阻尼材料和隔声材料的开发及应用研究

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振动和噪声(即“NVH”英译为Noise&Vibration&Harshness)是影响轨道车辆,汽车和飞机等交通工具乘坐舒适性的重要因素,也是评价交通工具对环境污染的重要指标。随着人们环保意识的增强和对交通工具乘坐舒适性的提高,振动噪声控制和研究更加受到重视。减振降噪技术的需求也越来越紧迫,减振降噪阻尼材料的开发和应用研究作为减振降噪关键技术之一也越来越重要。本论文首先对汽车振动噪声控制技术进行了研究,探讨减振降噪的技术手段、测试评估方法、法规限制。同时介绍了减振降噪材料的基本理论,分析了阻尼材料、隔声材料、吸声材料等NVH功能材料和工程应用情况,通过对热熔阻型阻尼材料的制备和性能研究,得出使用SBS对沥青进行改性时,对材料的阻尼性能和材料对温度的敏感程度有很大改善;并且SBS的用量对热熔型阻尼材料的阻尼性能有较大影响;当使用8g SBS时,样品的阻尼性能最好,损耗因子峰值可达到0.65;在热熔型阻尼材料中加入云母粉作为填料较加入碳酸钙和蒙脱土的阻尼性能好,并且随着云母粒径降低,材料损耗因子峰值呈上升趋势;石油树脂可有效提高阻尼材料损耗因子的峰值,使用C9树脂比使用C5树脂所制备得到的热熔型阻尼材料的损耗因子峰值更高等结论。通过隔音材材料的制备和性能研究,得出与纯PVC基材相比,NBR/PVC共混为隔音材基材具有更好隔声性能,隔声性能提高1-3dB;增大隔音材料的面密度可以提高隔音材料的中高频率范围的隔音性能,但是在低频下的隔声量却随面密度的增大而减小;采用Al(OH)3和Mg(OH)2无机阻燃剂,通过前两者的协效作用再加入一些成碳促进剂硼酸锌和少量TCP(含磷有机物)其氧指数可以达到37,较好的解决了隔音材料无卤阻燃问题等结论。通过水性阻尼涂料制备和性能研究,得出两种树脂如果选择合适的比例(70:30)共混,树脂会具有较好的相容性,玻璃化转变温域会得到拓宽;随着云母粒径的提高,玻璃化转变温度变化不明显,高阻尼温域变宽,阻尼峰值有所下降;随着云母用量的提高,420μm大粒径的云母阻尼性能有上升趋势,而15μm小粒径的云母阻尼性能有下降趋势;随着云母用量的提高,阻尼涂料对高温的敏感性下降等结论。在材料研发完成的情况下,基于“国内某牵引车驾驶室减振降噪项目”,对减振降噪对象进行了振动噪声测试分析,提出一整套的减振降噪方案,并将开发出的阻尼材料,隔声材料和水性阻尼涂料施工应用在牵引车驾驶室,通过振动噪声测试评估,本项目的减振降噪材料在实际工程应用中减振降噪效果明显。
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