拒油吸音纤维毡层，20mm厚的纤维毡作为下疏水拒油吸音纤维毡层。该毡既疏水又拒油，与水接触角达151°，达到了超疏水级别，拒油等级按aatcc118-2002拒油性：碳氢化合物的阻抗测试方法检测，由0级提高到7级。

吸隔音橡胶板是选用1.5mm厚的贯穿孔丁腈橡胶板、穿孔直径30mm，孔间距30mm，孔矩形排列。

上述一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，的导热系数为0.029w/(m·k)，远优于绝热材料指标0.23w/(m·k)，属于优异的绝热材料。

将上述一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，和未做改进的玻璃纤维毡采用驻波管法进行的吸声测量，其结果见表1，由表可知在1000hz低频段，吸声性能明显提高。

表1吸声测试结果

实施例2

如图1所示的一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，选用0.08mm厚，面密度29g/m²的聚酰亚胺纤维网状加强筋，与聚酰亚胺膜复合成的非穿孔网状增强透声膜层，膜层厚0.1mm。

烷基溶胶配制：无水乙醇88份、0.1mol/l盐酸1.5份、蒸馏水10份、1h，1h，2h，2h-全氟癸基基三乙氧基硅烷0.5份，室温搅拌30分钟待用。

选用直径4um，长度6-8cm，面密度2kg/m²，厚度分别为5mm和10mm的两种玻璃纤维毡，浸入到烷烃溶胶超声20min，取出后，置入60℃温度烘箱中固化24h。

将上述经过处理的5mm厚的玻璃纤维毡作为上疏水拒油吸音纤维毡，10mm厚的纤维毡作为下疏水拒油吸音纤维毡层。该毡既疏水又拒油，与水接触角达140-150°，达到了超疏水级别，拒油等级按aatcc118-2002拒油性：碳氢化合物的阻抗测试方法检测，由0级提高到7级。

吸隔音橡胶板是选用1mm厚的贯穿孔丁腈橡胶板、穿孔直径30mm，孔间距30mm，孔矩形排列。

上述一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，的导热系数为0.030w/(m·k)，远优于绝热材料指标0.23w/(m·k)，属于优异的绝热材料。

将上述一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，和未做改进的玻璃纤维毡采用驻波管法进行的吸声测量，其结果见表2，由表可知在1000hz低频段，吸声性能明显提高。

表2吸声测试结果

实施例3

如图1所示的一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，选用0.08mm厚，面密度29g/m²的聚乙烯纤维网状加强筋，与聚乙烯复合成的非穿孔网状增强透声膜层，膜层厚0.1mm。

氟烷基溶胶配制：无水乙醇88份、0.1mol/l盐酸1.5份、蒸馏水10份、1h，1h，2h，2h-全氟辛基三乙氧基硅烷0.5份，室温搅拌30分钟待用。

氧化石墨烯分散液配置：氧化石墨烯0.1份、n，n-二甲基甲酰胺90份，超声波超声30分钟待用。

选用直径5um，长度6cm，面密度2kg/m²，上下玻璃纤维毡厚度均为10mm，浸入到氟烷烃溶胶超声20min，取出后，置入60℃温度烘箱中固化24h。然后完全浸没于氧化石墨烯分散液中超声浸泡30分钟，将氧化石墨烯均匀的分散在玻璃纤维表面，取出后置入100℃温度的烘箱烘干24h。

经测试，该毡既疏水又拒油，与水接触角达151°，达到了超疏水级别，拒油等级按aatcc118-2002拒油性：碳氢化合物的阻抗测试方法检测，由0级提高到7级。

吸隔音橡胶板是选用1.5mm厚的非贯穿孔丁腈橡胶板。

上述一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，的导热系数为0.029w/(m·k)，远优于绝热材料指标0.23w/(m·k)，属于优异的绝热材料。

将一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，和未做改进的玻璃纤维毡采用驻波管法进行的吸声测量，其结果见表3，由表可知在1000hz低频段，吸声性能略微提高，其隔声性能大幅提高。

表3吸、隔声测试结果

由以上实施例可知，相较于已经公开的吸声材料，本实用新型所述本实用新型所述的一种疏水拒油绝热吸隔声多功能复合材料，在低频100hz-1000hz的吸声效果优于未处理纤维材料。其导热系数达0.029w/(m·k)，使得密闭舱室不会发生凝露现象，保证舱室内电器设备的安全运转。疏水达超疏水级别，拒油等级可达7级，可长期保持其绝热吸声性能稳定不劣化。通过采用非穿孔网状增强透声膜的包裹，网状增强纤维提高了透声膜的抗拉强度，起到隔绝外界污染的同时还能防止纤维溢出、防风沙破损的作用。该结构设计简单，加工容易，成本低廉，安装便捷，可推广至建筑、交通、航空航天等领域。

以上所述，仅为本实用新型的说明实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本实用新型的保护范围；凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型机理和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本实用新型的保护范围。