一種多纖維共混吸聲材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吸聲降噪材料，具體來說是一種針對變電站低頻噪聲的多纖維共混吸聲材料。
【背景技術】
[0002]隨著城市化進程的推進、法律法規的日益嚴格以及居民環保意識的增強，變電站噪聲問題已經成為制約輸變電發展的桎梏之一。妥善解決變電站的噪聲問題，為周邊居民營造一個寧靜溫馨的生活環境，已成為電網運行部門中必須優先解決的任務。
[0003]主變壓器(主變)是變電站的核心噪聲源，其噪聲水平的高低直接決定了變電站噪聲的水平。主變的噪聲主要是運行時鐵芯的磁致伸縮引起，其頻譜較寬，頻率以低頻為主，能量主要分布在50Hz工頻以及100Hz、200Hz、500Hz的倍頻頻段上。這類噪聲波長長，衰減慢，穿透建筑結構的能力強，從而嚴重影響居民的日常生活產生。
[0004]研宄發現阻尼吸聲材料的吸聲原理主要以熱效應將聲波振動能量消耗掉，達到吸聲、增耗的效果。此法一般在有阻尼、耗能需要的服役環境使用，如航空、航海、大型設備等領域。早期使用的阻尼吸聲材料主要為植物纖維制品，如棉麻纖維、毛氈、甘蔗纖維、木質纖維、水泥木絲以及稻草等有機天然纖維材料。有機合成纖維材料主要是化學纖維，如晴綸棉、滌綸棉等。這些材料對中、高頻范圍內的聲音具有良好的吸聲性能，但防火、防腐、防潮等性能較差。隨后，人工合成的無機纖維材料不斷問世，如玻璃棉、礦渣棉和巖棉等。這類材料不僅具有良好的吸聲性能，而且具有質輕、不燃、不腐、不易老化、價格低廉等特性，從而替代了天然纖維的吸聲材料，在聲學工程中獲得廣泛的應用，但此類材料的主要缺點是低頻吸聲性能較差，且其微塵污染環境。如巖棉/玻璃棉類吸聲材料沒有強度，容易受潮，受潮后基本不吸聲，易老化污染環境，在某些服役條件下，2?3年后巖棉微塵即開始揮發，平均不到十年就會嚴重污染環境。而采用全金屬纖維，由于其剛度較大，且成本高昂，不利于大規模推廣，尤其在振動服役環境，容易成為振動傳播途徑。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種針對變電站低頻噪聲的吸聲材料。本發明采用共混纖維的設計思路，將金屬纖維與有機復合高分子纖維進行共混，制備出具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。
[0006]為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案:一種多纖維共混吸聲材料，所述吸聲材料為金屬纖維和有機復合高分子纖維構成的纖維氈，所述金屬纖維材質為純鋁，所述有機復合高分子纖維為聚酯纖維和丙綸纖維復合而成。
[0007]優選的，所述純鋁纖維的直徑為50?100 μ mo
[0008]優選的，所述有機復合高分子纖維的直徑為20?50 μπι。
[0009]優選的，所述鋁纖維和有機高分子復合纖維的混編質量比為1:0.5?2。
[0010]優選的，所述纖維氈的面密度為1000?1500g/m2。
[0011]優選的，所述纖維氈的厚度為I?15cm。更優選的，所述纖維氈的厚度為3cm。
[0012]所述的一種多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟:
[0013](I)采用優質的純鋁原料刮削成粗細一致的鋁纖維絲；
[0014](2)經過纖切機把鋁纖維絲纖切成長度一致的鋁纖維短纖維
[0015](3)將有機復合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經過梳理機梳理打亂，均勻混合；
[0016](4)再經過氣流成網機鋪設成所需面密度的纖維氈；
[0017](5)將纖維氈通過網帶式烘箱，經過高溫100-200°C烘培成型，網帶推進速度為0.2-0.8m/min。
[0018]本發明提供的技術方案將金屬纖維與有機復合高分子纖維進行共混，制得具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。其中，金屬纖維選用質量輕、耐候性好的鋁纖維，有機復合高分子纖維選用富有彈性、韌性的聚酯纖維。但為了克服共混纖維中的鋁纖維與聚酯纖維經常出現的剝離的現象，使鋁纖維與聚酯纖維充分結合，特將聚酯纖維改為外層為丙綸纖維，內層為聚酯纖維的復合纖維，利用丙綸纖維熔點低的特性，使其在烘培成型過程中融化，將鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，以提高其結合強度。
[0019]與最接近的現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0020](I)低頻吸聲性能優良，在200-700HZ吸聲系數均達到0.6以上；
[0021](2)制備工藝簡單，不需添加任何添加劑；
[0022](3)產品環保性好，不污染環境；
[0023](4)耐候性好，不燃，不腐，不易老化；
[0024](5)低熔點的丙綸纖維與聚酯纖維復合，利用丙綸纖維熔點低的特性，在烘培成型過程中融化使鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，所得產品既有一定的強度、剛度，又有足夠的韌性，不易變形；
[0025](6)成本較低。
【附圖說明】
[0026]圖1是實施例1-3制得的吸聲材料在不同頻率下的吸聲系數。
[0027]圖2是本發明制備的和市場上現有的吸聲材料分別在在不同頻率下的吸聲系數對比圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0029]實施例1
[0030]一種多纖維共混吸聲材料，由鋁纖維和有機復合高分子纖維構成，其特征在于所述鋁纖維材質為純鋁，直徑為100 μm，有機復合高分子纖維材質為聚酯纖維(內部)和丙綸纖維(外層)，直徑為50 μ m，混編比例為(鋁纖維質量:有機復合高分子纖維質量)1:2，纖維氈面密度1000g/m2，纖維氈厚度3cm，使用時背腔空氣層厚度15cm。
[0031]所述多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟:
[0032](I)采用優質的純鋁原料刮削成粗細一致的鋁纖維絲；
[0033](2)經過纖切機把鋁纖維絲纖切成長度一致的鋁纖維短纖維
[0034](3)將有機復合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經過梳理機梳理打亂，均勻混合；
[0035](4)再經過氣流成網機鋪設成所需面密度的纖維氈；
[0036](5)將纖維氈通過網帶式烘箱，經過高溫180°C烘培成型，網帶推進速度為0.6m/
mino
[0037]該實施例為通用型方案，既兼顧低頻噪聲，又滿足中高頻噪聲的需求，但為了滿足通用型方案的設計要求，該實施例放棄了部分頻段噪聲的吸收率。
[0038]實施例2
[0039]按實施例1相同的方法制備多纖維共混吸聲材料，但其不同之處在于:鋁纖維直徑為50 μ m，有機復合高分子纖維直徑為20 μ m，混編比例為(鋁纖維質量:有機復合高分子纖維質量)2:1，纖維氈面密度1500g/m2。
[0040]該實施例主要針對高壓電抗器、主變壓器等低頻設備設計，但為了滿足上述設備低頻降噪的需要，該產品放棄了部分中高頻段噪聲的吸收率，吸聲系數自300Hz起即顯著下降。
[0041]實施例3
[0042]按實施例1相同的方法制備多纖維共混吸聲材料，但其不同之處在于:鋁纖維直徑為50 μ m，有機復合高分子纖維直徑為50 μ m，混編比例為(鋁纖維質量:有機復合高分子纖維質量)2:1，纖維氈面密度1200g/m2。
[0043]實施例3主要針對風機等噪聲頻率在800?2000Hz之間的中頻設備，結果表明實施例3的吸聲系數在600?1600Hz之間始終維持在0.7以上。
[0044]按照國家標準GB/T18696.2-2002《聲學阻抗管中吸聲系數和聲阻抗的測量第I部分:傳遞函數法》，采用丹麥B&K4206型雙傳聲器阻抗測量系統測得的實施例1?3中任一實施例的多纖維共混吸聲材料的吸聲系數示于圖1。
[0045]圖2是本發明制備的和市場上現有的吸聲材料(鋁纖維吸聲材料、聚酯纖維吸聲材料和巖棉吸聲材料)分別在不同頻率下的吸聲系數對比圖。
[0046]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人員參照上述實施例依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述吸聲材料為金屬纖維和有機復合高分子纖維構成的纖維氈，所述金屬纖維材質為純鋁，所述有機復合高分子纖維為聚酯纖維和丙綸纖維復合而成。
2.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述純鋁纖維的直徑為50?100 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述有機復合高分子纖維的直徑為20?50 μ mo
4.根據權利要求2所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述鋁纖維和有機高分子復合纖維的混編質量比為1:0.5?2。
5.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的面密度為 1000 ?1500g/m2。
6.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的厚度為I?15cm0
7.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料，其特征在于:所述纖維氈的厚度為 3cm。
8.根據權利要求1所述的一種多纖維共混吸聲材料的制備方法，包括以下步驟: (1)采用純鋁原料刮削成粗細一致的鋁纖維絲； (2)經過纖切機把鋁纖維絲纖切成長度一致的鋁纖維短纖維； (3)將有機復合高分子纖維與鋁纖維短纖維，經過梳理機梳理打亂，均勻混合； (4)再經過氣流成網機鋪設成所需面密度的纖維氈； (5)將纖維氈通過網帶式烘箱，經過高溫100-200°C烘培成型，網帶推進速度為0.2-0.8m/min。
【專利摘要】本發明涉及一種多纖維共混吸聲材料，由鋁纖維和有機復合高分子纖維構成，其特征在于所述鋁纖維材質為純鋁，直徑為50-100μm，有機復合高分子纖維材質為聚酯纖維(內部)和丙綸纖維(外層)，直徑為20-50μm。本發明采用共混纖維的設計思路，將鋁纖維與有機復合高分子纖維進行共混，利用丙綸纖維熔點低的特性，使其在烘培成型過程中融化，將鋁纖維與聚酯纖維粘連在一起，制備出具有阻尼耗能特性的多纖維共混吸聲材料。
【IPC分類】G10K11-162, D04H1-541
【公開號】CN104695134
【申請號】CN201510126302
【發明人】樊超, 聶京凱, 田一, 王廣克, 陳新, 韓鈺, 朱全軍, 陳云, 馬光, 祝志祥, 楊富堯, 李靖, 孔曉峰, 何明鋒, 王斌, 徐國忠, 盧純義
【申請人】國家電網公司, 國網智能電網研究院, 國網浙江省電力公司, 國網浙江省電力公司金華供電公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月20日