CN106242480A - 一种复合吸音材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合吸音材料及其制备方法，该复合吸音材料是由以下重量份的原料制成的：改性粉煤灰88～100份，有机膨润土55～65份，珍珠岩50～65份，重晶石粉55～60份，氧化铝35～45份，三氧化二锑30～40份，氯化亚锡20～30份，硼砂20～30份，硅酸钠10～15份。本发明的吸音材料吸音系数高，而且分布频带宽，在低频(500Hz以下)、中频(500～2000Hz)和高频(2000Hz以上)区均有很好的吸音效果，具有广泛的应用范围；并且，还具有良好的孔隙率和压缩屈服强度，具有很好的加工性能和机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合吸音材料。属于化工材料技术领域。
背景技术
声音源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大不同，通常是将平均吸声系数大于0.2的材料列为吸音材料，其具有吸音减噪作用。当声音传入吸音材料表面时，声能一部分被反射，一部分穿透材料，还有一部由于吸音材料的振动或声音在其中传播时与周围介质摩擦，由声能转化成热能，声能被损耗，即通常所说声音被材料吸收。
吸音材料广泛应用于影剧院、音乐厅、博物馆、展览馆、图书馆、审讯室、画廊、拍卖厅、体育馆、报告厅、多功能厅、酒店大堂、医院、商场、学校、琴房、会议室、演播室、录音室、KTV包房、酒吧、工业厂房、机房、家庭降噪等对声学环境要求较高及高档装修的场所。目前吸音材料主要有木质吸音材料、矿棉吸音材料、布衣吸音材料、聚酯纤维吸音材料等。其中，木质吸音材料和聚酯纤维吸音材料最为常见，但是，木质吸音材料防潮性差、强度低；聚酯纤维吸音材料价格较高，而且属于化工产品，是非可循环利用的产品。
另外，目前的大部分吸音材料普遍存在机械性能较差的问题，直接影响了吸音材料的使用寿命，间接增加了使用成本。因此，目前急需一种机械性能好、吸音效果好并且制造成本低的新型吸音材料。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种复合吸音材料。
本发明还提供了其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种复合吸音材料，是由以下重量份的原料制成的：改性粉煤灰88～100份，有机膨润土55～65份，珍珠岩50～65份，重晶石粉55～60份，氧化铝35～45份，三氧化二锑30～40份，氯化亚锡20～30份，硼砂20～30份，硅酸钠10～15份；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：将粉煤灰依次用碱和酸浸泡处理，然后加入甲基三乙氧基硅烷和环氧化甘油三酸酯搅拌混匀，烘干粉碎研磨，即得。
优选的，所述改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡3～4小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡2～3小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量2～3％的甲基三乙氧基硅烷和1～2％的环氧化甘油三酸酯，1200～1500r/min搅拌20～30分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数0.4～1.5％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，控制厚度为1.0～1.3mm，即得。
优选的，步骤(4)中模压成型的条件是30～40MPa压力下处理30～50分钟。
本发明的有益效果：
本发明的吸音材料吸音系数高，而且分布频带宽，在低频(500Hz以下)、中频(500～2000Hz)和高频(2000Hz以上)区均有很好的吸音效果，具有广泛的应用范围；并且，还具有良好的孔隙率和压缩屈服强度，具有很好的加工性能和机械性能。
申请人还进行了组分调整，从而与本发明进行对比，对比例1使用普通粉煤灰，其效果与本发明的改性粉煤灰相比，效果大打折扣；对比例2和对比例3省略了其中某一组分后，无论是吸音效果，还是孔隙率、压缩屈服强度等均明显较差。故本发明各组分协同配合，任一组分不可或缺，且具有不可替代性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
实施例1：
本发明的一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰88kg，有机膨润土55kg，珍珠岩50kg，重晶石粉55kg，氧化铝35kg，三氧化二锑30kg，氯化亚锡20kg，硼砂20kg，硅酸钠10kg；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡3小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡2小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量2％的甲基三乙氧基硅烷和1％的环氧化甘油三酸酯，1200r/min搅拌20分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数0.4％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，即30MPa压力下处理30分钟，控制厚度为1.0mm，即得。
实施例2：
本发明的一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰100kg，有机膨润土65kg，珍珠岩65kg，重晶石粉60kg，氧化铝45kg，三氧化二锑40kg，氯化亚锡30kg，硼砂30kg，硅酸钠15kg；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡4小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡3小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量3％的甲基三乙氧基硅烷和2％的环氧化甘油三酸酯，1500r/min搅拌30分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数1.5％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，即40MPa压力下处理50分钟，控制厚度为1.3mm，即得。
实施例3：
本发明的一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰90kg，有机膨润土58kg，珍珠岩52kg，重晶石粉56kg，氧化铝38kg，三氧化二锑32kg，氯化亚锡23kg，硼砂22kg，硅酸钠11kg；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡3小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡3小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量2％的甲基三乙氧基硅烷和2％的环氧化甘油三酸酯，1300r/min搅拌20分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数1.5％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，即40MPa压力下处理30分钟，控制厚度为1.0mm，即得。
实施例4：
本发明的一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰95kg，有机膨润土63kg，珍珠岩62kg，重晶石粉59kg，氧化铝43kg，三氧化二锑38kg，氯化亚锡28kg，硼砂28kg，硅酸钠14kg；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡4小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡2小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量3％的甲基三乙氧基硅烷和1％的环氧化甘油三酸酯，1500r/min搅拌20分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数1.5％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，即30MPa压力下处理50分钟，控制厚度为1.3mm，即得。
实施例5：
本发明的一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰92kg，有机膨润土60kg，珍珠岩60kg，重晶石粉58kg，氧化铝40kg，三氧化二锑35kg，氯化亚锡25kg，硼砂25kg，硅酸钠12kg；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡4小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡3小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量3％的甲基三乙氧基硅烷和2％的环氧化甘油三酸酯，1300r/min搅拌25分钟，烘干粉碎研磨，即得。
上述的一种复合吸音材料的制备方法，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数1％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，即35MPa压力下处理40分钟，控制厚度为1.3mm，即得。
对比例1：
使用普通粉煤灰代替改性粉煤灰，其余同实施例5。
对比例2：
一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰92kg，有机膨润土60kg，珍珠岩60kg，重晶石粉58kg，三氧化二锑35kg，氯化亚锡25kg，硼砂25kg，硅酸钠12kg；其余同实施例5。
对比例3：
一种复合吸音材料，是由以下原料制成的：改性粉煤灰92kg，有机膨润土60kg，珍珠岩60kg，重晶石粉58kg，氧化铝40kg，三氧化二锑35kg，硼砂25kg，硅酸钠12kg；其余同实施例5。
试验例1
采用驻波管法测试实施例1～5以及对比例1～3所得吸音材料的吸音系数，测试结果见表1。
表1.吸音系数测试结果
从表1可以看出，本发明的吸音材料吸音系数高，而且分布频带宽，在低频(500Hz以下)、中频(500～2000Hz)和高频(2000Hz以上)区均有很好的吸音效果，具有广泛的应用范围，对比例1～3吸音效果明显较差。
试验例2
对实施例1～5以及对比例1～3所得吸音材料的孔隙率以及力学性能进行了测试，结果见表2。
表2.孔隙率和力学性能比较
| 孔隙率(％) | 压缩屈服强度(MPa) | |
| 实施例1 | 80 | 24.2 |
| 实施例2 | 80 | 24.1 |
| 实施例3 | 85 | 24.5 |
| 实施例4 | 85 | 24.5 |
| 实施例5 | 90 | 25.1 |
| 对比例1 | 56 | 11.2 |
| 对比例1 | 45 | 10.9 |
| 对比例3 | 43 | 11.3 |
从表2可以看出，本发明的吸音材料具有良好的孔隙率和压缩屈服强度，具有很好的加工性能和机械性能。
另外，从表1和表2的测试结果可以明显看出，对比例1使用普通粉煤灰，其效果与本发明的改性粉煤灰相比，效果大打折扣；对比例2和对比例3省略了其中某一组分后，无论是吸音效果，还是孔隙率、压缩屈服强度等均明显较差。本发明各组分协同配合，任一组分不可或缺，且具有不可替代性。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (4)
1.一种复合吸音材料，其特征在于，是由以下重量份的原料制成的：改性粉煤灰88～100份，有机膨润土55～65份，珍珠岩50～65份，重晶石粉55～60份，氧化铝35～45份，三氧化二锑30～40份，氯化亚锡20～30份，硼砂20～30份，硅酸钠10～15份；其中，改性粉煤灰是由以下方法制得的：将粉煤灰依次用碱和酸浸泡处理，然后加入甲基三乙氧基硅烷和环氧化甘油三酸酯搅拌混匀，烘干粉碎研磨，即得。
2.根据权利要求1所述的一种复合吸音材料，其特征在于，所述改性粉煤灰是由以下方法制得的：先用质量浓度12％的氢氧化钠溶液浸泡3～4小时，去离子水洗涤干净，再用质量浓度10％的盐酸溶液浸泡2～3小时，去离子水洗涤至中性，烘干，加入相当于粉煤灰重量2～3％的甲基三乙氧基硅烷和1～2％的环氧化甘油三酸酯，1200～1500r/min搅拌20～30分钟，烘干粉碎研磨，即得。
3.权利要求1或2中所述一种复合吸音材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)称取配方量的硅酸钠，用水配制得到质量分数0.4～1.5％的硅酸钠溶液，备用；
(2)称取配方量的改性粉煤灰、有机膨润土、珍珠岩、重晶石粉、氧化铝、三氧化二锑、氯化亚锡和硼砂，混合均匀，研磨至300目，形成配合料；
(3)向步骤(2)所得配合料中喷入步骤(1)所得硅酸钠溶液，并搅拌混合均匀；
(4)模压成型，控制厚度为1.0～1.3mm，即得。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中模压成型的条件是30～40MPa压力下处理30～50分钟。
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