吸收并屏蔽声音的材料及其制备方法

申请号 CN201380032635.3 申请日 2013-06-19 公开(公告)号 CN104395147A 公开(公告)日 2015-03-04
申请人 现代自动车株式会社; 起亚自动车株式会社; 发明人 金槿英; 徐源振;
摘要 本 发明 涉及一种吸收并屏蔽声音的材料及其制备方法,更具体地,涉及这样的吸收和屏蔽声音的材料:其通过用粘结剂浸渍包括耐热性 纤维 的无纺纤维中来制备,具有优异的吸声性能、 阻燃性 、耐热性和绝热性能,从而能适用于保持在室温和至少200℃的高温下的区域,且能通过粘结剂成形。
权利要求

1.一种吸声材料,其包括:
包括量为30wt%至100wt%的耐热性纤维的非纺织物;和
浸渍在与所述非纺织物相同的层中且维持所述非纺织物内三维形状的粘结剂。
2.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述耐热性纤维具有25%以上的极限指数(LOI)和范围在150℃以上的耐热温度
3.根据权利要求2所述的吸声材料,其中所述耐热性纤维是选自下列项组成的组中的一种或多种:芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化的聚丙烯腈(OXI-PAN)纤维、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚(PK)纤维、金属纤维、纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化纤维和陶瓷纤维。
4.根据权利要求3所述的吸声材料,其中所述耐热性纤维是芳族聚酰胺纤维。
5.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述非纺织物是单层非纺织物,所述单层非纺织物由具有范围在1旦尼尔至15旦尼尔细度的芳族聚酰胺纤维形成且具有范围在3mm到20mm的厚度。
2
6.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述非纺织物具有范围在100g/m 至2000g/
2
m 的密度
2
7.根据权利要求5所述的吸声材料,其中所述非纺织物具有范围在200g/m 至1200g/
2
m 的密度。
8.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述粘结剂是热固性树脂
9.根据权利要求8所述的吸声材料,其中所述热固性树脂是环氧树脂
10.根据权利要求9所述的吸声材料,其中所述环氧树脂是选自下列项组成的组中的一种或多种:双酚A二缩甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树脂。
11.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述吸声材料成形为具有所述吸声材料被应用时的三维形状。
12.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述吸声材料形成为单层或多层。
13.根据权利要求1所述的吸声材料,其中所述吸声材料用在车辆中。
14.一种用于制备吸声材料的方法:
a)在粘结剂溶液中浸渍包括30wt%至100wt%量的耐热性纤维的非纺织物;和b)干燥所述非纺织物。
15.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其进一步包括,在所述b)干燥所述非纺织物后,通过在高温下成形干燥的所述非纺织物来制备所述吸声材料。
16.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述耐热性纤维具有25%以上的极限氧指数(LOI)和150℃以上的耐热温度。
17.根据权利要求16所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述耐热性纤维是选自下列项组成的组中的一种或多种:芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化的聚丙烯腈(OXI-PAN)纤维、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚酮(PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维和陶瓷纤维。
18.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述耐热性纤维是具有范围1旦尼尔至15旦尼尔的细度且具有范围20mm至100mm的丝线长度的芳族聚酰胺纤维。
19.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述非纺织物具有范围在
2 2
3mm至20mm的厚度和范围在100g/m 至2000g/m 的密度。
20.根据权利要求15所述的用于制备吸声材料的方法,进一步包括,在所述a)浸渍所述非纺织物之前,通过针刺具有细度范围在1旦尼尔至15旦尼尔的耐热性芳族聚酰胺纤维,形成具有厚度范围在3mm至20mm的芳族聚酰胺非纺织物。
21.根据权利要求20所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述非纺织物通过连续进行上下针刺、下上针刺和上下针刺形成。
22.根据权利要求20所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述非纺织物以范围在30
2 2
次/m 至350次/m 的针行程形成。
23.根据权利要求14、15和20所述的用于制备吸声材料的方法,其中基于所述粘结剂溶液总重量,所述粘结剂溶液包括1wt%至60wt%量的粘结剂、0.1wt%至10wt%量的固化剂、0.01wt%至5wt%量的催化剂、1wt%至40wt%量的添加剂和作为其余部分的溶剂
24.根据权利要求23所述的用于制备吸声材料的方法,其中基于所述粘结剂溶液总重量,所述粘结剂溶液包括1wt%至30wt%量的粘结剂、0.1wt%至10wt%量的固化剂、
0.01wt%至5wt%量的催化剂、1wt%至30wt%量的阻燃剂和40wt%至95wt%量的溶剂。
25.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述粘结剂是热固性树脂。
26.根据权利要求25所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述热固性树脂是环氧树脂。
27.根据权利要求26所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述环氧树脂是选自下列项组成的组中一种或多种:双酚A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树脂。
28.根据权利要求14所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述干燥在范围70℃至
200℃的温度下进行,且干燥的所述非纺织物包括基于100重量份所述非纺织物,量为1重量份至300重量份的粘结剂。
29.根据权利要求14至28的任一项所述的用于制备吸声材料的方法,其中所述吸声材料用于汽车
30.一种用于减少噪声产生装置的噪声的方法,包括以下步骤:
ⅰ)检查所述噪声产生装置的三维结构;
ⅱ)部分或全部地在所述装置的三维结构中制备并成形根据权利要求1至12任一项所述的吸声材料;和
ⅲ)使所述吸声材料靠近所述噪声产生装置。
31.根据权利要求30所述的用于减少噪声产生装置的噪声的方法,其中所述装置是达、发动机或排气系统。
32.根据权利要求30所述的用于减少噪声产生装置的噪声的方法,其中使所述吸声材料靠近所述噪声产生装置通过以下方式进行:将所述吸声材料附着到所述噪声产生装置、将所述吸声材料设置为与所述噪声产生装置隔一段距离或将所述吸声材料成形为所述噪声产生装置的部件。

说明书全文

吸收并屏蔽声音的材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及吸声材料及其制备方法。更具体地,本发明提供吸声材料和通过将粘结剂(binder)浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物(nonwoven fabric)中制备吸声材料的方法。因此,根据本发明所制备的吸声材料可具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能,从而适用于在200℃以上的高温下运行的部件,且由于粘结剂是可成形的。

背景技术

[0002] 噪声不可避免地在工业中或由工业产品产生,且可逐步造成损害。因此,考虑各种方法预防或消除噪声。在消除噪声的示例性努中,能够阻止、吸收或隔绝声音的各种吸声材料已开发出来。
[0003] 在相关技术中,吸声材料可用于电器,如空调箱、洗衣机割草机等;运输工具,如车辆、船舶、飞机等;和建筑材料,如墙体材料、地板材料等。吸声材料也可用于其他各种工业领域,没有限制。通常,除了良好的吸声性能,在此类工业中使用的吸声材料也可要求其它性能,如轻质、阻燃性、耐热性和绝热性能,这根据具体的应用。尤其是,在发动机、排气系统等中使用的吸声材料上可进一步要求阻燃性和耐热性,其在例如200℃以上的高温下运行。目前,芳族聚酰胺纤维可以是具有优异耐热性吸声材料中的一种。
[0004] 在相关技术中,为了提供如阻燃性、防性等性能给吸声材料,已开发出来许多由可包含芳族聚酰胺纤维的非纺织物和层叠其上的功能表层材料制成的吸声材料。
[0005] 例如,韩国专利公开号2007-0033310已报道了由非纺织物层获得的阻燃性吸声材料,其中耐热性短芳族聚酰胺纤维和短热塑性聚酯纤维被桥接,且由短芳族聚酰胺纤维组成的湿法非纺织物(wetlaid nonwoven fabric)形成的表面材料层彼此层叠。
[0006] 在其它实例中,日本专利公开号2007-0039826已知从以下获得的防水性吸声材料:耐热性短芳族聚酰胺纤维或短芳族聚酰胺纤维与短热塑性聚酯纤维共混物的非纺织物层,或与非纺织物层层叠的防水性处理的表层材料层。
[0007] 在其他相关技术中,日本专利公开号2007-0138953已报道了由耐热性芳族聚酰胺纤维组成的非纺织物层制成的耐热性吸声材料,且由含耐热性芳族聚酰胺纤维的纤维片形成的表面材料层可与非纺织物层层叠。
[0008] 由于上述吸声材料可具有这样的结构:其中表面材料层可层叠在非纺织物的一侧上,以提供诸如阻燃性、防水性等性能,用于整合非纺织物层和表面材料层的热压工艺是必要的。因此,整个工艺是复杂且麻烦的。此外,通过添加剂提供其他性能如阻燃剂、防水性等会造成由热压工艺期间的燃烧产生的不期望的有毒气体。此外,非纺织物内部结构的变形会在热压工艺期间出现,从而降低吸声性能。
[0009] 上面提供作为本发明相关技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景,且不应解释为包括在本领域技术人员已知的现有技术中。

发明内容

[0010] 技术问题
[0011] 本发明能提供解决上述技术困难的技术方案。因此,提供了新吸声材料,其可具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能且是可成形的。具体地,在该新吸声材料中,粘结剂可以浸渍到具有复杂三维迷宫结构的不规则微孔的非纺织物中且可以固化,同时维持非纺织物内的三维形状而不阻塞微孔。因此,能够改善包括吸声性能的非纺织物物理性能,且在粘结剂的固化期间能够获得所需形状。
[0012] 在一个方面,本发明提供吸声材料,其具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能且在固化工艺期间可成形为所期望的形状,其中粘结剂能够浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中。
[0013] 在其它方面,本发明提供通过将粘结剂浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中且干燥浸渍的非纺织物来制备吸声材料的方法。
[0014] 在另一个方面,本发明提供通过在噪声产生装置中使用该吸声材料减少噪声的方法。
[0015] 技术方案
[0016] 在本发明的一个示例性实施方式中,吸声材料可包括:包含量为30wt%至100wt%耐热性纤维的非纺织物;和浸渍在所述非纺织物中且维持非纺织物内部三维形状的粘结剂。
[0017] 在本发明的另一个示例性实施方式中,用于制备吸声材料的方法可包括以下步骤:a)在粘结剂溶液中浸渍含量为30wt%至100wt%耐热性纤维的非纺织物;和b)干燥所述非纺织物。
[0018] 在本发明的另一个示例性实施方式中,用于减少噪声产生装置的噪声的方法可包括以下步骤:i)检查噪声产生装置的三维结构;ⅱ)制备且成形吸声材料,以便部分地或全部地对应于所述装置的三维结构;和iii)靠近噪声产生装置定位吸声材料。
[0019] 发明效果
[0020] 根据本发明的各种示例性实施方式,当粘结剂浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中时,吸声材料能够具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能,且由于粘结剂吸声材料可进一步成形为三维形状。此外,在制备根据各种示例性实施方式的吸声材料中,能够消除用于整合非纺织物与表面材料的热压工艺,不像具有层叠的结构的其他传统的吸声材料。
[0021] 此外,在本发明的各种示例性实施方式中,吸声材料可通过在粘结剂溶液中包括功能性添加剂来制备,且可提供给吸声材料所期望的功能,而不层叠表层材料。
[0022] 由于除了吸声性能本发明示例性吸声材料的阻燃性、耐热性和绝热性能也是优异的,该吸声材料在200℃以上的高温下运行的噪声产生装置中不会变形或变性。尤其是,当热固性树脂用作粘结剂时,可在热固性树脂的固化期间获得所期望的形状,从而通过热固性树脂的同时固化和成形简化整个工艺。此外,由于可使用由耐热性纤维形成的非纺织物,即使当热固性树脂用作粘结剂时,也不会出现由于热固化的反应热导致的非纺织物热变形。
[0023] 因此,在本发明的各种示例性实施方式中的吸声材料可用于要求抑制、吸收或隔绝声音的装置,包括电器,如空调、冰箱、洗衣机、割草机等;运输工具,如车辆、船舶、飞机等;和建筑材料,如墙体材料、地板材料等,而没有限制。具体地,本发明的吸声材料可用于在200℃以上的高温下运行的噪声产生装置。更具体地,当本发明的吸声材料用在车辆中时,其可紧密地附着到车辆部件的噪声产生装置,如发动机、排气系统等,且可与噪声产生装置之间以一定距离设置,或成形为噪声产生装置的部件。附图说明
[0024] 图1示出根据本发明示例性实施方式在浸渍粘结剂之前和之后的示例性非纺织物的电子显微图像(x300)。(A)是在浸渍粘结剂之前的示例性非纺织物的显微图像,(B)是非纺织物的显微图像,其中基于100重量份的非纺织物,浸渍了20重量份的示例性粘结剂,(C)是示例性非纺织物的显微图像,其中基于100重量份的非纺织物,浸渍了50重量份的示例性粘结剂。
[0025] 图2示意性示出根据本发明示例性实施方式在成形为部件之后应用到车辆示例性噪声产生装置的吸声材料的实例。(A)示出用于在车辆发动机中使用所成形的示例性吸声材料,和(B)示出作为车辆发动机部件应用的吸声材料的实例。
[0026] 图3示意性示出根据本发明示例性实施方式其中吸声材料以一定距离应用到车辆示例性噪声产生装置的实例。(A)示出用于在车辆的示例性下部中使用所成形的示例性吸声材料,和(B)示出可附着到车辆下部的吸声材料的实例。
[0027] 图4是示例性曲线图,其示出根据本发明示例性实施方式取决于非纺织物密度的吸声材料的吸声性能。
[0028] 图5是示例性曲线图,其示出在绝热板和根据本发明示例性实施方式的吸声材料相比的绝热性能。

具体实施方式

[0029] 本发明涉及吸声材料和用于制备吸声材料的方法。本发明的吸声材料能够具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能。此外,吸声材料由于粘结剂可成形为所期望的三维形状,粘结剂可存在于与由耐热性纤维形成的非纺织物相同的层中。
[0030] 在一个方面,本发明提供吸声材料,其可包括:包含量为30wt%至100wt%耐热性纤维的非纺织物;和存在于与非纺织物相同的层中以维持非纺织物三维形状的粘结剂。
[0031] 在本发明的示例性实施方式中,耐热性纤维可具有25%以上的极限指数(LOI)和200℃以上的耐热温度
[0032] 在本发明的示例性实施方式中,耐热性纤维可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化的聚丙烯腈(oxi-PAN)纤维(oxidized polyacrylonitrile fiber)、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚(PK)纤维、金属纤维、纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化纤维和陶瓷纤维。具体地,耐热性纤维可以是芳族聚酰胺纤维。
[0033] 在本发明的示例性实施方式中,非纺织物可以是单层非纺织物,该单层非纺织物由具有范围在1旦尼尔(denier)至15旦尼尔内细度的芳族聚酰胺纤维形成并具有3mm至20mm范围内的厚度。
[0034] 在本发明的示例性实施方式中,非纺织物可具有范围在100g/m2至2000g/m2内的2 2
密度。具体地,非纺织物可具有范围在200g/m 至1200g/m 内的密度。
[0035] 在本发明的示例性实施方式中,粘结剂可以是热固性树脂。具体地,热固性树脂可以是环氧树脂,其能够在非纺织物的内部结构中形成三维网络结构。环氧树脂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种环氧树脂:双酚A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树脂。
[0036] 将更详细地描述根据本发明的示例性吸声材料的结构,如图1中所示。
[0037] 图1示出示例性吸声材料的电子显微图像,并示出非纺织物内的三维网络结构。具体地,图1(A)是在粘结剂浸渍到非纺织物之前非纺织物内的内部构造的电子显微图像,且示出耐热性纤维丝(heat-resistant fiber yarn)彼此交叉而形成不规则微孔。图1(B)或图1(C)均是在粘结剂浸渍到非纺织物之后非纺织物内的内部构造的电子显微图像,并示出粘结剂精细且均匀地分布并附着到耐热性纤维丝上。此外,在丝表面上的粘结剂含量随着粘结剂含量的增加而增加。
[0038] 并非限制制备方法,非纺织物的纤维可随机地排列在三维结构中。因此,非纺织物的内部结构可具有实质上复杂的迷宫结构(labyrinth system),其可由规则或不规则排列的纤维形成,可以是三维互连的,而不是单独的毛细管束。因此,根据本发明的各种示例性实施方式,非纺织物可具有不规则的微孔(micro cavity),其形成为含耐热性纤维松散地彼此交叉的丝线。
[0039] 当粘结剂浸渍到非纺织物中时,粘结剂可精细且均匀地分布并附着在含耐热性纤维的非纺织物丝的表面上,从而比浸渍之前提供更精细的内部结构,例如,具有迷宫结构的微孔。形成在非纺织物内部结构中的精细改性微孔可提供声音或噪声的扩展共振途径,且进一步提供提高的吸声性能。当粘结剂随着其固化形成三维网络结构时,吸声性能可通过形成非纺织物内更多且更精细的微孔进一步提高。
[0040] 因此,由于随着粘结剂均匀地浸渍到非纺织物中非纺织物能够维持固有的三维形状,且此外,由于随着粘结剂固化能够形成更精细的微孔,因通过非纺织物中声音或噪声的扩增共振途径的最大化噪声吸收本发明的吸声材料具有显着提高的吸声性能。
[0041] 如图1的示例性电子显微图像中所示,在本发明的示例性实施方式中,粘结剂可均匀地分散且分布在构成示例性吸声材料的非纺织物的耐热性纤维丝的表面上。
[0042] 以下,将更详细地描述根据本发明的各种示例性实施方式的具有上述内部结构的吸声材料的组成。
[0043] 在本发明的示例性实施方式中,耐热性纤维可用作包括在非纺织物中的主纤维。耐热性纤维可以是任何具有优异的耐久性和耐高温性或耐超高温性的类型。具体地,耐热性纤维可具有25%以上的极限氧指数(LOI)和150℃以上的耐热温度。更具体地,耐热性纤维可具有范围在25%至80%内的极限氧指数(LOI)和范围在150℃至3000℃内的耐热温度。另外,耐热性纤维可具有范围在25%至70%内的极限氧指数(LOI)和范围在200℃至1000℃内的耐热温度。此外,耐热性纤维可具有范围在1旦尼尔至15旦尼尔内,或具体地1旦尼尔至6旦尼尔内的细度;和范围在20mm至100mm内,或具体地40mm至80mm内的丝线长度(yarn length)。
[0044] 如本文所用,耐热性纤维可以是如相关技术中通常已知的“超级纤维(super fiber)”。在示例性实施方式中,超级纤维可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、氧化的聚丙烯腈(oxi-PAN)纤维、聚酰亚胺(PI)纤维、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚苯并噁唑(PBO)纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、聚酮(PK)纤维、金属纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维和陶瓷纤维。
[0045] 在本发明的示例性实施方式中,芳族聚酰胺纤维可用作耐热性纤维。具体地,间位芳族聚酰胺(间芳族聚酰胺)、对位芳族聚酰胺(对芳族聚酰胺)或它们的混合物可用作本发明中的耐热性纤维。用作非纺织物丝的芳族聚酰胺纤维可具有范围在1旦尼尔至15旦尼尔内,或特别是1旦尼尔至6旦尼尔内的细度;和范围在20mm至100mm内,或特别是40mm至80mm内的丝线长度。当丝线长度短于预定长度时,在制造期间的丝线桥接是困难的,例如,在针剌时(needle punching)。结果,非纺织物的凝聚性(cohesion)是弱的。相反,当丝线长度长于预定长度时,非纺织物的凝聚性是优异的,但在制造期间的丝线移动是困难的,例如,在梳理时(carding)。
[0046] 如本文所用,芳族聚酰胺纤维(aramid fiber)是其中芳族环如苯环通过酰胺基团彼此键合的芳香族聚酰胺纤维(aromatic polyamide fiber)。芳族聚酰胺纤维通常被称为“芳族聚酰胺(aramid)”,且区别于脂族聚酰胺,例如,尼龙。芳族聚酰胺纤维可由芳族聚酰胺的纺丝(polyamide spinning)来制备,且根据芳环上酰胺键的位置分类为间芳族聚酰胺(m-Aramid)[化学式1]和对芳族聚酰胺(p-Aramid)[化学式2]。
[0047] [化学式1]
[0048]
[0049] [化学式2]
[0050]
[0051] 由化学式1表示的间芳族聚酰胺(m-Aramid)可通过在将间苯二甲酰氯(Isophthaloyl chloride)和间苯二胺(m-phenylenediamine)溶解于二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中之后的干式纺丝(dry spinning)制备。间芳族聚酰胺可具有范围在22%至40%内的相对高的断裂拉伸伸长率,由于不均匀的聚合物结构,可染色且可容易地制成纤TM TM
维。应当理解,Nomex (杜邦(DuPont),美国)、Conex (帝人(Teijin),日本)等可提供用于间芳族聚酰胺的选项范围,但实例不限于此。由化学式2表示的对芳族聚酰胺(p-Aramid)可通过在对苯二酰氯(terephthaloyl chloride)和对苯二胺(p-phenylenediamine)溶解于N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中之后的湿式纺丝(wet spinning)制备。由于其高度取向的线型分子结构对芳族聚酰胺可具有高强度,对芳族聚酰胺的强度可相比于间芳族聚酰胺提高约3-7倍。因此,对芳族聚酰胺可用于增强或保护材料。另外,对芳族聚酰胺可具有相当好的耐化学性、减少的热收缩率、优异的尺寸稳定性、高的拉伸强度、阻燃性(flame TM
resistance)和自熄性能(self-extinguishing property)。应当理解,Kevlar (杜邦,美TM TM
国)、Twaron (帝人,日本)和Technora (帝人,日本)可提供用于对芳族聚酰胺的选项范围,但实例不限于此。
[0052] 在示例性实施方式中,芳族聚酰胺可以细丝(filament)、短纤维(staple)、丝线(yarn)等的形式提供,且可用于但不限于增强材料,例如变压器达等,绝缘材料,例如绝缘纸、绝缘带等,耐热性纤维,例如防火服、手套等,高温过滤器等。
[0053] 在本发明的范围内,虽然根据本发明各种实施方式,在吸声材料中使用的非纺织物可由耐热性纤维丝或超级纤维来制备,但非纺织物可通过进一步添加其它类型的纤维到耐热性纤维丝中来制备,以减少成本或提供具有轻质、功能性等的非纺织物。换句话说,虽然本发明的非纺织物可由耐热性纤维丝来制备,但本发明可不限于仅由耐热性纤维形成的非纺织物。基于非纺织物总重量,本发明的非纺织物可包括30wt%至100wt%,或特别是60wt%至100wt%量的耐热性纤维丝。
[0054] 此外,在本发明的示例性实施方式中,吸声材料可包括粘结剂,其可存在于与非纺织物相同的层中,且维持非纺织物内的三维形状。因此,所用粘结剂可以是能够维持非纺织物内三维形状的任何一种粘结剂。如本文所用,语言‘维持非纺织物内三维形状’可解释为浸渍到非纺织物中粘结剂能够均匀地分布并附着到非纺织物纤维丝的表面上,且维持不规则微孔的结构或促进不规则微孔的形成,从而维持非纺织物内所期望的三维形状。
[0055] 在相关技术中,虽然粘结剂通常是指用于粘附或连接两种材料的材料,但本文所用的术语“粘结剂(binder)”可指浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中的材料。
[0056] 根据各种实施方式,各种材料可用作浸渍到非纺织物中的粘结剂。例如,热塑性树脂或热固性树脂可认为是粘结剂材料。
[0057] 热塑性树脂如聚酰胺类树脂(polyamide-based resin)可包括结晶极性基团,如芳族聚酰胺纤维,如上所述其是典型的耐热性纤维。当热塑性粘结剂浸渍到由热塑性耐热性纤维形成的非纺织物中时,由于可比的结晶极性基团之间的面对面接触可在热塑性粘结剂和热塑性耐热性纤维之间形成固体界面层,从而部分地阻挡或覆盖非纺织物的微孔。结果,当热塑性树脂用作浸渍到由热塑性耐热性纤维形成的非纺织物中的粘结剂时,由于非纺织物微孔的部分阻挡而吸声性能可能下降,而微孔可提供非纺织物内的声音共振途径。如果热塑性粘结剂浸渍在非纺织物中,由于噪声在非纺织物内不能消除,并经由非纺织物的外部路径传送,不能获得吸声性能的提高。此外,当热塑性粘结剂浸渍到由无机类耐热性纤维(inorganic-based heat-resistant fiber)形成的非纺织物中时,由于热塑性粘结剂的粘合性能弱粘合添加剂可添加到粘结剂中。
[0058] 相反,如本文所用的热固性粘结剂可具有与热塑性耐热性纤维显著不同的物理和化学性能。因此,当热固性粘结剂浸渍到由热塑性耐热性纤维形成的非纺织物中时,由于相不同的特性界面层可通过边到边的接触(edge-to-edge contact)来形成。结果,非纺织物的微孔可维持打开状态。因此,当热固性树脂用作浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中的粘结剂时,可维持包括在非纺织物内微孔的三维形状。因此,热固性树脂可用作本发明示例性实施方式中的粘结剂。
[0059] 此外,热固性树脂可以是用光、热的或固化剂可固化的,且其形状即使在高温下也不变形。因此,通过使用本发明示例性实施方式中的耐热性纤维和热固性粘结剂,吸声材料的形状即使在高温下也可维持。因此,当热固性树脂用作浸渍到非纺织物中的粘结剂时,可在树脂的固化期间实现非纺织物成形为所期望的形状,即使在高温下也能维持获得的形状。
[0060] 如上所述,当热固性树脂用作浸渍到由耐热性纤维形成的非纺织物中的粘结剂时,除了维持非纺织物内的三维形状,还能获得在粘结剂树脂固化期间使非纺织物成形为所期望的形状。
[0061] 在示例性实施方式中,环氧树脂可用作粘结剂。本文所用的环氧树脂可以是典型的热固性树脂,且可固化成具有三维网络结构的聚合物材料。因此,由于当在非纺织物内固化时环氧树脂能形成网状结构和在其中的微孔,额外的精细微孔可以在非纺织物内形成,且吸声性能可进一步提高。
[0062] 此外,当固化在固化剂存在下进行时,可形成更复杂的三维网络结构,因此可进一步提高吸声效果。详细而言,三维网络结构聚合物可形成为环氧树脂的环氧基团或羟基基团,其与固化剂的官能团如基基团或羧酸基团起反应而形成共价交联键。固化剂可作为催化固化反应的催化剂,且进一步包括在反应中并链接到环氧树脂的化学基团。因此,微孔的尺寸和物理性能可通过选择不同的固化剂来控制。
[0063] 在示例性实施方式中,环氧树脂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:双酚A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂和邻甲酚酚醛环氧树脂。特别是,环氧树脂可具有范围在70至400内的环氧当量。当环氧当量小于预定值,例如小于70时,分子间的结合以形成三维网络结构显著减少,或由于与耐热性纤维的降低的附着力吸声材料的物理性能可不足。相反,当环氧当量大于预定值,例如大于400时,由于环氧树脂形成的过度密集的网状结构吸声材料的物理性能可能不足。
[0064] 在示例性实施方式中,当热固性树脂用作本发明中的粘结剂时,固化剂可包括在粘结剂溶液中。如本文所用,固化剂可具有可容易地与粘结剂的官能团如环氧基团或羟基基团起反应的官能团。具体地,固化剂可以是脂族胺、芳族胺、酸酐、脲、酰胺、咪唑等。在示例性实施方式中,固化剂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:二乙基甲苯二胺(DETDA)、二氨基二苯砜(DDS)、三氟化-单乙胺(BF3·MEA)、二氨基环己烷(DACH)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)、甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐(NMA)、双氰胺(氰基胍)和2-乙基-4-甲基咪唑。在示例性实施方式中,由于提高的交联能力、优异的耐化学性和耐气候性可使用脂族胺或酰胺类固化剂。具体地,考虑到交联能力、阻燃性、耐热性、储存稳定性、加工性等可使用双氰胺(氰基胍)。由于双氰胺(氰基胍)具有高于200℃的高熔点,它可在与环氧树脂混合之后维持高度稳定,且可提供足够的用于固化和成形的处理时间。
[0065] 在本发明的示例性实施方式中,可使用促进用作粘结剂的热固性树脂的固化的催化剂。具体地,催化剂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:尿素、二甲基脲、季DBU的四苯基硼酸盐和季磷鎓溴化物。催化剂可包括在含粘结剂的溶液中。
[0066] 此外,各种添加剂,例如阻燃剂、耐热改进剂、防水剂等,可用来提供额外的功能给吸声材料。该添加剂可包括在粘结剂溶液中,且因此可不需要用于提供功能给吸声材料的额外表层材料。
[0067] 在示例性实施方式中,阻燃剂可以是,但不限于,三聚氰胺、磷酸盐/酯、金属氢氧化物等。具体地,阻燃剂可以是,但不限于,从下列项组成的组中选择的一种或多种,三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸三聚氰胺(melamine polyphosphate)、磷腈和多磷酸铵。更具体地,阻燃剂可以是三聚氰胺,其可同时提供阻燃性和耐热性。
[0068] 在示例性实施方式中,耐热改进剂可以是,但不限于,氧化铝、二氧化硅、滑石、粘土、玻璃粉末、玻璃纤维、金属粉末等。
[0069] 在示例性实施方式中,一种或多种氟类防水剂(fluorine-based water repellent)可用作防水剂。
[0070] 此外,在相关技术中通常使用的添加剂可根据所期望的目的来选择。
[0071] 在另一个方面,本发明提供用于制备吸声材料的方法,其可包括:a)在粘结剂溶液中浸渍包含量为30wt%至100wt%耐热性纤维的非纺织物;和b)干燥非纺织物。
[0072] 以下,将详细地描述用于制备吸声材料的方法的每一步骤示例性实施方式。
[0073] 在示例性实施方式中,在步骤a)中,由耐热性纤维形成的非纺织物可浸渍在粘结剂溶液中。非纺织物可浸渍在粘结剂溶液中,以提高吸声和绝声性能且允许吸声材料成形为所期望的形状。粘结剂溶液可包括粘结剂树脂,且进一步包括固化剂、催化剂、常规添加剂和溶剂。
[0074] 包括在粘结剂溶液中的粘结剂、固化剂、催化剂和常规添加剂可以是与上述相同的。用于制备粘结剂溶液的溶剂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中一种或多种:酮、碳酸酯、乙酸酯和溶纤剂。具体地,溶剂可以是,但不限于,选自下列项组成的组中的一种或多种:丙酮、甲基乙基酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)、碳酸二甲酯(DMC)、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和丁基溶纤剂。
[0075] 在示例性实施方式中,粘结剂溶液可包含量为1wt%至60wt%的粘结剂和作为其余部分的溶剂。此外,粘结剂溶液可进一步含有固化剂和包括催化剂的其他添加剂。具体地,粘结剂溶液可含有量为1wt%至60wt%的粘结剂、量为0.1wt%至10wt%的固化剂、量为0.01wt%至5wt%的催化剂、量为1wt%至40wt%的添加剂和作为其余部分的溶剂。更具体地,粘结剂溶液可含有量为1wt%至30wt%的粘结剂、量为0.1wt%至10wt%的固化剂、量为0.01wt%至5wt%的催化剂、量为1wt%至30wt%作为添加剂的阻燃剂和量为40wt%至95wt%的溶剂。
[0076] 在示例性实施方式中,浸渍到非纺织物中的程度可通过控制粘结剂溶液的浓度来控制。例如,粘结剂溶液可制备成具有范围在1wt%至60wt%内,或具体地20wt%至50wt%内的固体含量。当粘结剂溶液具有比预定值低的浓度时,本发明的目的不可实现,因为浸渍到非纺织物中的粘结剂含量小。相反,当粘结剂溶液比预定值更浓时,非纺织物可变硬且不可作为良好的吸声材料。
[0077] 此外,当包含在粘结剂溶液中的固化剂含量低于预定量时,成形为所期望的形状是困难的,因为固化粘结剂可能不能完成。结果,提高吸声材料机械强度的效果不可实现。且当固化剂的含量大于预定量时,吸声材料可变硬,且储存稳定性等可不令人满意。此外,当催化剂的含量低于预定量时,用于促进反应的催化效果可能不充分地提供。相反,当催化剂的含量大于预定量时,稳定性等可能不令人满意。添加剂可以是在相关技术中通常使用的一种或多种添加剂,其可包括阻燃剂、耐热改进剂、防水剂等。这些添加剂的含量可根据添加的目的适当地调整。当添加剂的量小于预定量时,所期望的效果可能不能实现。和当添加剂的量大于预定量时,其经济的使用不可获得,且可能引起不期望的副作用
[0078] 在本发明的示例性实施方式中,在步骤b)中,可干燥非纺织物。干燥步骤可通过从粘结剂溶液取出非纺织物并除去溶剂来进行。干燥可在压力下于适当的温度进行。在示例性实施方式中,干燥可在70℃至200℃范围内,或具体地100℃至150℃范围内的温度下进行。此外,在干燥步骤中,可以控制非纺织物中粘结剂的含量,可以控制吸声材料的物理性能。此外,在干燥后包括非纺织物中的粘结剂含量可以确定吸声材料内微孔的尺寸、形状和分布。因此,可以此控制吸声材料的吸声性能和机械性能。在示例性实施方式中,可进行干燥使得基于100重量份非纺织物包括在非纺织物中粘结剂的最终含量为1重量份至300重量份,或具体地30重量份至150重量份。
[0079] 此外,根据本发明的示例性实施方式用于制备吸声材料的方法可进一步包括,在步骤b)之后,在高温下通过成形干燥的非纺织物制备吸声材料的步骤(步骤c)。当包括步骤c)时,用于制备吸声材料的方法可包括:a)在粘结剂溶液中浸渍包含30wt%至100wt%量的耐热性纤维的非纺织物;b)干燥非纺织物;和c)通过在高温下成形干燥的非纺织物制备吸声材料。具体地,在步骤c)是步骤中,吸声材料可通过在高温下成形干燥的非纺织物来制备。在高温下的成形可包括热固性粘结剂的固化,且可在范围在150℃至300℃内,或具体地170℃至230℃内的温度下进行。
[0080] 根据本发明示例性实施方式用于制备吸声材料的方法可进一步包括,在步骤a)之前,通过耐热性纤维的针刺(needle punching)形成非纺织物的步骤(步骤a-1)。例如,在步骤a-1)中,具有厚度范围在3mm至20mm的芳族聚酰胺非纺织物可通过1旦尼尔至15旦尼尔的耐热性芳族聚酰胺纤维的针刺形成。当进一步包括步骤a-1)时,用于制备吸声材料的方法可包括:a-1)通过1旦尼尔至15旦尼尔的耐热性芳族聚酰胺纤维的针刺形成具有厚度范围在3mm至20mm的芳族聚酰胺非纺织物;a)在粘结剂溶液中浸渍包含30wt%至100wt%量的耐热性纤维的非纺织物;和b)干燥非纺织物。
[0081] 此外,根据本发明用于制备包括步骤a-1)的吸声材料的方法可包括:a-1)通过1旦尼尔至15旦尼尔的耐热性芳族聚酰胺纤维的针刺形成具有厚度范围在3mm至20mm的芳族聚酰胺非纺织物;a)于粘结剂溶液中浸渍包含30wt%至100wt%量的耐热性纤维的非纺织物;b)干燥非纺织物;和c)通过在高温下成形干燥的非纺织物制备吸声材料。
[0082] 在示例性实施方式中,形成非纺织物的步骤a-1)可包括耐热性纤维的针刺。由于吸声性能可根据非纺织物的厚度和密度变化,吸声性能可以用增加非纺织物厚度和密度来提高。
[0083] 在示例性实施方式中,根据其应用或所用的吸声材料的部件,非纺织物可具有范围在3mm至20mm的厚度。当非纺织物的厚度小于3mm时,吸声材料的耐久性和成形性可能不令人满意。相反,当厚度大于20mm时,生产率可降低且生产成本可增加。此外,考虑到2 2 2 2
性能和成本方面,非纺织物的密度可在100g/m 至2000g/m,200g/m 至1200g/m,或具体地
2 2
300g/m 至800g/m 的范围内。
[0084] 芳族聚酰胺非纺织物可通过堆叠30g/m2至100g/m2的网状物来形成,其通过梳理(carding)两个2重(2-fold)至12重(12-fold)且连续进行上下预刺(up-down preneedling)、下上针刺(down-up needling)和上下针刺(up-down needling)来形成,从而形成物理桥梁且提供所期望的厚度、结合强度和其它所期望的物理性能。用于进行针刺的针(needle)可以是,但不限于,倒钩型针(barb-type needle),其具有0.5mm至3mm的工作刃(working blade),和测量为从曲柄外部(crank outside)到尖端的距离范围在70mm2 2
至120mm的针长度。此外,针行程(needle stroke)可以是30次/m 至350次/m。具体地,用于非纺织物的丝线(yarn)的细度可在1.5旦尼尔至8.0旦尼尔的范围内,堆层(pile
2 2
layer)的厚度可在6mm至13mm的范围内,针行程可在120次/m 至250次/m 的范围内,
2 2
且非纺织物的密度可在300g/m 至800g/m 的范围内。
[0085] 通过根据上述各种示例性实施方式的方法制备的吸声材料的内部结构可使用电子显微镜来确认。当用电子显微镜观察时,本发明的吸声材料可具有这样的微孔:其可具有范围在1μm至100μm内的尺寸,且在其内分布。微孔可以以其间距离范围0.1μm至500μm规则或不规则地分布。
[0086] 在另一个示例性实施方式中,本发明提供用于减少噪声产生装置的噪声的方法,其包括:ⅰ)检查噪声产生装置的三维结构;ⅱ)制备和成形吸声材料,以提供装置的部分或全部的三维结构;和iii)靠近噪声产生装置安装吸声材料。
[0087] 如本文所用的,示例性噪声产生装置可以是,但不限于,马达(motor)、发动机(engine)、排气系统等。吸声材料可部分或全部地设置在装置的三维结构中。具体地,根据本发明的示例性实施方式,吸声材料可部分或全部地在装置的三维结构中于固化粘结剂期间来制备和成形。
[0088] 如本文所用,具有语言“靠近(adjacent)”的任何操作可表示吸声材料紧密地附着到噪声产生装置,无论是通过从噪声产生装置隔一段距离设置它,还是通过使它精确地成形为噪声产生装置的部件,但不限于此。此外,具有语言“靠近”的操作可包括将吸声材料安装到与噪声产生装置相连接的部件上,例如,另一种吸声材料。
[0089] 图2和图3示意性示出应用根据本发明示例性实施方式的吸声材料的车辆的示例性车辆部件或噪声产生装置。
[0090] 具体地,图2示意性示出可在成形为部件之后应用吸声材料的车辆的噪声产生装置。图2(a)是示例性车辆发动机的示意图,和图2(b)示意性示出以车辆发动机的部件成形并应用的示例性吸声材料。
[0091] 图3示意性示出示例性吸声材料,其可应用到车辆的噪声产生装置。图3(a)示意性示出车辆的示例性下部,和图3(b)示意性示出可成形且附着到车辆的下部的示例性吸声材料。
[0092] 在本发明的各种示例性吸声材料中,可浸渍粘结剂以维持非纺织物内的三维形状,且吸声材料可具有优异的吸声性能、阻燃性、耐热性和绝热性能。因此,当直接应用到在200℃以上的高温下运行的噪声产生装置时,可获得所期望的吸声性能,而没有变形。
[0093] 本发明将通过实例更详细地描述,但本发明的范围可不受这些实例的限制。
[0094] [实施例]吸声材料的制备
[0095] 实施例1.使用环氧树脂浸渍的芳族聚酰胺非纺织物制备吸声材料
[0096] 具有40%的极限氧指数(LOI)、300℃温度的耐热性、2旦尼尔的细度和51mm的长2
度的间芳族聚酰胺短纤维空气吹制(air blowing)且通过梳理形成为30g/m 的网状物。可通过使用卧式包装机(horizontal wrapper)重叠10重(10-fold)于5m/min下运行的传
2
送带上来堆叠网状物。具有300g/m 的密度和6mm的厚度的芳族聚酰胺非纺织物可通过用
2
150次/m 的针行程连续进行上下针刺、下上针刺和上下针刺来制备。
[0097] 所制备的非纺织物可以1浸1轧(1dip 1nip)、300%的获得率(pick-uprate)浸渍在粘结剂溶液中。粘结剂溶液可包括8wt%的双酚A二缩水甘油醚、2wt%的双酚A二缩水甘油醚聚合物、0.2wt%的双氰胺、0.02wt%的二甲基脲、10wt%的氰尿酸三聚氰胺和79.78wt%的碳酸二甲酯(DMC)。
[0098] 非纺织物从粘结剂溶液取出且在150℃下干燥。基于100重量份非纺织物,干燥的非纺织物可含有50重量份的粘结剂。
[0099] 干燥的非纺织物可通过在200℃下固化(curing)2分钟成形为所期望的形状。
[0100] 比较例1.使用芳族聚酰胺非纺织物制备吸声材料
[0101] 具有300g/m2的密度和6mm的厚度的芳族聚酰胺非纺织物通过如实施例1中所述的针刺来制备。
[0102] 比较例2.使用环氧树脂涂覆的芳族聚酰胺非纺织物制备吸声材料
[0103] 具有300g/m2的密度和6mm的厚度的芳族聚酰胺非纺织物通过如实施例1中所述的针刺来制备。随后,涂覆溶液可涂覆在非纺织物的表面上,使得基于100重量份非纺织物,粘结剂的含量为50重量份。然后,非纺织物可在150℃的温度下干燥后成形。
[0104] 涂覆溶液可包括8wt%的双酚A二缩水甘油醚、2wt%的双酚A二缩水甘油醚聚合物、0.2wt%的双氰胺、0.02wt%的二甲基脲、10wt%的氰尿酸三聚氰胺和79.78wt%的碳酸二甲酯。
[0105] 比较例3.使用热塑性树脂浸渍的芳族聚酰胺非纺织物制备吸声材料[0106] 具有300g/m2的密度和6mm的厚度的芳族聚酰胺非纺织物可通过针刺、浸渍在粘结剂溶液中、干燥及然后成形来制备,如实施例1中所述。
[0107] 粘结剂溶液可以是包括10wt%的聚乙烯树脂、10wt%的氰尿酸三聚氰胺(melamine cyanurate)和80wt%的碳酸二甲酯的热塑性树脂溶液。
[0108] 比较例4.使用环氧树脂浸渍的PET非纺织物制备吸声材料
[0109] 具有300g/m2的密度和6mm的厚度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)非纺织物通过针刺、浸渍在粘结剂溶液中、干燥及然后成形来制备,如实施例1中所述。
[0110] 在比较例4中制备的PET非纺织物是由于环氧树脂固化期间产生的反应热热变形的,且不可成形为所期望的形状,因为它在干燥和成形工艺期间完全热变形。
[0111] [测试例]评价吸声材料的物理性能
[0112] 如下测量和比较测试样品的吸声材料的物理性能。
[0113] 1.评价耐热性
[0114] 为了评价耐热性,在实施例和比较例中获得的吸声材料测试样品在260℃的烘箱中老化300小时。维持标准状态即23±2℃的温度、50±5%的相对湿度至少1小时后,对于每个测试样品,检查外观且测量拉伸强度。视觉上检查是否有收缩或变形、表面剥离、起毛和开裂。使用型号1哑铃在标准条件下以200mm/min的速度对随机选择的5片测试样品的拉伸强度进行测量。
[0115] 2.评价热循环
[0116] 吸声材料的耐久性通过热循环测试方法来评价。耐久性在进行5个循环后测定。
[0117] 1)1个循环的条件
[0118] 室温→高温(150℃ x 3小时)→室温→低温(-30℃ x 3小时)→室温→潮湿条件(50℃ x 95%RH)
[0119] 2)耐久性评价标准
[0120] 在热循环测试后,检查每个测试样品外观上的变化。例如,可检查表面损伤、肿胀、破碎和变色。如果外观上没有变化,则评价吸声材料为“无异常”。
[0121] 3.评价阻燃性
[0122] 吸声材料的阻燃性根据标准ISO 3795可燃性试验来测量。
[0123] 4.评价不燃性
[0124] 吸声材料的不燃性(nonflammability)根据标准UL94垂直燃烧试验来测量。
[0125] 5.评价吸声性能
[0126] 吸声材料的吸声性能根据标准ISO 354方法来测量。
[0127] 6.评价透气性
[0128] 1)评价方法
[0129] 测试样品安装在Frazier型测试仪上,且垂直测量空气流过测试样品的量。空气2
通过的测试样品的面积为5cm,且施加的压力设定为125帕斯卡(Pa)。
[0130] 测试例1.根据耐热性纤维比较吸声材料的性能
[0131] 在测试例1中,比较用不同的耐热性纤维丝制备的吸声材料的物理性能。通过针2
刺来制备具有300g/m 的密度和6mm的厚度的非纺织物,且吸声材料通过浸渍在粘结剂溶液中、干燥且然后成形来制备,如实施例1中所述。非纺织物使用具有2旦尼尔细度和51mm长度的丝线来制备,其描述在表1中。
[0132] 吸声材料测试样品的物理性能如上述那样测量。测量用不同耐热性纤维制备的吸声材料性能的结果示于表1和表2中。
[0133] [表1]
[0134]
[0135] [表2]
[0136]
[0137] 如从表1和表2可看出,根据本发明的示例性实施方式,所有使用具有25%以上极限氧指数和150℃以上耐热温度的耐热性纤维制备的吸声材料可获得良好的耐热性、耐久性、阻燃性、不燃性和吸声性能。因此,传统使用的耐热性纤维,即超级纤维,可根据本发明的示例性实施方式用作吸声材料的非纺织物的材料。
[0138] 测试例2.根据非纺织物的密度比较吸声材料的性能
[0139] 在测试例2中,吸声材料测试样品使用具有不同密度的非纺织物来制备,如实施例1中所述。吸声材料测试样品的吸声性能示于图4中。
[0140] 如从图4可看到,当具有600g/m2密度的非纺织物用于比较具有300g/m2密度的非纺织物时,吸声材料的吸声性能是优异的。
[0141] 测试例3.评价吸声材料的物理性能
[0142] 在测试例3中,根据热固性粘结剂施加到非纺织物的方法比较吸声材料测试样品性能。
[0143] 因此,比较通过浸渍(实施例1)和涂覆(比较例2)热固性粘结剂制备的吸声材料测试样品的吸声率。测量由非纺织物形成的吸声材料(比较例1)、在其上涂覆热固性粘结剂的吸声材料(比较例2)和其中热固性粘结剂浸渍到非纺织物中的吸声材料(实施例1)的吸声率的结果示于表3中。
[0144] [表3]
[0145]
[0146] 如从表3可看出,与其中使用未浸渍有热固性粘结剂的非纺织物的比较例1吸声材料相比,根据本发明的示例性实施方式的实施例1的吸声材料具有所有频率范围内优异的吸声率。相反,其中热固性粘结剂涂覆在非纺织物上的比较例2的吸声材料具有在400Hz至5000Hz频率范围内比非纺织物(比较例1)减小的吸声率。
[0147] 测试例4.评价吸声材料的绝热性能
[0148] 在测试例4中,评价在实施例1(热固性树脂浸渍的芳族聚酰胺非纺织物)、比较例1(芳族聚酰胺非纺织物)或比较例3(热塑性树脂浸渍的芳族聚酰胺非纺织物)中制备的各个吸声材料测试样品的绝热性能。从每个吸声材料的25mm厚的样品一侧施加1000℃的热量5分钟后,在样品的另一侧测量温度。
[0149] 在吸声材料的另一侧测量的温度对于实施例1的为250℃和对于比较例1为350℃。因此,根据本发明的示例性实施方式,其中采用热固性树脂的吸声材料具有提高的绝热性能。相反,比较例3的热塑性树脂浸渍的吸声材料测试样品一旦施加1000℃的热量就熔化
[0150] 因此,根据本发明的示例性实施方式的吸声材料能获得优异的绝热性能。
[0151] 测试例5.与铝绝热板比较绝热性能
[0152] 在测试例5中,实施例1吸声材料的绝热性能与铝绝热板的绝热性能进行比较。当在250℃下从该吸声材料和绝热板的一侧施加相同的热量时,测量随时间的推移吸声材料另一侧的温度。结果示于图5中。
[0153] 如从图5可看出,与铝绝热板相比,根据本发明的示例性实施方式的吸声材料具有提高的绝热性能,降低转移温度至少11℃。
[0154] 测试例6.根据粘结剂含量比较吸声材料的性能
[0155] 如实施例1中所述制备吸声材料测试样品。干燥环氧树脂浸渍的芳族聚酰胺非纺织物,以具有不同含量的最终粘结剂。粘结剂含量表示为基于100重量份的干燥非纺织物包括在吸声材料中的粘结剂重量份。
[0156] 具有不同粘结剂含量的实施例和比较例吸声材料的机械性能和吸声率(Sound-absorbing rate)的比较结果示于表4和表5中。
[0157] [表4]
[0158]
[0159] [表5]
[0160]
[0161] 在表4和表5中,与没有用粘结剂浸渍的非纺织物相比,粘结剂浸渍到非纺织物中的吸声率提高。因此,吸声材料的吸声率可以用粘结剂的含量来控制。
[0162] 测试例7.根据粘结剂比较吸声材料的性能
[0163] 如实施例1中所述制备吸声材料,其中基于100重量份芳族聚酰胺非纺织物浸渍50重量份的粘结剂。表6中所述的树脂用作粘结剂。
[0164] 具有不同粘结剂组合物的实施例和比较例吸声材料的机械性能和吸声率的比较结果示于表6中。
[0165] [表6]
[0166]
QQ群二维码
意见反馈