一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于多孔吸声材料技术领域，提供了一种微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法，原料主要为太湖底泥，对其实现高资源化利用。采用凝胶

【技术实现步骤摘要】
一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于多孔吸声材料
，具体涉及一种多孔吸声陶瓷的制备方法，其中包含对太湖底泥的高效资源化利用。

技术介绍

[0002][0003]多孔材料是有效的吸声材料，为主要的噪声被动控制方法之一。现有技术中，纤维吸声材料如棉麻纤维、毛毡、木质纤维板、涤纶棉等防火、防腐、防潮等性能较差；无机纤维吸声材料如玻璃棉、矿渣棉、珍珠岩等存在性脆易断、质地松软、受潮后吸声性能下降等缺点；泡沫材料如泡沫混凝土、泡沫塑料等强度较低，背后不宜留空腔，易损坏；金属吸声材料成本较高。
[0004]鉴于现有的多孔吸声材料普遍存在吸声性能差、污染环境、寿命低、无法用于特殊空间等问题，生态、环保、高效吸声的多孔吸声材料在实际应用中显出举足轻重的价值。而现有多孔吸声陶瓷材料的相关专利技术研究在原料选取、制备工艺耗能等方面关注较少，使得目前多孔陶瓷的原料成本高、制备工艺复杂、高耗能，很难产业化应用，研究多停留于实验研发阶段，难以大规模工程应用。
[0005]针对现有技术中所存在的上述技术缺陷，本专利技术目的在于提供一种以太湖底泥为主要原料的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法，旨在提供节能环保领域的太湖底泥处置、噪声污染等两大社会治理难题提供循环经济解决方案，同时解决现有多孔吸声陶瓷材料的原料成本高、吸声性能差、制备工艺复杂且不可控的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法，至少可以解决现有技术中存在的部分问题。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料由以下原料制作而成：太湖底泥粉末、膨润土、分散剂、胶凝剂、发泡剂、树脂乳液、增韧纤维、水；其中，太湖底泥粉末、膨润土、分散剂、胶凝剂、发泡剂、树脂乳液、增韧纤维的重量配比依次为(80
‑
95)：(6
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10)：(1
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2)：(1
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2)：(2
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3)：(1
‑
2)：(0.5
‑
1.0)。
[0008]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的优选方案，其特征在于，所述太湖底粉末泥由重量百分比为60
‑
80%的粒径分布为80
‑
100微米的大颗粒粉末、重量百分比为10
‑
30%的粒径分布为40
‑
50微米的中颗粒粉末以及重量百分比为5
‑
10%的粒径分布为10
‑
20微米的小颗粒粉末三种不同粒径的粉末材料组成。
[0009]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的优选方案，其特征在于，所述分散剂为重量配比依次为(2
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4)：(2
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4)：(1
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3)的羧甲基纤维素、聚丙烯酸铵和聚乙烯吡咯烷酮组成；所述胶凝剂为异丁烯
‑
顺丁烯二酸酐共聚物、水玻璃或卡拉胶。
[0010]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的优选方案，其特征在于，所述发泡剂选自表面活性剂、过氧化氢溶液、无机粉末、有机材料；其中，表面活性剂由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及稳泡剂按照重量配比为1：1：0.2的配比组成，阴离子表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱，阳离子表面活性剂为十二烷基硫酸三乙醇胺，所述稳泡剂为聚乙烯醇；所述无机粉末选自氢氧化铝、氢氧化镁、硅、碳化硅、氧化铁、碳酸钙、碳酸氢钠；所述有机材料选自聚乙烯、聚丙烯。
[0011]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的优选方案，其特征在于，所述树脂乳液选自聚苯乙烯乳液和/或苯丙乳液；所述增韧纤维选自莫来石晶须或碳化硅晶须，所述增韧纤维的长径比为60
‑
100。
[0012]为解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括如下的步骤：S1：将原料太湖底泥粉末、膨润土混合得到混合粉末，粉末材料与适量的水搅拌混合并加入分散剂和胶凝剂，调整pH至10.5
‑
13.0，球磨处理，最终得到固含量为40
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75wt%的浆料;S2：向得到的浆料中加入发泡剂，搅拌混合，随后搅拌过程中加入树脂乳液和增韧纤维，得到发泡浆料；S3：将发泡浆料注入至亚克力可拆卸活动模具中，静置8h以上；S4：将样坯进行低温干燥，得到生坯；S5：将生坯置于高温烧结炉中进行烧结处理，随后炉冷至室温，得到微开孔吸声陶瓷材料。
[0013]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法的优选方案，其特征在于，所述太湖底泥粉末的制备方法如下：将收集的太湖底泥在常温条件下进行晾晒至干结，随后在300
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600℃条件下进行预烧制处理，烧制时间为2
‑
4h，随后冷却至常温取出；将预烧制的太湖底泥依次置于打碎机和球磨机中进行粉末和球磨处理，过筛处理，获得三种不同粒径范围的太湖底泥粉末。
[0014]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法的优选方案，其特征在于，所述步骤S1的球磨转速为500
‑
1000rpm，球磨时间为2
‑
4h；所述步骤S2搅拌速度为200
‑
1500rpm，搅拌时间为2
‑
10min。
[0015]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法的优选方案，其特征在于，所述步骤S4中低温干燥分为两步，第一次低温干燥温度为零下(40
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50)℃，时间为30
‑
50min，第二次低温干燥温度为零下(80
‑
90)℃，时间为12
‑
16h。
[0016]作为本专利技术所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法的优选方案，其特征在于，所述步骤S5中的烧结分为两步，第一次以1
‑
3℃/min的速率升温至500
‑
700℃，保温0.5
‑
1.0h，第二次以2
‑
6℃/min的速率升温至1000
‑
1200℃，保温1
‑
2h，随后炉冷至室温。
[0017]本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提供的基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法，以太湖底泥为主要原材料，解决了太湖底中大量微生物、超标金属导致的有害污染，实现了太湖底泥的
绿色、还保处理，实现了太湖底泥资源的高效利用，降低了陶瓷材料的原料成本。
[0018]2、本专利技术提供的基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料及其制备方法中不采用模压机、冷等静本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料由以下原料制作而成：太湖底泥粉末、膨润土、分散剂、胶凝剂、发泡剂、树脂乳液、增韧纤维、水；其中，太湖底泥粉末、膨润土、分散剂、胶凝剂、发泡剂、树脂乳液、增韧纤维的重量配比依次为(80
‑
95)：(6
‑
10)：(1
‑
2)：(1
‑
2)：(2
‑
3)：(1
‑
2)：(0.5
‑
1.0)。2.根据权利要求1所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述太湖底粉末泥由重量百分比为60
‑
80%的粒径分布为80
‑
100微米的大颗粒粉末、重量百分比为10
‑
30%的粒径分布为40
‑
50微米的中颗粒粉末以及重量百分比为5
‑
10%的粒径分布为10
‑
20微米的小颗粒粉末三种不同粒径的粉末材料组成。3.根据权利要求1所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述分散剂为重量配比依次为(2
‑
4)：(2
‑
4)：(1
‑
3)的羧甲基纤维素、聚丙烯酸铵和聚乙烯吡咯烷酮组成；所述胶凝剂为异丁烯
‑
顺丁烯二酸酐共聚物、水玻璃或卡拉胶。4.根据权利要求1所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述发泡剂选自表面活性剂、过氧化氢溶液、无机粉末、有机材料；其中，所述表面活性剂由阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂以及稳泡剂按照重量配比为1：1：0.2的配比组成，阴离子表面活性剂为十二烷基二甲基甜菜碱，阳离子表面活性剂为十二烷基硫酸三乙醇胺，所述稳泡剂为聚乙烯醇；所述无机粉末选自氢氧化铝、氢氧化镁、硅、碳化硅、氧化铁、碳酸钙、碳酸氢钠；所述有机材料选自聚乙烯、聚丙烯。5.根据权利要求1所述的一种基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料，其特征在于，所述树脂乳液选自聚苯乙烯乳液和/或苯丙乳液；所述增韧纤维选自莫来石晶须或碳化硅晶须，所述增韧纤维的长径比为60
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100。6.一种权利要求1
‑
5中任一项所述的基于太湖底泥的微开孔吸声陶瓷材料的制备方法，其特征在于：包括如下的步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵鹤群，荣宁宁，孙晶，岳文瑄，
申请(专利权)人：南京声远声学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：