一种约束阻尼降噪板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轨道建筑材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种轨道车辆用约束 阻尼降噪板及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 轨道列车车轮与轮轨接触时，由于轮轨不平顺等原因，会产生剧烈的振动。现有减 少轮轨振动的方法和减振技术都对车轮本身进行了破坏性改造，会不同程度地影响车轮的 刚度，对行车安全产生隐患。
[0003] 约束阻尼式材料包括阻尼层和约束层两部分，在阻尼材料上粘贴一层高模量的普 通弹性材料层作为约束层。当约束阻尼结构发生振动时，中间的黏弹性阻尼材料发生剪切 变形，从而将振动能转变为热能耗散掉，起到减振降噪作用。将约束阻尼式材料贴敷在车轮 辐板两侧，车轮振动时阻尼材料发生形变，而约束层的存在抑制阻尼材料的形变，增加了阻 尼材料的剪切形变，更大地消耗了振动能量，起到降低轮轨噪声的作用。也可引入多孔吸声 材料，所述材料中有许多连通的间隙或气泡，声波入射时，声波产生的振动引起小孔或间隙 的空气运动，由于与孔壁或纤维表面摩擦和空气的粘滞阻力，一部分声能转变为热能，使声 波衰减；其次，小孔中空气与孔壁之间还不断发生热交换，也使声能衰减，从而起到降噪作 用。
[0004] 中国专利申请CN 201456921公开了一种粘贴式车轮降噪盘，包括阻尼降噪层和 金属层，通过粘接剂连接，阻尼降噪层的另一面有粘接剂层，其特征是金属层结贴车轮轮辋 外沿具有折边，折边宽度为l〇_15mm ;降噪盘的贴合外表面的形状与所贴合的车轮轮辐相 应部位形状一致。虽然该粘贴式车轮降噪盘能够一定程度上减少轮轨间的振动，但是无法 吸收轮轨间的噪音。其外侧为金属结构，会反射声波，对铁路沿线的环境依然会造成污染。
[0005] 中国专利申请CN 203770520公开了一种用于轨道交通车辆的多孔约束阻尼式减 振降噪盘，包括约束层和阻尼层，约束层和阻尼层通过粘结剂黏贴，约束层和阻尼层上均设 置有多个孔，其特征在于约束层和阻尼层均采用整体成型工艺加工。多孔介质对于声波具 有较好的吸收能力，减少了约束层的重量，提升了减振降噪的效果。然而，该降噪盘需在阻 尼层和约束层上设置多个孔，此工艺虽然能够吸收声波，减少约束层重量，但是加工成本较 高，同时降噪盘与车轮的整体粘结面积变小，安全性有所下降，另外，孔隙分布不均匀还会 影响车轮整体的不平衡性。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种约束阻尼降噪板，本发明利用约束阻尼结构和多孔材料 的吸声原理，在不破坏现有车轮结构的基础上降低列车运行时的轮轨噪声，能够有效降低 轮轨间和辐板的振动，吸收轮轨振动产生的噪音，平衡性好。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008] -种约束阻尼降噪板，其依次包括阻尼层（1)、约束层（2)和吸音层（3)，并且约束 层（2)设置于阻尼层（1)和吸音层（3)之间；
[0009] 优选地，所述阻尼层厚度为0· 5mm~3mm，所述约束层厚度为1mm~3mm，所述吸音 层厚度为〇· 5mm~10_。
[0010] 所述阻尼层（1)为由粘弹性高分子材料制成的片材；
[0011] 优选地，所述粘弹性高分子材料选自聚乙烯发泡材料、橡胶发泡材料、乙烯-醋酸 乙烯酯发泡材料、丙烯酸酯发泡材料、聚氨酯发泡材料、聚氯乙烯发泡材料、聚甲基丙烯酸 酯发泡材料或聚丙烯发泡材料中的一种或多种；更优选为丙烯酸酯发泡材料。
[0012] 优选地，所述约束层（2)为由刚性金属材料或刚性高分子材料制成的片材；
[0013] 优选地，所述刚性金属材料选自钢、铝或铜中的一种或多种，更优选为钢；
[0014] 优选地，所述刚性高分子材料选自聚甲醛、玻纤增强尼龙、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚 碳酸酯或聚醚砜中的一种或多种，更优选为聚醚醚酮。
[0015] 优选地，所述吸音层（3)为由多孔材料制成的片材；
[0016] 优选地，所述多孔材料是开孔的泡沫吸声材料；
[0017] 优选地，所述多孔材料的孔径范围为0. 5 μ m~200 μ m，平均孔隙率为30 %~ 70% ；
[0018] 优选地，所述多孔材料选自丙烯酸酯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料、泡沫金属材料或 泡沫玻璃材料中的一种。
[0019] 所述阻尼层（1)与约束层（2)之间以粘结剂粘结；
[0020] 优选地，所述粘结剂为丙烯酸酯类胶结剂；该粘合剂为具有良好耐候性的粘合剂， 能够耐受-40~70°C的温度，有一定的延展性，在户外环境中长期不失效。
[0021] 所述约束层（2)和吸音层（3)之间以粘结剂粘结；
[0022] 优选地，所述粘结剂为丙烯酸酯类胶结剂；该粘结剂为具有良好耐候性的粘合剂， 能够耐受-40~50°C的温度，耐酸性能良好，耐紫外性能良好，在户外环境中长期不失效。
[0023] 本发明还提供一种所述约束阻尼降噪板的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0024] 将阻尼层（1)、约束层（2)和吸音层（3)依次通过粘合剂粘合，其中将约束层（2) 设置于阻尼层（1)和吸音层（3)之间；然后以冲压加工方式定型，即得。
[0025] 具体地，本发明所述约束阻尼降噪板分为三层结构，即阻尼层、约束层和吸音层， 其中阻尼层为粘弹性高分子材料；约束层为刚性板，层除了可以采用金属材料外，还可以采 用刚性高分子材料；吸音层为开孔泡沫吸声材料，能够耐受紫外线、弱酸、弱碱和水，吸音层 选用的多孔材料，有质轻和耐候性好的特点，既不会增加车轮的负担，又能够保证长期户外 运行。
[0026] 阻尼层与约束层、约束层与吸音层用粘合剂粘贴的方式结合，在使用时降噪板的 阻尼层与应用表面、例如车轮表面用粘合剂粘贴，由此在约束层外侧增加了吸音层，可以吸 收轮轨接触产生的噪音。
[0027] 本发明将约束层与阻尼层、约束层与吸音层先用粘合剂粘结，再以冲压加工方式 定型成与车轮辐板、轮辋尺寸相贴合的约束阻尼式吸音降噪板，可以使所述约束阻尼降噪 板的各组成部分质量分布均匀，高速行车下更加安全。阻尼层（1)、约束层（2)和吸音层（3) 依次通过粘合剂粘合，该粘合剂为丙烯酸酯类胶结剂，具有良好耐候性，能够耐受-40~ 70°C的温度，有一定的延展性，在户外环境中长期不失效。本发明所述约束阻尼降噪板的安 装位置是在车轮的辐板表面，约束阻尼式降噪板覆盖的部分由辐板到轮辋，粘贴面积大，降 噪板不易脱落。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有至少以下有益效果：本发明约束阻尼降噪板包含阻 尼层、约束层和吸音层。阻尼层和约束层形成约束阻尼结构，能够有效降低轮轨间和辐板的 振动；吸音层覆盖在约束层外侧，能够吸收轮轨运行中产生振动而产生的噪音；阻尼层和 约束层覆盖位置由辐板至轮辋，整体以轮轴为中心对称粘结，粘结面积大，平衡性好。
【附图说明】
[0029] 以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0030] 图1是本发明所述约束阻尼降噪板的结构示意图，其中，1表示阻尼层，2表示约束 层，3表不吸首层；
[0031] 图2是本发明所述约束阻尼降噪板在车轮上的安装位置示意图。
【具体实施方式】
[0032] 以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅 用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
[0033] 下述实施例的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原 料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
[0034] 实施例1 :本发明所沭降矂板制备
[0035] 1、原材料：
[0036] 钢板（约束层），面积为800mm*800mm，厚度为2mm ;
[0037] 聚氨酯发泡材料（阻尼层），面积为800mm*800mm，厚度为1. 2mm ;
[0038] 丙稀酸酯泡沫材料（吸音层），面积800mm*800mm，厚度5mm，开孔，孔径0·