CN107935545A - 一种轨道吸声板 - Google Patents

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陈龙
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Abstract

本发明公开了一种轨道吸声板，属于吸声材料技术领域。本发明将胶黏剂与水搅拌混合，静置溶胀，加热搅拌溶解，即得胶黏混合液；随后将所得胶黏混合液全部加入混料机中，并向混料机中加入硬质陶粒，高岭土，硅烷偶联剂，改性填料和表面活性剂，搅拌混合，得混合浆料，随后向模具上喷洒脱模剂，再将所得混合浆料注入模具中，静置，脱模，得坯料，干燥，即得阴干坯料，随后将阴干坯料置于窑中，烧结，随窑降至室温，即得轨道吸声板。本发明提供的轨道吸声板具有优异的吸声降噪性能。

Description

一种轨道吸声板
技术领域
本发明公开了一种轨道吸声板，属于吸声材料技术领域。
背景技术
发声体在非周期性震动时产生的声音即噪声，此时它的声音波形图是不规律的曲线。噪声是由不同频率和不同强度的声音无规律的组合而产生。噪声已经成为轨道交通发展面临的重要影响因素之一。但城市轨道交通的快速发展极大的改善了城市交通状况，极好的方便了人们的出行同时推动了城市的经济文化发展。如何在保证城市轨道交通快速发展的同时降低噪声对人们的身心健康及城市整体环境的影响已经成为越来越受人们重视的严重问题。因此各种吸声降噪产品不断地被研发出来，轨道吸声板就是较好的产品之一。
吸声材料按吸声机理分为共振吸声结构材料和多孔吸声材料2大类。共振吸声结构材料主要结构为亥姆霍兹共鸣器式结构，它是利用入射声波在结构内产生共振，从而使大量能量耗逸，对于一定声阻来说，振速越大，消耗声能也就越大。而由多孔材料构成的吸声材料，能使大部分声波进入材料，从而具有很强的吸声能力，使进入该材料的声波在传播过程中逐渐消耗殆尽。共振吸声结构，利用了共振原理，因而吸声的频带较窄，而后一种多孔材料的吸声频带则比较宽。多孔吸声材料的结构特征是材料内部具有大量互相连通的微孔或间隙，而且孔隙细小且在材料内部均匀分布。其吸声机理是当声波入射到材料表面时，一部分在材料表面反射，另一部分则透入到材料内部向前传播，在传播过程中，引起孔隙中的空气运动，与形成孔壁的固体孔筋或孔壁发生摩擦，由于黏滞性和热传导效应，将声能转变为热能耗散掉。声波在刚性壁面反射后，经过材料回到表面时，一部分声波透射到空气中，一部分又反射回材料内部，声波通过这种反复传播，使能量不断转换耗散，直到平衡，由此使材料吸收部分声能。
因此，如何改善传统轨道吸声板吸声性能不佳的缺点，以获取更高综合性能的轨道吸声板，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统轨道吸声板吸声性能不佳的缺点，提供了一种轨道吸声板。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种轨道吸声板，包括以下重量份数的原料：40～50份硬质陶粒，20～30份高岭土，10～20份胶黏剂，10～20份改性填料，40～50份水，8～10份硅烷偶联剂，8～10份表面活性剂；
所述改性填料的制备步骤为：
（1）按重量份数计，将3～4份氢氧化钠，2～3份无水碳酸钠，100～120份水搅拌混合，得腐蚀液；
（2）将树叶与腐蚀液按重量比1：20～1：30加热搅拌，浸渍，过滤，得预处理树叶；
（3）将上述所得预处理树叶漂洗，去除叶肉，即得叶脉；
（4）将叶脉与桃胶液按重量比1：50～1：100搅拌混合，浸泡，过滤，干燥至含水率为8～10%，得预处理叶脉；
（5）将上述所得预处理叶脉用含三甲基铝氮气熏蒸，再用含水氮气熏蒸，即得改性填料。
所述胶黏剂为明胶，卡拉胶，黄原胶，海藻酸钠，魔芋粉或琼脂中的任意一种。
所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
所述表面活性剂为聚乙二醇，烷基糖苷或十二烷基苯磺酸钠的任意一种。
步骤（2）所述树叶为杨树叶，枫树叶或柚子树叶中的任意一种。
步骤（4）所述桃胶液的制备过程为：将桃胶与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得桃胶液。
步骤（5）所述含三甲基铝氮气中三甲基铝的体积含量为8～10%。
步骤（5）所述用含三甲基铝氮气熏蒸速率为80～100mL/min。
本发明的有益效果是：
本发明通过添加改性填料，首先，在烧结过程中，填料中的叶脉在高温条件下燃烧殆尽，体系中留下许多细小的有序连通孔道，由于孔道细长连通，且支路通道丰富，一旦声音进入，声波沿着这些孔道深入体系内部，深入体系内部的声波与体系发生摩擦作用将声能转化为热能耗散，提升了体系的吸声降噪性能，同时，孔道支链通道呈规则排布，使得声波射入时，在共振频率上，颈部的空气与内部空间产生剧烈的共振作用耗损声能，进一步提升体系的吸声降噪性能，其次，填料表面包覆的氧化铝，一方面，在烧结过程中，起支撑作用，避免烧结过程中孔道堵塞，另一方面，烧结后的孔道表面覆盖氧化铝，使得孔道表面形成凹凸不平的结构，凹凸不平的结构有利于声音的漫散射，弱化声波的穿透力限制声波反射，一旦声波进入孔道中，声波沿着这些孔道深入体系内部，由于声音的漫散射，弱化声波的穿透力限制声波反射，提升了体系的吸声降噪性能。
附图说明
图1 轨道吸声板吸声性能检测结果。
具体实施方式
将桃胶与水按质量比1：50～1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得桃胶液；按重量份数计，将3～4份氢氧化钠，2～3份无水碳酸钠，100～120份水加入2号烧杯中，于转速为200～300r/min条件下，搅拌混合40～60min，得腐蚀液；将树叶与腐蚀液按重量比1：20～1：30加入3号烧杯中，并将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90～100℃，转速为300～400r/min条件下，加热搅拌浸渍1～2h后，过滤，得预处理树叶；将所得预处理树叶用水漂洗3～5次，用试管刷去除叶肉，再用水冲洗3～5次，即得叶脉；将叶脉与桃胶液按重量比1：50～1：100置于4号烧杯中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合浸泡30～50min后，过滤，得滤渣，并将滤渣干燥至含水率为8～10%，得预处理叶脉；将预处理叶脉置于流化床反应器中，并以80～100mL/min速率向流化床反应器中通入三甲基铝体积含量为8～10%的氮气，持续通入40～50min后，再以20～60mL/min向流化床反应器中通入含水率为3～5%的氮气，持续通入5～15min后，出料，并干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取40～50份硬质陶粒，20～30份高岭土，10～20份胶黏剂，10～20份改性填料，40～50份水，8～10份硅烷偶联剂，8～10份表面活性剂；将胶黏剂与水置于5号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将5号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得胶黏混合液；随后将所得胶黏混合液全部加入混料机中，并向混料机中加入硬质陶粒，高岭土，硅烷偶联剂，改性填料和表面活性剂，于转速为1000～1200r/min条件下，高速搅拌30～50r/min，得混合浆料，随后向模具上喷洒脱模剂，再将所得混合浆料注入模具中，静置1～2h后，脱模，得坯料，随后将坯料置于避光阴凉处干燥18～24h，即得阴干坯料，随后将阴干坯料置于窑中，于温度为1200～1300℃，烧结1～2h后，随窑降至室温，即得轨道吸声板。所述胶黏剂为明胶，卡拉胶，黄原胶，海藻酸钠，魔芋粉或琼脂中的任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。所述树叶为杨树叶，枫树叶或柚子树叶中的任意一种。所述脱模剂为废弃机油或甲基硅油中的任意一种。
实例1
将桃胶与水按质量比1：100加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得桃胶液；按重量份数计，将4份氢氧化钠，3份无水碳酸钠，120份水加入2号烧杯中，于转速为300r/min条件下，搅拌混合60min，得腐蚀液；将树叶与腐蚀液按重量比1：30加入3号烧杯中，并将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为100℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌浸渍2h后，过滤，得预处理树叶；将所得预处理树叶用水漂洗5次，用试管刷去除叶肉，再用水冲洗5次，即得叶脉；将叶脉与桃胶液按重量比1：100置于4号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min后，过滤，得滤渣，并将滤渣干燥至含水率为10%，得预处理叶脉；将预处理叶脉置于流化床反应器中，并以100mL/min速率向流化床反应器中通入三甲基铝体积含量为10%的氮气，持续通入50min后，再以60mL/min向流化床反应器中通入含水率为5%的氮气，持续通入15min后，出料，并干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取50份硬质陶粒，30份高岭土，20份胶黏剂，20份改性填料，50份水，10份硅烷偶联剂，10份表面活性剂；将胶黏剂与水置于5号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将5号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得胶黏混合液；随后将所得胶黏混合液全部加入混料机中，并向混料机中加入硬质陶粒，高岭土，硅烷偶联剂，改性填料和表面活性剂，于转速为1200r/min条件下，高速搅拌50r/min，得混合浆料，随后向模具上喷洒脱模剂，再将所得混合浆料注入模具中，静置2h后，脱模，得坯料，随后将坯料置于避光阴凉处干燥24h，即得阴干坯料，随后将阴干坯料置于窑中，于温度为1300℃，烧结2h后，随窑降至室温，即得轨道吸声板。所述胶黏剂为明胶。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树叶为杨树叶。所述脱模剂为废弃机油。
实例2
将桃胶与水按质量比1：70加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合25min后，静置溶胀3h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为97℃，转速为450r/min条件下，加热搅拌溶解45min，即得桃胶液；按重量份数计，将3份氢氧化钠，2份无水碳酸钠，115份水加入2号烧杯中，于转速为250r/min条件下，搅拌混合50min，得腐蚀液；将树叶与腐蚀液按重量比1：25加入3号烧杯中，并将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为95℃，转速为350r/min条件下，加热搅拌浸渍1h后，过滤，得预处理树叶；将所得预处理树叶用水漂洗4次，用试管刷去除叶肉，再用水冲洗4次，即得叶脉；将叶脉与桃胶液按重量比1：70置于4号烧杯中，于转速为450r/min条件下，搅拌混合浸泡40min后，过滤，得滤渣，并将滤渣干燥至含水率为9%，得预处理叶脉；将预处理叶脉置于流化床反应器中，并以90mL/min速率向流化床反应器中通入三甲基铝体积含量为9%的氮气，持续通入45min后，再以40mL/min向流化床反应器中通入含水率为4%的氮气，持续通入10min后，出料，并干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取45份硬质陶粒，25份高岭土，15份胶黏剂，15份改性填料，45份水，9份硅烷偶联剂，9份表面活性剂；将胶黏剂与水置于5号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合25min后，静置溶胀3h，再将5号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为97℃，转速为450r/min条件下，加热搅拌溶解45min，即得胶黏混合液；随后将所得胶黏混合液全部加入混料机中，并向混料机中加入硬质陶粒，高岭土，硅烷偶联剂，改性填料和表面活性剂，于转速为1100r/min条件下，高速搅拌40r/min，得混合浆料，随后向模具上喷洒脱模剂，再将所得混合浆料注入模具中，静置1h后，脱模，得坯料，随后将坯料置于避光阴凉处干燥20h，即得阴干坯料，随后将阴干坯料置于窑中，于温度为1250℃，烧结1h后，随窑降至室温，即得轨道吸声板。所述胶黏剂为明胶。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树叶为杨树叶。所述脱模剂为废弃机油。
实例3
将桃胶与水按质量比1：50加入1号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min后，静置溶胀3h，再将1号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌溶解40min，即得桃胶液；按重量份数计，将3份氢氧化钠，2份无水碳酸钠，100份水加入2号烧杯中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合40min，得腐蚀液；将树叶与腐蚀液按重量比1：20加入3号烧杯中，并将3号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为300r/min条件下，加热搅拌浸渍1h后，过滤，得预处理树叶；将所得预处理树叶用水漂洗3次，用试管刷去除叶肉，再用水冲洗3次，即得叶脉；将叶脉与桃胶液按重量比1：500置于4号烧杯中，于转速为400r/min条件下，搅拌混合浸泡30min后，过滤，得滤渣，并将滤渣干燥至含水率为8%，得预处理叶脉；将预处理叶脉置于流化床反应器中，并以80mL/min速率向流化床反应器中通入三甲基铝体积含量为8%的氮气，持续通入40min后，再以20mL/min向流化床反应器中通入含水率为3%的氮气，持续通入5min后，出料，并干燥至恒重，得改性填料；按重量份数计，依次取40份硬质陶粒，20份高岭土，10份胶黏剂，10份改性填料，40份水，8份硅烷偶联剂，8份表面活性剂；将胶黏剂与水置于5号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min后，静置溶胀3h，再将5号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95℃，转速为400r/min条件下，加热搅拌溶解40min，即得胶黏混合液；随后将所得胶黏混合液全部加入混料机中，并向混料机中加入硬质陶粒，高岭土，硅烷偶联剂，改性填料和表面活性剂，于转速为1000r/min条件下，高速搅拌30r/min，得混合浆料，随后向模具上喷洒脱模剂，再将所得混合浆料注入模具中，静置1h后，脱模，得坯料，随后将坯料置于避光阴凉处干燥18h，即得阴干坯料，随后将阴干坯料置于窑中，于温度为1200℃，烧结1h后，随窑降至室温，即得轨道吸声板。所述胶黏剂为明胶。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树叶为杨树叶。所述脱模剂为废弃机油。
将实例1至3所得的轨道吸声板及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
吸声性能：按照GB/T20247检测试件吸声系数。
具体检测结果见说明书附图图1。
由图1检测结果可知，本发明技术方案制备的轨道吸声板具有优异的吸声性能的特点，在铁路轨道吸声材料行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (8)

1.一种轨道吸声板，其特征在于：包括以下重量份数的原料：40～50份硬质陶粒，20～30份高岭土，10～20份胶黏剂，10～20份改性填料，40～50份水，8～10份硅烷偶联剂，8～10份表面活性剂；
所述改性填料的制备步骤为：
（1）按重量份数计，将3～4份氢氧化钠，2～3份无水碳酸钠，100～120份水搅拌混合，得腐蚀液；
（2）将树叶与腐蚀液按重量比1：20～1：30加热搅拌，浸渍，过滤，得预处理树叶；
（3）将上述所得预处理树叶漂洗，去除叶肉，即得叶脉；
（4）将叶脉与桃胶液按重量比1：50～1：100搅拌混合，浸泡，过滤，干燥至含水率为8～10%，得预处理叶脉；
（5）将上述所得预处理叶脉用含三甲基铝氮气熏蒸，再用含水氮气熏蒸，即得改性填料。
2.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：所述胶黏剂为明胶，卡拉胶，黄原胶，海藻酸钠，魔芋粉或琼脂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙二醇，烷基糖苷或十二烷基苯磺酸钠的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：步骤（2）所述树叶为杨树叶，枫树叶或柚子树叶中的任意一种。
6.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：步骤（4）所述桃胶液的制备过程为：将桃胶与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得桃胶液。
7.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：步骤（5）所述含三甲基铝氮气中三甲基铝的体积含量为8～10%。
8.根据权利要求1所述一种轨道吸声板，其特征在于：步骤（5）所述用含三甲基铝氮气熏蒸速率为80～100mL/min。
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