用于高速列车的消声材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速列车的消声材料及其制备方法，所述消声材料由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成：乙烯基硅橡胶20-35、低粘度羟基封端硅氧烷25-40、酚醛树脂多元醇5-15、聚醚多元醇3-5、聚酯多元醇3-8、尿素0.2-1.5、过氧化苯甲酰2-3、乙烯基封端硅油3-5、OBSH1-2、气相法白炭黑3-6、纳米碳酸钙3-4、石墨2-3，以及水；所述低频消声层由如下重量份数的组分组成：丙烯酸树脂45-55、纳米二氧化硅8-15、玻璃纤维15-25、聚苯醚10-15、钛白粉3-5、硅氧烷0.01-0.02、氟化硅酮0.02-0.05、氧化镁2-5、硅溶胶2-3，以及水。本发明能够显著降低1000-4000Hz噪声，同时物理性质优良，强度和阻燃性能符合列车的相关标准，成本较低，有利于大规模的推广。
【专利说明】用于高速列车的消声材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高铁/动车等相关产品，尤其是一种消声材料。
【背景技术】
[0002]2007年以来，随着全国铁路的大提速，部分列车时速达到200-300公里，同时大量城际轨道交通也在规划和建设当中。高速列车不仅有效地改善了交通环境，方便人民群众的出行，还有助于带动城乡建设和经济发展，具有显著的经济和社会效益。
[0003]但是，高速列车在运行过程中产生了较大的噪声，不仅影响沿途的居民，而且给旅客造成诸多困扰。传导到车厢内的噪声主要有轮轨噪声、空气摩擦噪声和集电系统噪声。
[0004]研究发现:当列车速度在200_240km/h时，噪声的主要来源是轮轨噪声；当列车在240-300km/h时，噪声主要来源于轮轨噪声、空气动力及集电系统噪声。针对上述噪声，技术人员采用了多种方法控制噪声污染，包括控制噪声源和增加隔声板，例如提高车轮和轨道的设计标准，但是上述方法的消声效果并不理想，车厢内的噪声仍然较高。
[0005]发明人研究发现:高速列车的噪声频率大部分都集中在100-4000HZ的频率范围。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明要提供一种用于高速列车的消声材料及其制备方法，用以消除100-4000HZ的噪声，降低车厢内的噪声分贝，提高用户的舒适度。
技术方案:一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:
乙烯基硅橡胶20-35、低粘度羟基封端硅氧烷25-40、酚醛树脂多元醇5_15、聚醚多元醇3-5、聚酯多元醇3-8、尿素0.2-1.5、过氧化苯甲酰2_3、乙烯基封端硅油3_5、0BSH1-2、气相法白炭黑3-6、纳米碳酸钙3-4、石墨2-3，以及水；
所述低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂45-55、纳米二氧化硅8-15、玻璃纤维15-25、聚苯醚10-15、钛白粉3_5、硅氧烷0.01-0.02、氟化硅酮0.02-0.05、氧化镁2_5、硅溶胶2_3，以及水。
[0007]优选地，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:
乙烯基硅橡胶25-30、低粘度羟基封端硅氧烷25-30、酚醛树脂多元醇12-13、聚醚多元醇4-5、聚酯多元醇5-6、尿素0.8-1、过氧化苯甲酰2.5_3、乙烯基封端硅油4_5、OBSH
1.5-2、气相法白炭黑4-6、纳米碳酸钙3-3.5、石墨2-2.5，水5.2-9 ；
所述低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂45-50、纳米二氧化硅8-10、钛白粉4-5、硅氧烷0.01-0.02、氟化硅酮
0.03-0.04、氧化镁2-4、硅溶胶3、玻璃纤维15-20、聚苯醚10-15，水3.96-4.94。
[0008]优选地，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:
乙烯基硅橡胶25、低粘度羟基封端硅氧烷30、酚醛树脂多元醇12、聚醚多元醇4、聚酯多元醇5、尿素0.8、过氧化苯甲酰2.5、乙烯基封端硅油4、OBSH 1.5、气相法白炭黑4、纳米碳酸钙3.5、石墨2.5，水5.2 ；
所述低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂45、纳米二氧化硅10、钛白粉4、硅氧烷0.01、氟化硅酮0.03、氧化镁4、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚15，水3.96。
[0009]优选地，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:
乙烯基硅橡胶30、低粘度羟基封端硅氧烷25、酚醛树脂多元醇5、聚醚多元醇5、聚酯多元醇5、尿素1、过氧化苯甲酰3、乙烯基封端硅油4、OBSH 2、气相法白炭黑6、纳米碳酸钙
3、石墨2，水9 ；
所述低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂50、纳米二氧化硅10、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.04、氧化镁2、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚10，水4.94。
[0010]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照配比准备权利要求1所述的高频消声层材料和低频消声层材料，混合均匀后加入重量为0.05-0.15倍的水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10-15分钟，用挤塑机熔融挤出。
[0011]优选地，熔融挤出的工艺条件为:一区温度310-320°c，二区温度320_330°C，三区温度320-330°C，四区温度310-320°C，机头320_330°C，停留时间2?3min，压力为12-18MPa。
有益效果:本发明能够显著降低1000-4000HZ噪声，同时物理性质优良，强度和阻燃性能符合列车的相关标准，成本较低，有利于大规模的推广。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:
高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶25、低粘度羟基封端硅氧烷30、酚醛树脂多元醇12、聚醚多元醇4、聚酯多元醇5、尿素0.8、过氧化苯甲酰2.5、乙烯基封端硅油4、OBSH 1.5、气相法白炭黑4、纳米碳酸钙3.5、石墨2.5，水5.2 ；
低频消声层由如下重量份数的组分组成:丙烯酸树脂45、纳米二氧化硅10、钛白粉4、硅氧烷0.0 1、氟化硅酮0.03、氧化镁4、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚15，水3.96。
[0013]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照配比准备上述高频消声层材料和低频消声层材料，将出水外的材料混合均匀，加入水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10分钟，用挤塑机熔融挤出。熔融挤出的工艺条件为:一区温度315°C，二区温度325°C，三区温度320°C，四区温度310°C，机头330°C，停留时间2min，压力为15MPa。
[0014]实施例2
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶20、低粘度羟基封端硅氧烷35、酚醛树脂多元醇5、聚醚多元醇3、聚酯多元醇6、尿素0.2、过氧化苯甲酰2、乙烯基封端硅油5、OBSH 1、气相法白炭黑3、纳米碳酸钙3、石墨2，以及重量为上述材料总重0.01倍的水；低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂55、纳米二氧化硅8、玻璃纤维15、聚苯醚10、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.04、氧化镁3、硅溶胶3，以及重量为上述材料总重0.05倍的水。
[0015]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照上述配比准备高频消声层材料和低频消声层材料，将出水外的材料混合均匀后，加入水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合15分钟，用挤塑机熔融挤出。
[0016]所述熔融挤出的工艺条件为:一区温度320°C，二区温度325°C，三区温度330°C，四区温度310°C，机头315°C，停留时间3min，压力为16 MPa。
[0017]实施例3
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶30、低粘度羟基封端硅氧烷25、酚醛树脂多元醇5、聚醚多元醇5、聚酯多元醇5、尿素1、过氧化苯甲酰3、乙烯基封端硅油4、OBSH
2、气相法白炭黑6、纳米碳酸钙3、石墨2，水9 ;
低频消声层由如下重量份数的组分组成:丙烯酸树脂50、纳米二氧化硅10、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.04、氧化镁2、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚10，水4.94。
[0018]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照上述配比准备高频消声层材料和低频消声层材料，将除水外的材料混合，加入
水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10分钟，用挤塑机熔融挤出。熔融挤出的工艺条件为:一区温度310°C，二区温度325°C，三区温度320°C，四区温度310°C，机头330°C，停留时间2min，压力为12MPa。
实施例4
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶25、低粘度羟基封端硅氧烷40、酚醛树脂多元醇5、聚醚多元醇3、聚酯多元醇8、尿素1.0、过氧化苯甲酰3、乙烯基封端硅油4、OBSH 2、气相法白炭黑6、纳米碳酸钙3、石墨2，以及上述材料总重量0.05倍的水；
低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂55、纳米二氧化硅12、玻璃纤维20、聚苯醚12、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.04、氧化镁5、硅溶胶2，以及上述材料总重量0.15倍的水。
[0019]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照配比准备权利要求1所述的高频消声层材料和低频消声层材料，混合均匀后加入重量为0.05-0.15倍的水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10-15分钟，用挤塑机熔融挤出。熔融挤出的工艺条件为:一区温度310°C，二区温度330°C，三区温度325°C，四区温度315°C，机头320°C，停留时间2.5min，压力为13MPa。
[0020]实施例5
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶35、低粘度羟基封端硅氧烷28、酚醛树脂多元醇10、聚醚多元醇5、聚酯多元醇5、尿素1.2、过氧化苯甲酰3、乙烯基封端硅油3、OBSH 1.5、气相法白炭黑6、纳米碳酸钙4、石墨2，以及总量为上述材料总重量0.15倍的水；
低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂55、纳米二氧化硅9、玻璃纤维24、聚苯醚10、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.03、氧化镁2、硅溶胶2.5，以及水。
[0021]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照配比准备权利要求1所述的高频消声层材料和低频消声层材料，将除水外的材料混合均匀，加入水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合12分钟，用挤塑机熔融挤出。熔融挤出的工艺条件为:一区温度310°C，二区温度330°C，三区温度320°C，四区温度315°C，机头温度325°C，停留时间2min，压力为16MPa。
`[0022]实施例6
一种高速列车的消声材料，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成:乙烯基硅橡胶20、低粘度羟基封端硅氧烷36、酚醛树脂多元醇6、聚醚多元醇5、聚酯多元醇3、尿素0.9、过氧化苯甲酰2.5、乙烯基封端硅油
3、OBSH 2、气相法白炭黑3、纳米碳酸钙4、石墨2，以及重量为上述材料总重的0.15倍的水；
低频消声层由如下重量份数的组分组成:
丙烯酸树脂45、纳米二氧化硅8、玻璃纤维15、聚苯醚15、钛白粉3、硅氧烷0.01、氟化硅酮0.03、氧化镁2、硅溶胶3，以及重量为上述材料总量的0.05倍的水。
[0023]上述高速列车的消声材料的制备方法，包括如下步骤:
51、按照配比准备权利要求1所述的高频消声层材料和低频消声层材料，混合均匀，加入水；
52、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10-15分钟，用挤塑机熔融挤出。
[0024]所述熔融挤出的工艺条件为:一区温度315°C，二区温度320°C，三区温度330°C，四区温度315°C，机头325°C，停留时间2min，压力为18MPa。
[0025]将上述实施例中获得的低频消声层材料和高频消声层材料分别制备相关消声层，
并用粘合剂黏成一体，或者分别成型于于车厢上。将上述材料和对照组材料按相同方式应
用于车厢上，并进行试验，具体见下表。(本文所述低频指100-1000HZ的噪声，所述高频指
1000-4000Hz 的噪声。).1吸声系数I阻燃性I冲击性50kg.CmI耐候性I成本
射照0.85通过DIN5510测试一不合格合格Τ5θ
10.92通过DIN5510测试合格合格_ 75-80
2|θ.90I通过DIN5510测试|合格I合格卜5-80
【权利要求】
1.一种用于高速列车的消声材料，其特征在于，由高频消声层、粘合层和低频消声层组成，其中，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成: 乙烯基硅橡胶20-35、低粘度羟基封端硅氧烷25-40、酚醛树脂多元醇5_15、聚醚多元醇3-5、聚酯多元醇3-8、尿素0.2-1.5、过氧化苯甲酰2_3、乙烯基封端硅油3_5、OBSH1-2、气相法白炭黑3-6、纳米碳酸钙3-4、石墨2-3，以及水； 所述低频消声层由如下重量份数的组分组成: 丙烯酸树脂45-55、纳米二氧化硅8-15、玻璃纤维15-25、聚苯醚10-15、钛白粉3_5、硅氧烷0.01-0.02、氟化硅酮0.02-0.05、氧化镁2_5、硅溶胶2_3，以及水。
2.如权利要求1所述的用于高速列车的消声材料，其特征在于，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成: 乙烯基硅橡胶25-30、低粘度羟基封端硅氧烷25-30、酚醛树脂多元醇12-13、聚醚多元醇4-5、聚酯多元醇5-6、尿素0.8-1、过氧化苯甲酰2.5_3、乙烯基封端硅油4_5、OBSH1.5-2、气相法白炭黑4-6、纳米碳酸钙3-3.5、石墨2-2.5，水5.2-9 ； 所述低频消声层由如下重量份数的组分组成: 丙烯酸树脂45-50、纳米二氧化硅8-10、钛白粉4-5、硅氧烷0.01-0.02、氟化硅酮0.03-0.04、氧化镁2-4、硅溶胶3、玻璃纤维15-20、聚苯醚10-15，水3.96-4.94。
3.如权利要求1所述的用于高速列车的消声材料，其特征在于，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成: 乙烯基硅橡胶25、低粘度羟基封端硅氧烷30、酚醛树脂多元醇12、聚醚多元醇4、聚酯多元醇5、尿素0.8、过氧化苯甲酰2.5、乙烯基封端硅油4、obsh 1.5、气相法白炭黑4、纳米碳酸钙3.5、石墨2.5，水5.2 ； 所述低频消声层由如下重量份数的组分组成: 丙烯酸树脂45、纳米二氧化硅10、钛白粉4、硅氧烷0.01、氟化硅酮0.03、氧化镁4、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚15，水3.96。
4.如权利要求1所述的用于高速列车的消声材料，其特征在于，所述高频消声层的材料由如下重量份数的组分组成: 乙烯基硅橡胶30、低粘度羟基封端硅氧烷25、酚醛树脂多元醇5、聚醚多元醇5、聚酯多元醇5、尿素1、过氧化苯甲酰3、乙烯基封端硅油4、OBSH 2、气相法白炭黑6、纳米碳酸钙3、石墨2，水9 ; 所述低频消声层由如下重量份数的组分组成: 丙烯酸树脂50、纳米二氧化硅10、钛白粉5、硅氧烷0.02、氟化硅酮0.04、氧化镁2、硅溶胶3、玻璃纤维15、聚苯醚10，水4.94。
5.权利要求1所述的用于高速列车的消声材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、按照配比准备权利要求1所述的高频消声层材料和低频消声层材料，混合均匀后加入重量为0.05-0.15倍的水； S2、将所述高频消声层材料和低频消声层材料加入混合机，分别混合10-15分钟，用挤塑机熔融挤出。
6.如权利要求5所述的用于高速列车的消声材料的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的工艺条件为:一区温度310-320°C，二区温度320-3300°C，三区温度320-330°C，四区温度310-320°C，机头320-330°C，停留时间2~3min，压力为12_18mPa。
【文档编号】B32B27/28GK103507361SQ201310433127
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】朱静 申请人:句容市睿远科技有限公司