[发明专利]一种双绝缘双屏蔽法拉第笼用吸音绝缘复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及吸音绝缘复合材料技术领域，具体涉及一种双绝缘双屏蔽法拉第笼用吸音绝缘复合材料及其制备方法。原料包括环氧树脂、固化剂、促进剂、有机微球、玄武岩纤维。本发明首次提出双绝缘双屏蔽法拉第笼吸音材料选择方案，提出了利用环氧树脂基复合泡沫绝缘材料作为吸音材料的应用方案。通过采用改性玄武岩纤维、有机微球与环氧树脂复合制备吸音/隔音复合材料，并测试其性能，分析其声学机理，得到优化的制备隔音/吸音材料的工艺和相关理论，为新型吸音/隔音材料的制造提供理论基础和技术支持。并且该新型材料重量较轻，便于运输及快速施工。

技术领域

本发明涉及吸音绝缘复合材料技术领域，具体涉及一种双绝缘双屏蔽法拉第笼用吸音绝缘复合材料及其制备方法。

背景技术

同时具有双绝缘双屏蔽功能的高压试验大厅(类似于法拉第笼的结构)作为一个屏蔽腔体来保护和隔离电磁的干扰，但是过于封闭的环境容易产生噪音干扰，其中噪音干扰主要是人说话的回声，在高压实验室中会产生混响，混响是房间中声音被界面不断反射而积累的结果。混响可以使室内的声音增加15dB，同时会降低语言清晰度。人耳听觉非常敏感，正常人能够察觉1dB的声音变化，3dB的差异将感到明显不同。人耳存在掩蔽效应，当一个声音高于另一个声音10dB时，较小的声音因掩蔽而难于被听到和理解，从而导致即使近距离讲话也会听不清。因此，提供一种双绝缘双屏蔽法拉第笼用的吸音绝缘复合材料显得尤为必要。

当声波入射到材料表面时，一部分声能会被反射，一部分声能被界面吸收。没有被反射的声能主要有三种形式的耗散：一是通过材料透射到另一面；二是在材料内部转化成热量耗散掉；三是振动动能沿边界构造转移掉。声波入射到材料表面后，没被反射的声能就认为是被吸收的声能。根据材料吸声原理的不同吸音材料按照吸声机理来分，大体可以分为共振吸音材料与多孔吸音材料。

当共振吸音材料作为一个共振系统时，其本身具有一个固定的振动频率，当声波的振动频率与系统固有振动频率相近时，共振吸音材料内部就会发生剧烈振动，在振动过程中声能克服摩擦阻尼做功转化为热能被消耗掉，使得声波逐渐衰减，从而达到吸音降噪的作用。由于共振吸音材料对声波吸收的强选择性，只有当声波振动频率与系统固有振动频率相近时，才具有较高的吸音系数，因此共振吸音材料常用于对中、低频声波的吸收。

多孔吸声材料的吸声原理主要是：材料内部有大量互相贯通、分布均匀的微孔和间隙，当声波入射到多孔吸声材料的表面时，由惠更斯原理可知，介质中任何一点的振动都会引起相邻质点的振动，空气振动引起材料纤维的振动，并且相互之间产生摩擦和粘滞作用，声能转化为热能耗散；同时，因为质点间振动速度的不同，使材料内部空气与材料纤维有温度差，产生热传递造成声能的损失。多孔吸声材料是目前降噪时最常用的材料，其分为纤维类吸声材料和泡沫状吸声材料。

纤维类吸声材料纤维基吸音材料可分为有机纤维吸音材料、金属纤维吸音材料和无机纤维吸音材料等；有机吸音纤维材料大多为植物纤维和动物的皮毛。这类材料在中、高频时吸音性能很好，使用成本低，但低频和超高频的吸音能就很差，并且不具备防火、防驻、防腐烛、防潮等性能，现在已经很少单独使用。金属纤维吸音材料是一类具有广阔发展前景的吸音材料，目前常见的金属纤维吸音材料有不锈钢纤维和铝纤维。其具有高强度、耐腐蚀、耐高温和环境适应性强等特点，但成本较高，不宜进行量产化，并且其导电性也高于其他类型吸音材料，与双绝缘双屏蔽法拉第笼所需要的绝缘要求不符。无机纤维吸音材料是以无机矿物为基本成分的一类纤维材料，主要包括玻璃纤维、玄武岩纤维、石棉纤维、炭纤维等纤维吸音材料，这些材料不但吸音性能好，而且具有防火、防潮、耐腐蚀和价格低廉等优点，是现有技术中常用的吸声材料，但是其需要附加载体负载才能实现应用，而无机纤维吸音材料负载量过高会影响复合材料整体性能，负载量过少，则吸声效果不佳。