一种多孔硅砂降噪板及其制备方法技术

本发明专利技术涉及通用声屏障材料领域，具体而言，涉及一种多孔硅砂降噪板。所述降噪板主要由以下原料制成：砂粒75～85份、硅酸钠12～18份、硅酸镁2～4份、硅酸锂1～3份、活化剂0.1～0.4份；按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉35％～60％、氧化镁20％～40％、铝粉15％～20％、玻璃粉5％～15％。本发明专利技术提供的多孔硅砂降噪板由不同粒径的砂粒与特定配比的硅酸盐及活化剂按照其特定比例混合后固化而成，声波在多角度的入射情况下入射到板内并在板内砂粒之间横向穿越传播时，特定频率的声波会形成相互干涉消耗声能，称之为相位型吸声；此外，该降噪板还具有优秀的强度，阻燃性能和耐候性能也很好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通用声屏障材料领域，具体而言，涉及一种多孔硅砂降噪板及其制备方法。
技术介绍
随着现代工业和交通运输事业的发展以及环保意识的增强，人们对声音环境的要求也越来越高，吸声降噪正逐渐成为一个有关高科技、环境以及人类协调发展急需解决的重要课题。目前市场上常用的吸声与隔声材料，通常防火、耐候、强度、吸声与隔声等性能不佳，在应用时暴漏出各种各样的问题。需要研究出一种既能防火、耐候、物理化学性能优良，又满足吸声与隔声要求的新型降噪板。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种多孔硅砂降噪板，所述的多孔硅砂降噪板强度高，具有优异的耐候性能，并且阻燃性能也很好。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的多孔硅砂降噪板的制备方法，该方法操作简单，易于实施。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种多孔硅砂降噪板，按重量份计，所述降噪板主要由以下原料制成：砂粒75～85份、硅酸钠12～18份、硅酸镁2～4份、硅酸锂1～3份、活化剂0.1～0.4份；按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉35％～60％、氧化镁20％～40％、铝粉15％～20％、玻璃粉5％～15％。砂粒主要成分为石英或矿物颗粒，其空隙率大，可为吸声材料提供结构基础；硅酸盐的作用主要是提供粘结力以促降噪板的成型，同时赋予硅砂降噪板以阻燃性能和足够的强度。本专利技术提供的硅砂降噪板中砂粒含量较高，为了提供优秀粘结性能且不对吸声材料的孔隙率造成过多干扰，因此优选的硅酸盐作为成型原料。为强化其成型能力，也可以在其中添加一部分硅酸盐水泥熟料等作为辅助粘合剂。硅酸钠是一种水溶性硅酸盐，是一种无机黏合剂，其粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，是硅酸盐粘合剂的主要成分；硅酸镁与其他几种材料复合后，具有优良的隔热、防火、抗压性能，是理想的建筑节能材料；硅酸锂是金属锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物，可与硅酸钠、硅酸镁配合形成稳固的黏合剂。具体的，硅酸盐是以水玻璃的形式作为无机胶合剂起作用的。与有机胶黏剂相比，硅酸盐胶黏剂具有耐燃性好、耐酸性强、环保无毒、制备工艺简单等优点，且本专利技术提供的硅酸盐配比耐久性好，胶黏性能强，制成的硅砂降噪板强度高。所述活化剂可对水玻璃进行改性，增强其性能，降低固化温度。优选的，按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉40％～50％、氧化镁25％～35％、铝粉16％～18％、玻璃粉8％～12％。硅酸盐胶黏剂虽然存在着各种优点，但其缺点也比较突出，即粘结强度低。针对其此缺点，本专利技术通过活化剂的方法对其进行改性以使其具有优秀的粘结强度和耐水性能。硅酸盐胶黏剂在脱水固化的过程中，硅酸盐的自由羟基会与固化剂(在本专利技术中，为砂粒中的氧化硅)以及活化剂融合形成以固化剂为核心的类似陶瓷的网状结构。其中，铜粉在固化过程中会被氧化成CuO，而CuO可有效增强胶黏剂的剪切强度，且CuO还可以有效降低固化温度以及固化时间；铝粉同样会被氧化成Al2O3，还会生成一部分的Al(OH)3；铝粉和氧化镁的添加量均是与铜粉的添加量相适应的，可用来增加硅酸盐胶黏剂的耐候性及剪切强度；玻璃粉末为无机定型硬质颗粒，生产中使用原料为PbO、SiO2、TiO2等电子级原料混匀后，再高温进行固相反应，形成无序结构的玻璃均质体，化学性质稳定，可用于增加硅酸盐胶黏剂的耐候性及耐腐蚀性。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板，所述硅酸钠为4模硅酸钠。硅酸钠的分子式为Na2O·nSiO2，石英砂和碱的配合比例即SiO2和Na2O的摩尔比决定着硅酸钠的模数n，模数即显示硅酸钠的组成，模数是硅酸钠的重要参数，一般在1.5～3.5之间。模数越大，固体硅酸钠越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解，n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。硅酸钠模数越大，氧化硅含量越多，硅酸钠粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。本专利技术一方面需要尽量减少粘合剂的添加量，一方面又不能妥协吸声材料的强度，因此优选采用了4模硅酸钠与既定配比的硅酸镁及硅酸锂配合，有效的增加了胶黏的强度。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板，所述砂粒的粒径为40～300目。吸声材料多是一些多孔材料，当声波进入多孔材料的孔隙中，引起空隙间空气分子、纤维振动，由于空气与孔隙的摩擦阻力、空气的粘滞阻力、热传导等作用，使大部分声能变为热能耗散，起到吸声作用。一般密度小、孔隙多的材料，吸声效果好；结构紧密、光滑、坚硬的材料，吸声效果差。由于以上原因，砂粒的粒径对噪声的吸收效果有着重要的影响。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板，所述降噪板包括基层、中间层和面层；在所述基层中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照(4～6):1的重量比例混配而成。所述砂粒的粒径为250～300目；在所述中间层中，所述砂粒由40～80目的砂粒和120～300目的砂粒按照1：(4～6)的重量比例混配而成；在所述面层中，所述砂粒由40～80目的砂粒和120～200目的砂粒按照1：(6～8)的重量比例混配而成。一般硅砂降噪板对于高频声音的吸收较好，但对低频声音的吸收效果较差。低频声音的吸声性随着材料的厚度增加而增加，因而通常采用增加厚度的方式增强对低频噪音的吸收能力。本专利技术将不同孔隙的三层结构形成多孔硅砂降噪板，当声波入射到硅砂板后，声波在多角度的入射情况下在板内砂粒之间穿越，特定频率的声波在砂粒之间穿越时相互干涉消耗声能，称之为相位型吸声。此种工艺制成的板材，因为具有较高的面密度，又具有较高的隔声量。具有吸声与隔声的双重特点，实现吸隔声于一体的降噪目的。在本申请中，基层、中间层和面层的区别仅仅是砂粒的粒径不同，其成分配比及制备方法都是一样的，原料组成均按照上述的方式进行设置。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板，所述多孔硅砂降噪板的厚度为18mm～22mm。此种工艺制成的板材，密度通常为1500～1800kg/m3，通常制备的板厚为18mm～22mm，面密度为30～36kg/mm2。因为多孔硅砂降噪板具有较高的面密度，所以除了具有强吸声的特点外，还具有较高的本体隔声量。也就是说多孔硅砂降噪板制备而成的声屏障具有吸声与隔声的双重特点，实现吸隔声于一体的降噪目的。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板，所述基层、中间层和面层的厚度比为(2～6)：(10～15)：1。降噪板不同层面的厚底与孔隙对其吸声降噪能力有着决定性的影响。如上所述的多孔硅砂降噪板的制备方法，包括如下步骤：1)、将所述硅酸钠、硅酸镁、硅酸锂制成水玻璃；2)、将步骤1)得到的水玻璃与所述砂粒及所述活化剂混合搅拌均匀，加热固化成型。该制备方法简单易行，利于操作。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板的制备方法，在步骤1)中，所述水玻璃的制备方法为：将所述硅酸钠、硅酸镁、硅酸锂加入35～45重量份的水中，在6～8个大气压进行压蒸反应制成水玻璃。由于本专利技术中采用高模硅酸钠作为胶黏剂的主要成分，而模数越大，粘结力增大，但同时其溶解度也不断降低，因而采用6～8个大气压进行压蒸反应以促进硅酸盐的溶解。优选的，如上所述的多孔硅砂降噪板的制备方法，在步骤2)中，所述加热固化成型的条件为：200℃～250℃固化40min～80min。由于活化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔硅砂降噪板，其特征在于，按重量份计，所述降噪板主要由以下原料制成：砂粒75～85份、硅酸钠12～18份、硅酸镁2～4份、硅酸锂1～3份、活化剂0.1～0.4份；按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉35％～60％、氧化镁20％～40％、铝粉15％～20％、玻璃粉5％～15％。

【技术特征摘要】
1.一种多孔硅砂降噪板，其特征在于，按重量份计，所述降噪板主要由以下原料制成：砂粒75～85份、硅酸钠12～18份、硅酸镁2～4份、硅酸锂1～3份、活化剂0.1～0.4份；按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉35％～60％、氧化镁20％～40％、铝粉15％～20％、玻璃粉5％～15％。2.根据权利要求1所述的多孔硅砂降噪板，其特征在于，按质量百分数计，所述活化剂包括以下组份：铜粉40％～50％、氧化镁25％～35％、铝粉16％～18％、玻璃粉8％～12％。3.根据权利要求1所述的多孔硅砂降噪板，其特征在于，所述硅酸钠为4模硅酸钠。4.根据权利要求3所述的多孔硅砂降噪板，其特征在于，所述砂粒的粒径为40～300目。5.根据权利要求1～4任一项所述的多孔硅砂降噪板，其特征在于，所述降噪板包括基层、中间层和面层；在所述基层中，所述砂粒由40～100目的砂粒和100～120目的砂粒按照(4～6):1的重量比例混配而成；在所述中间层中，所述砂粒由40～80目的砂粒和120～300目的砂粒按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕翔，王熙伟，
申请(专利权)人：燕翔，王熙伟，
类型：发明
国别省市：北京;11