一种具有多层复合结构的吸隔音材料的制作方法

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种具有多层复合结构的吸隔音材料。

背景技术：

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。在中国，节能与新能源汽车示范推广已进入新阶段，切实规范和加强对试点工作的管理，提高示范的水平和质量，是今后工作的重中之重。

然而，以纯电动的新能源汽车为例，其与传统内燃机汽车相比车内噪声中高频成分较多，大大降低了驾驶员的驾驶体验。为了控制新能源汽车的中高频噪声，当今汽车内饰中经常单独使用很多吸音和隔音零件运用到整车声学零件上，常见的吸音零件或材料例如有吸音棉、pu发泡等，其原理是通过纤维结构增加孔隙率，让声能在微观的纤维中进行耗散，常见的隔音零件或材料例如有eva、epdm等，其原理是通过增加材料密度、减少开孔来隔绝声能的穿透。由此可知，吸音与隔音的物理性质就决定了二者难以同时出现在一款材料。

此外，由于适用于新能源车辆中，故而对材质的厚度、重量以及适配性等又具有较高的要求，例如电动车上的重量因素非常重要，为了使整体重量得以控制不宜选取太厚太重的材质，且太厚的材质难以确保车内空间，降低美观度和体验感，较重的材质可能会增加能源消耗，而材质如果不易加工也难以复杂车辆内饰的需求。由此可知，谋求材料重量与谋求材料吸隔音效果也是一对相悖的问题。

技术实现要素：

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于新能源汽车内饰的轻薄柔软，且能兼顾吸音和隔音性能，并能根据新能源汽车特定声学要求进行定制化调整的具有多层复合结构的吸隔音材料。

解决问题的技术手段：

本发明提供一种具有多层复合结构的吸隔音材料，其特征在于，用于新能源汽车内饰，依次具备：作为第一层的无纺布层、作为第二层的吸音层、作为第三层的无纺布层、作为第四层的隔音层、作为第五层的无纺布层、作为第六层的吸音层、作为第七层的无纺布层，所述吸隔音材料的整体厚度为30mm～50mm。

根据本发明的吸隔音材料由七层结构以特定顺序叠加而成，作为第一层和第七层的无纺布层可以增加吸隔音材料整体成型性，增加与车内常见的塑料零件的热焊接性能，可以方便与其它零件粘贴或者点焊成型，能够使吸隔音材料无障碍且高自由度地安装设置于车辆任何部位，改善安装适配性，同时还可以保证整体结构可封边，改善安装功能性和美观性。又，作为第三层和第五层的无纺布用于隔开吸音层和隔音层使其彼此间存在间隙，根据双层板隔音原理，该具有间隙的结构可以极大增加隔音效果。又，隔音层居中，两个吸音层相对靠外，则能使吸音层更靠近声源，声波可以较为顺利进入纤维结构，大幅提高吸音效果。

也可以是，本发明中，

所述吸音层为聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）与聚丙烯（pp）共混材料。

根据本发明，通过二者共混，pet能提高pp的强度、模量、耐热性及表面硬度，而pp则能提高pet的加工、冲击、耐环境应力开裂和阻隔等性能，从而能在较广泛的应用范围内均具有优良的物理机械性能。

也可以是，本发明中，

所述聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）是直径为20～100μm的粗纤维，所述聚丙烯（pp）是直径为2～15μm的细纤维，所述聚丙烯（pp）通过熔喷附着于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）上。

根据本发明，聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）为粗纤维，在吸音层中作为骨架而使用，其上通过熔喷附着有作为细纤维的聚丙烯（pp），由此能够通过粗细纤维的投料比例及总体厚度、密度来调整该层的吸音频段及性能。

也可以是，本发明中，

作为第二层和第六层的吸音层具有不同的吸音频段。

根据本发明，每一层均具有不同的吸音频段，在整体上提升了吸音性能。

也可以是，本发明中，

所述隔音层由面密度为200g/m²～600g/m²的聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）构成。

根据本发明，在低频隔音性能有较好的表现。

也可以是，本发明中，

作为第三层和第五层的无纺布层的厚度根据隔音需求进行调节。

根据本发明，进一步增加吸隔音材料的隔音性能和应用性能。

也可以是，本发明中，

作为第一层和第七层的无纺布的面密度为100g/m²～150g/m²，厚度为0.3mm～0.5mm。

也可以是，本发明中，

作为第二层和第六层的吸音层的面密度为200g/m²～400g/m²，厚度为10mm～30mm。

也可以是，本发明中，

作为第三层和第五层的无纺布的面密度为100g/m²～150g/m²，厚度为0.3mm～0.5mm。

也可以是，本发明中，

作为第四层的隔音层的面密度为200g/m²～600g/m²，厚度为10mm～20mm。

发明效果：

本发明能提供一种具有多层复合结构的吸隔音材料，七层结构带来强大的声能耗损能力，从整体宏观物理结构上保证隔音性能并提升吸音性能，在新能源汽车内饰领域谋求轻便质量与优质吸隔音效果的平衡。

附图说明

图1是根据本发明的吸隔音材料的结构图；

图2是对比本发明的吸隔音材料与以往车内采用的吸音棉的吸音系数测试结果；

图3是对比本发明的吸隔音材料与以往车内采用的吸音棉的隔音量测试结果。

具体实施方式

以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在各图中相同或相应的附图标记表示同一部件，并省略重复说明。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明的吸隔音材料的结构图，如图1所示，本发明公开一种具有多层复合结构的吸隔音材料，主要但不限于应用于新能源汽车内饰，依次具备：作为第一层的无纺布层、作为第二层的吸音层、作为第三层的无纺布层、作为第四层的隔音层、作为第五层的无纺布层、作为第六层的吸音层、作为第七层的无纺布层。该材料具有良好的吸音性能和隔音性能，可应用于新能源汽车整车声学零件设计，可根据汽车特定声学要求做出定制化调整，例如根据声源频率特点对多层结构的每一层进行声学设计及调试，实现性能最优，谋求节约成本。

第一层和第七层采用无纺布。无纺布成本低、质量轻且容易定型，不仅本身具有一定的隔音功能，还可增加吸隔音材料整体成型性，增加与塑料零件之间的热焊接性能，此外还可保证整体结构可封边。其中，该无纺布层的厚度可根据车辆内饰需求进行变更，可完全相同或不相同，面密度优选为100g/m²～150g/m²，厚度优选为0.3mm～0.5mm。

第二层和第六层为吸音层，采用聚对苯二甲酸乙二醇酯（以下简称pet）与聚丙烯（以下简称pp）共混材料（以下简称petpp），其中，pet是直径为20～100μm的粗纤维，在第二层结构中作为骨架存在，pp是直径为2～15μm的细纤维，通过熔喷等方式，附着在pet的粗纤维上，通过粗细纤维的投料比例及总体厚度、密度来调整该层的吸音频率及性能。本发明中，通过调整pet和pp的比例而使第二层和第六层具有不同吸音频段，但不限于此，完全相同亦无不可。该吸音层的厚度和成分可根据车辆内饰需求进行变更，面密度优选为200g/m²～400g/m²，厚度优选为10mm～30mm。

第三层和第五层采用无纺布，目的是将第二层的吸音层、第四层的吸音层和第六层的隔音层间隔开，换言之，借助于无纺布自身的厚度和特性使隔音层两侧形成间隙，下述为多层材料隔音量（stl）计算半经验公式：

（1）

其中，f：频率；k：复合材料的层数；ρk：每一层材料的面密度。通过公式（1）可知，隔音层两侧的间隙可以提升吸隔音材料整体的隔音性能。stl为声传递损失，评估隔声量的基本算法。该公式（1）为半经验公式，是由复合材料的每一层不同密度介质所决定的频率范围内的隔声量计算方法。

又，该无纺布层的厚度可根据车辆内饰需求进行变更，可完全相同或不相同，面密度优选为100g/m²～150g/m²，厚度优选为0.3mm～0.5mm。

第四层为隔音层，选用pet或其它隔音材料，本发明中优选面密度为200g/m²～600g/m²的pet，从而保证隔音层在低频隔音性能有较好的表现，但不限于此。该隔音层的厚度和成分可根据车辆内饰需求进行变更，成分优选为pet，厚度优选为10mm～20mm。

本发明中，吸隔音材料整体厚度优选为30mm～50mm。其中第一层与第二层通过超声波焊接方式连结，第二层与第三层通过超声波焊接方式连结，第三层与第四层通过热熔方式连结，第四层与第五层通过热熔方式连结，第五层与第六层通过超声波焊接方式连结，第六层与第七层通过超声波焊接方式连结。

通过上述，本发明以特定顺序和方式使七层结构叠加，通过最外表面两层无纺布，可以方便与其它零件粘贴或者点焊成型。通过中间两层无纺布可以隔离吸音层和隔音层，提升隔音效果，而七层结构具有强大的声能耗损能力，又进一步提升了隔音性能。通过使吸音层靠近表面从而接近声源，使声波较为顺利地进入纤维结构，提升吸音性能，而每一层均具有不同的吸音频段，进一步提升了吸音性能。本发明工艺成熟稳定，易于加工，用简单的结构和低廉的成本打破了行业吸音材料和隔音材料的声学特性限制，实现微观上吸音、宏观上隔音，从整体宏观物理结构上保证了材料性能。

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

市面上选取某吸音性能优异的某材料厂家的吸音棉进行对比测试。具体而言，根据本发明的吸隔音材料具体如下：总克重498g/m²，总厚度32mm，其中，第一层0.5mm，第二层10mm，第三层0.5mm，第四层10mm，第五层0.5mm，第六层10mm，第七层10mm，第一层与第二层通过超声波焊接方式连结，第二层与第三层通过超声波焊接方式连结，第三层与第四层通过热熔方式连结，第四层与第五层通过热熔方式连结，第五层与第六层通过超声波焊接方式连结，第六层与第七层通过超声波焊接方式连结。市场购买的对比材料具体如下：3mgsm-500双组分吸音棉，总厚度30mm/m²，总克重500g/m²，该对比材料是由粗纤维的pet和细纤维pp形成的混纺结构，由于是单层结构故而质地轻薄，从而广泛应用于新能源汽车领域，目前是市面上常见的内饰材料。

对二者进行隔音测试，其中，stl测试系统采用市面常见测试系统即可，主要可包括：由信号发生器、数据采集前端、数采软件dbfasuite4.9.0、多个英寸麦克风、连接线缆、标定器、平面波声源、驻波管等，测试步骤采用现有技术即可，将待测试样品放入测试系统中，调整系统中麦克风灵敏度及灵敏度以及数据采集装置，开启声源进行测传声损失的测定。

图2是对比本发明的吸隔音材料与以往车内采用的吸音棉的吸音系数测试结果，图3是对比本发明的吸隔音材料与以往车内采用的吸音棉的隔音量测试结果。如图2所示，本发明的吸隔音材料在低频部分吸音系数（性能）优于传统吸音棉材料，而在高频部分吸音系数（性能）与传统吸音棉材料基本相同。如图3所示，本发明的吸隔音材料的隔音量远远优于传统吸音棉材料。

由此可见，在与本发明的吸隔音材料相同或相近克重下，市面上常见的材料要么单独具备较好的吸音效果，要么单独具备较好的隔音效果，往往无法达到与本发明相媲美的吸音效果和隔音效果，此外，在达到与本发明的吸隔音材料同等效果的情况下，市面上现有的三层或五层结构虽能实现与本发明相同效果，但是重量大幅提高，通常为本发明的数倍。相对于此，本发明通过增加层数来增加声音损耗，利用不同的吸引率保证吸音效果，借助隔音特性确保隔音效果，形成为可以被挤压和恢复的类似绵的轻薄柔软的结构，在克重可控制的范围内，吸音效果和隔音效果均非常优异。

综上，本发明的吸隔音材料主要有七层结构中，第一、三、五、七层均为无纺布层，表面无纺布的作用主要是为了保证零件可成型性，当中两层主要是为了热粘连，第二层、第六层为不同吸音频段的吸音层，第五层为隔音层，通过如上所述的特定顺序的叠加，能在兼顾吸音性能的同时保证隔音性能，在谋求材料成本与厚度的同时保证汽车所需吸隔音性能，能够广泛适用于新能源汽车领域。

以上的具体实施方式对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应当理解的是，以上仅为本发明的一种具体实施方式而已，并不限于本发明的保护范围，在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。凡在本发明的精神和原则之内的，所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。