Слоистый звукоизоляционный материал

Изобретение относится к области создания звукоизоляционных материалов для снижения шума внутри замкнутых объемов и может быть использовано в авиационной и автомобильной промышленности, например в салонах самолетов или автомобилей. Слоистый звукоизоляционный материал включает слой, выполненный из нетканого иглопробивного материала, пропитанного связующим, и слой с ячеистой структурой. В качестве волокон нетканого материала используют органические или углеродные волокна, а в качестве связующего - водную дисперсию на основе (со)полимера винилиденхлорида. Слой с ячеистой структурой выполнен в виде сотовой панели на основе стекло- или арамидной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой. В результате получается слоистый звукоизоляционный материал, обладающий повышенным коэффициентом звукопоглощения в диапазопе частот от 250 до 2000 Гц. 4 з.п. ф-лы., 2 табл.

 

Изобретение относится к области создания звукоизоляционных материалов для снижения шума внутри замкнутых объемов и может быть использовано в авиационной и автомобильной промышленности, например в салонах самолетов или автомобилей.

Известен звукоизоляционный материал, представляющий собой ткань на основе органических и неорганических волокон (стеклянных, керамических, минеральных), пропитанную синтетическими связующими на основе винилхлорида с поливинилацетатом, в которые добавляют сульфат бария, двуокись титана, карбонаты, соединения сурьмы (патент Великобритании №2207633).

Известен также многослойный звукоизоляционный материал, состоящий из слоев:

- соты различной конфигурации,

- термопластичные пленки

- стекловолокнистые композиционные материалы (патент США №6260660).

Недостатками этих материалов является то, что данные материалы имеют невысокие звукоизоляционные свойства на частотах от 250 до 2000 Гц и сложную технологию изготовления.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является слоистый звукоизоляционный материал, который включает слой, состоящий из нетканого иглопробивного материала, выполненного из негорючих стекло- или минеральных волокон, обработанного связующим, и слой огнестойкой пены с открытыми ячейками на основе уретанового, нитрильного, винилового или бутадиенстирольного каучуков (патент США №4283457).

Недостатком материала-прототипа являются невысокие звукоизоляционные свойства на частотах от 250 до 2000 Гц.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание слоистого звукоизоляционного материала, обладающего повышенным коэффициентом звукопоглощения в диапазоне частот от 250 до 2000 Гц.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен слоистый звукоизоляционный материал, включающий слой, выполненный из нетканого иглопробивного материала, пропитанного связующим, и слой с ячеистой структурой, в котором в качестве волокон нетканого материала используют органические или углеродные волокна, а в качестве связующего - водную дисперсию на основе (со)полимера винилиденхлорида, а слой с ячеистой структурой выполнен в виде сотовой панели на основе стекло- или арамидной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой.

В качестве органических волокон используют терлоновые, высокомодульные арамидные, оксалоновые, поливинилхлоридные, полиэфирные волокна и их смеси.

В качестве связующего в предлагаемом изобретении могут быть использованы водная дисперсия на основе сополимера винилиденхлорида по ТУ 2241-002-17364404-01 или водная дисперсия на основе сополимера винилиденхлорида и винилхлорида по ТУ 2386-004-00249567-95.

Концентрация водной дисперсии может быть любой, но предпочтительнее использовать концентрацию 5-45%.

Количественное соотношение нетканого материала и связующего может быть различным, но наилучший технический результат достигается при следующем их соотношении, мас.%:

Связующее	30-90
Нетканый материал	70-10

Для усиления звукоизоляционных свойств (повышения коэффициента звукопоглощения) в интервале частот 250-600 Гц в связующее дополнительно может быть введен наполнитель. В качестве наполнителя предпочтительнее использовать сажу по ГОСТ 7885-86 или порошкообразный поливинилхлорид по ГОСТ 14039-78. Соотношение водной дисперсии и наполнителя в связующем может быть различным, но предпочтительнее использовать соотношение 1:0,05-0,2.

Соотношение толщин слоев может быть различным, но наилучший технический результат достигается при соотношении первого и второго слоев, равном 1:1-2:1.

В качестве фенолформальдегидной смолы, используемой для пропитки сотовой панели второго слоя, могут использоваться как резольные, так и новолачные фенолформальдегидные смолы по ГОСТ 18694-80. В примерах осуществления были использованы: примеры 1, 2, 6 - смола СФ-010, пример 3 - СФ-121, примеры 4, 5 - СФ-340.

Авторами установлено, что применение слоистого звукоизоляционного материала, включающего слой, выполненный из нетканого иглопробивного материала на основе органических волокон, в качестве которых используют терлоновые, высомомодульные арамидные, оксалоновые, поливинилхлоридные, полиэфирные волокна или их смеси, или углеродных волокон, пропитанного связующим - водной дисперсией на основе (со)полимера винилиденхлорида, вместо стекло- и минерального волокна, пропитанного смолистым связующим, и слой с ячеистой структурой, выполненный в виде сотовой панели на основе стекло- или арамидной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой, вместо слоя пены с открытыми ячейками, увеличивает значение коэффициента звукопоглощения на частотах от 250 до 2000 Гц.

Примеры осуществления

Пример 1

Нетканый иглопробивной материал (ТУ 8397-017-00322318-2000) на основе высокомодульных арамидных волокон пропитывают связующим, содержащим 100 мас.ч. водной дисперсии на основе полимера винилиденхлорида. Пропитанный нетканый материал высушивают и нагревают для отверждения связующего при температуре 100-120°С.

Полученный слой (20 мм) соединяют с другим слоем, представляющим собой сотовую панель на основе стеклоткани, пропитанную фенолформальдегидной смолой СФ-010 (20 мм), при соотношении толщин слоев 1:1.

Изготовление звукоизоляционного материала по примерам №2-6 осуществляют аналогично примеру 1 с использованием в качестве связующего водной дисперсии на основе сополимера винилиденхлорида и винилхлорида. В примере 6 используют нетканый иглопробивной материал на основе углеродных волокон (ТУ 2568-233-04838763-2004).

Виды волокон, используемых в иглопробивных нетканых материалах, вид наполнителя, концентрация водной дисперсии, количественные соотношения водной дисперсии и наполнителя, соотношение толщин слоев приведены в таблице 1. В таблице 2 приведены свойства предлагаемого материала и прототипа.

Таблица 1
№ п/п	Первый слой	Вид наполнителя	Соотношение дисперсии и наполнителя	Концентрация водной дисперсии, %	Второй слой	Соотношение толщин слоев
1	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе высокомодульных арамидных волокон	-	-	15	Сотовая панель на основе стеклоткани, пропитанная фенолформальдегидной смолой	1:1
2	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе терлонового волокна	Сажа	1:0,05	5	_»_»_	1,3:1
3	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе оксалонового волокна	Сажа	1:0,15	25	_»_»_	2:1
4	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе поливинилхлоридного волокна	Сажа	1:0,151	40	_»_»_	1:1

5	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе смеси 80% высокомодульного арамидного волокна и 20% полиэфирного волокна	Поливинилхлорид	1:0,2	45	Сотовая панель на основе арамидной ткани, пропитанная фенолформальдегидной смолой	1,1:1
6	Пропитанный нетканый иглопробивной материал на основе углеродного волокна	Сажа	1:0,2	30	_»_»_	1,3:1
7	Материал-прототип (нетканый иглопробивной материал на основе стекло- или минеральных волокон, обработанный связующим)	-	-	-	Огнестойкая пена с открытыми ячейками на основе уретанового, нитрильного, винилового или бутадиенстирольного каучуков.	-

Таблица 2
Свойства	Предлагаемый материал по примерам	Прототип
1	2	3	4	5	6
Коэффициент звукопоглощения α в диапазоне частот 250-2000 Гц	0,62-0,67	0,75-0,82	0,87-0,92	0,60-0,67	0,78-0,85	0,85-0,95	0,25-0,35

Из таблицы 2 следует, что коэффициент звукопоглощения предлагаемого материала увеличивается в 3-4 раза по сравнению с прототипом в диапазоне частот от 250 до 2000 Гц.

Использование предлагаемого слоистого звукоизоляционного материала позволяет значительно снизить шум внутри замкнутых объемов, что обеспечивает комфортные условия в салоне и повышает коммерческую ценность самолетов.

1. Слоистый звукоизоляционный материал, включающий слой, выполненный из нетканого иглопробивного материала, пропитанного связующим, и слой с ячеистой структурой, отличающийся тем, что в качестве волокон нетканого материала используют органические или углеродные волокна, в качестве связующего - водную дисперсию на основе (со)полимера винилиденхлорида, а слой с ячеистой структурой выполнен в виде сотовой панели на основе стекло- или арамидной ткани, пропитанной фенолформальдегидной смолой.

2. Слоистый звукоизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве органических волокон используют поливинилхлоридные, полиэфирные, оксалоновые, терлоновые, высокомодульные арамидные волокна и их смеси.

3. Слоистый звукоизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что соотношение толщин слоев составляет 1:1-2:1.

4. Слоистый звукоизоляционный материал по п.1, отличающийся тем, что связующее дополнительно содержит наполнитель при соотношении связующего и наполнителя, равном 1:0,05-0,2.

5. Слоистый звукоизоляционный материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют сажу или поливинилхлорид.