【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料，尤其涉及一种吸声隔声一体化材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着现代社会的发展，各类噪声问题日益严重，对人们的身体和心理健康造成很大危害。纤维材料属于典型的多孔吸声材料，广泛应用在噪声与振动控制等领域。材料内部含有大量细管、窄缝和空穴等，使其在中高频段的吸声性能较好，但是因为多孔的构造，使其力学强度较低，在低频区间吸声效率不高。近年来，相关研究者尝试采用各种方法改善其在中低频段的吸声性能。
2、截至目前，共振吸声材料对于低频声波有较好的吸收作用，但其结构较复杂，吸声频带较窄，不易制作、性能也不稳定。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种吸声隔声一体化材料及其制备方法和应用，既能够对不同频段的噪声进行吸声和隔声，而且结构简单，易于制造，成本低。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：包括纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层，所述纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层的为声阻抗梯度渐变式结构。
4、进一步的，所述纤维集合体层厚度范围1～10mm，高密度隔声层厚度范围3～15mm，聚合物阻尼层厚度范围2～12mm。
5、进一步的，所述纤维集合体层采用纤维材质，所述高密度隔声层采用石膏材质，所述聚合物阻尼层采用硅胶或者橡胶材质。
6、进一步的，所述纤维材质包括单一组分或者不同组分混配的天然纤维和化学纤维。
7、进一步的，一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
8、s1：采用针刺加固法制备纤维集合体层；
9、s2：在高密度隔声层的一侧表面均匀涂覆粘合剂，与s1中制备得到的纤维集合体层进行层合处理，得到双层结构材料；
10、s3：采用热压成型工艺，将聚合物阻尼层复合在高密度隔声层的另一侧，制备得到具有三层结构的吸声隔声一体化材料。
11、进一步的，步骤s1的具体操作包括以下步骤，
12、s101：对不同的纤维材料进行预处理，所述预处理依次包括喂入、开松、混合、梳理、牵伸和铺网，铺网层数为3～10层；
13、s102：采用低压水刺工艺对步骤s101中铺网后的纤维材料进行预加固，预加固的压强范围为3～6mpa，打孔目数为20～50目；
14、s103：对水刺预加固后的纤维材料进行针刺加固处理，针刺加固处理时的针刺密度为60～600刺/cm2，针刺步进量范围为2～10mm/次。
15、进一步的，步骤s2中高密度隔声层的制备方法包括以下步骤，
16、将石膏粉与水按质量比100：30～45混配，混配液放置在模具中凝固成型，凝固成型的温度为60～90℃，时间为10～90min。
17、进一步的，步骤s2中所述的粘合剂包括聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂，粘合剂的浓度质量分数为2～20％。
18、进一步的，步骤s3的具体操作包括以下步骤，
19、s301：选择厚度为2～12mm的橡胶材料作为聚合物阻尼层材料；
20、s302：将橡胶材料放置在平板硫化机上，对橡胶材料的单层进行加热；
21、s303：将加热后的橡胶材料放置在步骤s2制备得到的双层结构材料远离纤维集合体层的一侧，并施加2～15mpa的压力，使橡胶材料层紧密贴合，经自然冷却得到具有三层结构的吸声隔声一体化材料。
22、进一步的，本专利技术中还包括如前所述的吸声隔声一体化材料在吸声隔声产品中的应用。
23、本专利技术的有益效果是：
24、1、本专利技术中通过仿生椰壳结构，提出了一种新的吸声隔声一体化材料，以硅胶层、石膏层及纤维层为原料进行仿生设计，采用声阻抗梯度渐变式结构，声波入射层采用松散的纤维集合体层，声阻抗与空气接近(415rayl)，利于声波入射，增加声波在材料表面的入射，梯度结构渐变设计带来的阻抗逐渐增加，同样有利于声波在材料内部的衰减吸收，改善吸声性能。
25、2、本专利技术中的吸声隔声一体化材料将石膏板嵌入多层材料内部，在优化吸声性能的同时，赋予多层材料一定的隔声性能，实现吸声隔声功能的一体化，满足实际工程应用的需要。
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1.一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：包括纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层，所述纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层为声阻抗梯度渐变式结构。
2.根据权利要求1所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维集合体层厚度范围1～10mm，高密度隔声层厚度范围3～15mm，聚合物阻尼层厚度范围2～12mm。
3.根据权利要求1所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维集合体层采用纤维材质，所述高密度隔声层采用石膏材质，所述聚合物阻尼层采用硅胶或者橡胶材质。
4.根据权利要求3所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维材质包括单一组分或者不同组分混配的天然纤维和化学纤维。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.根据权利要求5所述的一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤S1的具体操作包括以下步骤，
7.根据权利要求5所述的一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中高密度隔声层的制备方法包括以下步骤，
8.根据权利要求5所述的一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的粘合剂包括聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂，粘合剂的浓度质量分数为2～20％。
9.根据权利要求5所述的一种吸声隔声一体化材料的制备方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括以下步骤，
10.如权利要求1-4任一项所述的吸声隔声一体化材料在吸声隔声产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：包括纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层，所述纤维集合体层、高密度隔声层和聚合物阻尼层为声阻抗梯度渐变式结构。
2.根据权利要求1所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维集合体层厚度范围1～10mm，高密度隔声层厚度范围3～15mm，聚合物阻尼层厚度范围2～12mm。
3.根据权利要求1所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维集合体层采用纤维材质，所述高密度隔声层采用石膏材质，所述聚合物阻尼层采用硅胶或者橡胶材质。
4.根据权利要求3所述的一种吸声隔声一体化材料，其特征在于：所述纤维材质包括单一组分或者不同组分混配的天然纤维和化学纤维。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓宁，朱淑冰，刘雪亭，程德山，李杨，蔡光明，张尚勇，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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