CN105482436A - 一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，该聚氨酯吸声降噪材料的配方基本组成按重量百分比wt%为：聚氨酯黑白料配比为1：1，各40-43%，膨胀珍珠岩4-10%和稻壳灰10-15%。本发明提高了材料的中低频吸声性能，空白聚氨酯泡沫在250Hz、500Hz特征频率点的吸声系数均小于0.2，而改性后材料在两点的吸声系数达到0.36以上；导热性能提高了3-6倍；样品加工操作简单、成型快速、经济环保。

Description

一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料

技术领域

本发明涉及一种改性吸声降噪材料，具体涉及一种适用于中低频噪音的生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料。

背景技术

曾几何时，各种机械设备的创造和使用，给人类带来了繁荣和进步，这些被认为是现代工业发达的象征。但今天，城市中的噪声给人们的生活带来了严重困扰。随着经济社会的发展，当代的噪声污染日益严重，由噪声所引起的各类疾病与日俱增，吞噬着人们的健康。因此，噪声污染已经成为了继大气污染、水污染及固体废物污染之后的世界第四大污染，成为了一种环境公害，对人们的生活工作乃至身心造成危害^[1]。对噪声的治理，可采取降低声源噪音，如使用噪声较低的设备等；对受音者或器官进行防护，如佩戴耳塞等；在传音途径上降低噪音，控制噪音的传播，改变声源已经发出的噪音传播途径，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施^[2]。

聚氨酯作为声学材料，通常被制成多孔型聚氨酯泡沫塑料，具有一般多孔型材料的吸声特性和柔性材料的阻尼吸声特性，具有较好的吸隔声性能，是一类颇受欢迎的新型声学材料^[3]。目前吸声的聚氨酯材料，在高频段吸声性能良好，但在中低频下吸声性能有待提高。

林健等^[4]以硅藻土和聚氨酯为原材料，成功制备出了具有多孔径连通孔道的硅藻土/聚氨酯复合材料，硅藻土含量为65wt%的硅藻土/聚氨酯复合材料表现出优良的吸声特性,其吸声峰位于1600Hz附近，且吸声系数大于0.9。耿军军^[5]以废矿渣改性发泡聚氨酯，并在其中引入二维管阵列声子晶体结构，实现杂化复合材料降噪功能。王永华^[6]选用聚氨酯为基材，农作物副产品稻壳为填料，制备了稻壳-聚氨酯复合多孔材料，分析了添加稻壳对聚氨酯声学性能的影响。

膨胀珍珠岩颗粒表面有许多半开口小孔，它们构成空腔共振吸声结构，因为其自身的吸声功能较强，它的加入无疑带来制品吸声性能的提高^[7]。王铎霖^[8]将膨胀珍珠岩掺进水泥，制备出吸声性能优良的水泥基膨胀珍珠岩吸声材料。王玉婷^[9]以普通硅酸盐水泥、膨胀珍珠岩等为主要原材料，辅以纤维和发泡剂等，根据多孔材料的吸声机理,利用压制成型的方法，研制开发一种可用于高速铁路环境下的高效吸声材料。

可再生的生物质发电技术近些年在我国得到大力推广，生物质发电厂燃烧后产生的生物质灰渣随着电厂的快速发展产量越来越大。稻壳作为生物质中的一种，因其产量多的特点在我国生物质能源开发利用方面占有十分重要的地位。其中大部分的稻壳用作发电产能，产生的副产物稻壳灰如不加以利用会造成极大的环境污染和资源浪费^[10]。安冬敏^[11]通过碱提稻壳灰中的二氧化硅、碳化法制备了纳米级二氧化硅,并对提硅后的碳残渣进行了活化,制备了具有高比表面积和很强吸附性的活性炭。

鉴于生物质电厂灰的产量将逐渐变大，将生物质电厂灰和膨胀珍珠岩添加聚氨酯发泡材料中，提高其吸声性能，并为稻壳灰资源化利用提供又一途径。

参考文献：

[1]林思宇，马中，“烦躁”的城市：噪声污染难题[J]，生态经济，2014，30：6-9.

[2]姜起伟，徐燕，工业发展对我国环境造成的影响及治理[J]，资源节约与环保，2015(7).

[3]周成飞，浅谈聚氨酯声学材料及其吸声制品的应用[J]，聚氨酯工业，2003，18（2）：5-7.

[4]林健，郭郊等，硅藻土/聚氨酯多孔复合材料的组织结构与吸声特性[J]复合材料学报，2014，31（6）：1476-1480.

[5]耿军军，基于废弃物资源化和声子晶体的轻薄隔声复合材料，南昌航空大学，2014.

[6]王永华，多级仿生耦合材料吸声性能及机理研究，吉林大学，2014.

[7]徐传友，王海娟，等，珍珠岩对多孔吸声材料性能的影响[J]，中国非金属矿工业导刊，2008，（5）：27-29.

[8]王铎霖，水泥基膨胀珍珠岩材料吸声性能分析[J]，低温建筑技术，2011，（8）：13-14.

[9]王玉婷，蒋友新，等，水泥基多孔吸声材料的研制[J]，混凝土，2008，（9）：74-76.

[10]刘妍，稻壳灰资源化综合利用，吉林大学，2013.

[11]安冬敏，稻壳生物质资源的综合利用，吉林大学，2011。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状提供一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，以提高聚氨酯材料的中低频吸声性能，使生物质电厂灰得到资源化利用。

本发明的技术方案如下：

一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，以重量百分比计，聚氨酯黑白料配比为1：1，各40-43%，膨胀珍珠岩4-10%和稻壳灰10-15%。

所述的聚氨酯黑白料是（XY）n型线性嵌段共聚物。

所述的稻壳灰为电厂稻壳灰，放入球磨机中，粉磨30min，使其细度满足规范要求，不高于80μm，得到处理后的稻壳灰有较高的火山活性。

上述生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料制备方法为：

将稻壳灰放入球磨机中，粉磨20-40min，至粒径不大于80μm；按配比将聚氨酯黑白料、膨胀珍珠岩、稻壳灰依次倒入搅拌锅，快速搅拌5-8s，然后倒入模具，室温下发泡10-20min后脱模即可。

与现有技术相比，本发明的聚氨酯吸声降噪材料具有如下优点：

提高了材料的中低频吸声性能，空白聚氨酯泡沫在250Hz、500Hz特征频率点的吸声系数均小于0.2，而改性后材料在两点的吸声系数达到0.36以上；导热性能提高了3-6倍；样品加工操作简单、成型快速、经济环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1

聚氨酯黑白料配比为1：1，各43%，膨胀珍珠岩占总料4%，稻壳灰占10%。

所述的聚氨酯黑白料是（XY）n型线性嵌段共聚物。

所述的稻壳灰为电厂稻壳灰，经球磨机粉磨30min，使其细度满足规范要求，不高于80μm，得到处理后的稻壳灰有较高的火山活性。

具体流程为：

（1）准备工作，在模具中均匀涂抹机油以备用；

（2）按配比取聚氨酯黑白料和膨胀珍珠岩、稻壳灰依次放于烧杯中，用转速为120r/min电动搅拌器搅拌6s，制成含无机粒子的聚氨酯发泡预聚体；

（3）快速、轻稳地将预聚体倒入模具中，并用铲子赶走大气泡使其均匀分布于模具中，室温放置，使其充分发泡10min，后自然冷却制得样品；

（4）将样品在室温下熟化24h后裁剪为20mm厚样品。

（5）吸声性能测试，250-1000Hz中，平均吸声系数为0.67；导热性能测试达到0.10W/(m·℃)。均较纯聚氨酯材料都有所提升。

实施例2

聚氨酯黑白料配比为1：1，各40%，膨胀珍珠岩占总料10%，稻壳灰占10%。

所述的聚氨酯黑白料是（XY）n型线性嵌段共聚物。

所述的稻壳灰为电厂稻壳灰，经球磨机粉磨30min，使其细度满足规范要求，不高于80μm，得到处理后的稻壳灰有较高的火山活性。

具体流程为：

（1）准备工作，在模具中均匀涂抹机油以备用；

（2）按配比取聚氨酯黑白料和膨胀珍珠岩、稻壳灰依次放于烧杯中，用转速为120r/min电动搅拌器搅拌6s，制成含无机粒子的聚氨酯发泡预聚体；

（3）快速、轻稳地将预聚体倒入模具中，并用铲子赶走大气泡使其均匀分布于模具中，室温放置，使其充分发泡10min，后自然冷却制得样品；

（4）将样品在室温下熟化24h后裁剪为20mm厚样品。

（5）吸声性能测试，250-1000Hz中，平均吸声系数为0.49；导热性能测试达到0.11W/(m·℃)。均较纯聚氨酯材料都有所提升。

实施例3

聚氨酯黑白料配比为1：1，各40%，膨胀珍珠岩占总料5%，稻壳灰占15%。

所述的聚氨酯黑白料是（XY）n型线性嵌段共聚物。

所述的稻壳灰为电厂稻壳灰，经球磨机粉磨30min，使其细度满足规范要求，不高于80μm，得到处理后的稻壳灰有较高的火山活性。

具体流程为：

（1）准备工作，在模具中均匀涂抹机油以备用；

（2）按配比取聚氨酯黑白料和膨胀珍珠岩、稻壳灰依次放于烧杯中，用转速为120r/min电动搅拌器搅拌6s，制成含无机粒子的聚氨酯发泡预聚体；

（3）快速、轻稳地将预聚体倒入模具中，并用铲子赶走大气泡使其均匀分布于模具中，室温放置，使其充分发泡10min，后自然冷却制得样品；

（4）将样品在室温下熟化24h后裁剪为20mm厚样品。

（5）吸声性能测试，250-1000Hz中，平均吸声系数为0.60；导热性能测试达到0.17W/(m·℃)。均较纯聚氨酯材料都有所提升。

材料各项性能如下表

Claims (3)

1.一种生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，其特征在于该聚氨酯吸声降噪材料的配方基本组成按重量百分比wt%为：

聚氨酯黑白料配比为1:1，各40-43%，膨胀珍珠岩4-10%，和稻壳灰10-15%。

2.根据权利要求1所述的生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，其特征在于：所述聚氨酯黑白料是（XY）n型线性嵌段共聚物。

3.根据权利要求1或2所述的生物质电厂灰基聚氨酯吸声降噪材料，其特征在于：所述稻壳灰为电厂稻壳灰，其细度不高于80μm。