【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种隔音墙体材料及其制备方法。
技术介绍
1、隔声墙体是建筑声学设计中的重要组成部分，它的主要功能是吸收室内的声波能量，减少声波的反射，从而改善室内的声学环境。隔声墙体可以有效地控制混响时间，提高语音清晰度，减少噪声干扰，对于音乐厅、剧场、会议室等场所尤为重要。
2、隔音墙体(吸声墙体)的类型多样，包括单层吸声墙体、双层吸声墙体、复合吸声墙体等。材料方面，常见的有多孔吸声材料(如矿棉、玻璃棉)、纤维吸声材料(如岩棉、玻璃纤维)、泡沫吸声材料(如聚氨酯泡沫)、共振吸声结构(如穿孔板)等。这些材料通过其内部的孔隙结构或纤维排列，能够有效地吸收特定频率范围内的声波。
3、近年来，吸声材料的研究重点在于提高其性能，特别是在低频吸声方面。研究者们探索了基于声学超材料的吸声系统，这些材料通过人工制造的复合周期性结构展现出传统材料所不具备的超常物理特性，能够有效吸收低频噪声。此外，4d打印技术的结合使得声学超材料的吸声频率可以实现自适应调节，提高了吸声能力和灵活度。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：本专利技术的目的是提供一种隔音墙体材料，采用的隔音墙体材料的复合方式为多孔-共振复合材料，对低频处的吸声有提升效果。
2、技术方案：一种隔音墙体材料，所述隔音墙体材料包括多孔层，空气腔层以及复合空腔层，所述多孔层为聚氨酯泡沫复合静电纺丝层，所述空气腔层为具备单向取向的气凝胶层，所述复合空腔层为具备单向取向的气凝胶层，且气凝胶中
3、上述的隔音墙体材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、s1.多孔层的制备：将水，三乙烯二胺，二月桂酸二丁基锡和硅油混合均匀后，加入聚醚多元醇n330，混合均匀后，加入二苯基甲烷二异氰酸酯，搅拌均匀后，倒入至含有静电纺丝膜的模具中，进行发泡熟化，得到多孔层；
5、s2.空气腔层的制备：将秸秆短切后加入水中进行高速剪切，得到纤维素悬浮液，将悬浮液倒入模具中，进行单向冷冻干燥，得到定向排列的多孔材料；
6、s3.复合空腔层的制备：将秸秆短切后加入水中进行高速剪切，得到纤维素悬浮液，在纤维素悬浮液中加入微纳米空心颗粒，搅拌均匀后，将悬浮液倒入模具中，进行单向冷冻干燥，得到定向排列的多孔材料；
7、s4.隔音墙体材料的制备：将多孔层，空气腔层和复合空腔层依次复合，得到隔音墙体材料。所述步骤s1中静电纺丝膜为复合纺丝膜，复合静电纺丝膜的厚度为1-3mm，所述复合静电纺丝膜的孔隙率大小随着声波传输的方向逐渐变小，所述复合静电纺丝膜声波进入的一侧的孔隙率为85-95％，声波出去的一侧的孔隙率为60-75％。
8、优选的，所述步骤s1中水，三乙烯二胺，二月桂酸二丁基锡，硅油，聚醚多元醇n330和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3-3.5:0.2-0.4:0.2-0.4:1-3:80-100:40-45。
9、优选的，所述步骤s2中高速剪切的转速为15000-18000r/min，时间为20-60min，纤维素悬浮液的浓度为1.2-1.8wt％，冷冻干燥的温度为-30～-20℃，时间为30-60h。
10、优选的，所述步骤s3中高速剪切的转速为15000-18000r/min，时间为20-60min，纤维素悬浮液的浓度为2-2.5wt％，冷冻干燥的温度为-80～-50℃，时间为30-60h。
11、优选的，所述步骤s3中微纳米空心颗粒为包覆稀土氧化物的空心纳米球，所述空心纳米球为纳米tio2、sio2或al2o3中的任意一种或多种，所述纳米空心颗粒在纤维素悬浮液中的含量为2.2-2.5wt％。
12、优选的，所述包覆稀土氧化物的空心纳米球的制备方法包括以下步骤：
13、s11.将空心纳米球加入至异丙醇水溶液中，然后调节ph值至7.5，得到浓度为3-5wt％空心纳米球悬浮液；
14、s12.将稀土硝酸盐和聚乙烯吡咯烷酮加入至空心纳米球悬浮液中，稀土硝酸盐，聚乙烯吡咯烷酮和空心纳米球悬浮液的质量体积比为2-4g:1-2g:80-100ml，搅拌均匀后，滴加尿素溶液反应后，过滤洗涤干燥，最后烧结得到包覆稀土氧化物的空心纳米球。
15、优选的，所述步骤s12中的烧结温度为先在250-300℃的条件下煅烧1-2h，然后在600-650℃的条件下煅烧3-5h。
16、有益效果：本专利技术隔音墙体材料具有以下优点：
17、1.本专利技术中采用的隔音墙体材料的复合方式为多孔-共振复合材料，对低频处的吸声有提升效果，本专利技术中将多孔泡沫和静电纺丝膜结合，且随着声波传递的方向孔隙率越来越小，即静电单丝膜的密度增加，使得单位体积内的纤维数量增加，纤维之间构造的孔数量相应增多同时孔径相应减小，导致比表面增大，提高了声波与纤维表面的摩擦，更有利于低频声波的吸收；
18、2.本专利技术中隔音墙体材料还复合有空气腔层以及复合空腔层，两个腔层都是通过单向冷冻干燥制备，通过单向冷冻干燥的腔层为定向平行的多孔腔层，类似于空腔，且空气腔层以及复合空腔层大小不同，渐变大小的空腔内部储存有大量的静止空气，声波进入材料内部之后与静止空气产生摩擦消耗，更有利于声波的吸收；
19、3.本专利技术在复合空腔层中加入包覆稀土氧化物的空心纳米球，在稀土元素具有特殊的电子结构，结合多孔材料后，其具有良好的振动衰减能力和吸声性能，对低频吸声效果好。
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1.一种隔音墙体材料，其特征在于：所述隔音墙体材料包括多孔层，空气腔层以及复合空腔层，所述多孔层为聚氨酯泡沫复合静电纺丝层，所述空气腔层为具备单向取向的气凝胶层，所述复合空腔层为具备单向取向的气凝胶层，且气凝胶中负载有微纳米空心颗粒，所述空气腔层两侧分别为多孔层和复合空腔层，其中，多孔层的厚度为3-6mm，空气腔层的厚度为5-8mm，复合空腔层为3-5mm。
2.根据权利要求1所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中静电纺丝膜为复合纺丝膜，复合静电纺丝膜的厚度为1-3mm，所述复合静电纺丝膜的孔隙率大小随着声波传输的方向逐渐变小，所述复合静电纺丝膜声波进入的一侧的孔隙率为85-95％，声波出去的一侧的孔隙率为60-75％。
4.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中水，三乙烯二胺，二月桂酸二丁基锡，硅油，聚醚多元醇N330和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3-3.5:0.2-0.4:0.2-0.4:1-3:80-
5.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中高速剪切的转速为15000-18000r/min，时间为20-60min，纤维素悬浮液的浓度为1.2-1.8wt％，冷冻干燥的温度为-30～-20℃，时间为30-60h。
6.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中高速剪切的转速为15000-18000r/min，时间为20-60min，纤维素悬浮液的浓度为2-2.5wt％，冷冻干燥的温度为-80～-50℃，时间为30-60h。
7.根据权利要求6所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中微纳米空心颗粒为包覆稀土氧化物的空心纳米球，所述空心纳米球为纳米TiO2、SiO2或Al2O3中的任意一种或多种，所述纳米空心颗粒在纤维素悬浮液中的含量为2.2-2.5wt％。
8.根据权利要求7所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述包覆稀土氧化物的空心纳米球的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S12中的烧结温度为先在250-300℃的条件下煅烧1-2h，然后在600-650℃的条件下煅烧3-5h。
...【技术特征摘要】
1.一种隔音墙体材料，其特征在于：所述隔音墙体材料包括多孔层，空气腔层以及复合空腔层，所述多孔层为聚氨酯泡沫复合静电纺丝层，所述空气腔层为具备单向取向的气凝胶层，所述复合空腔层为具备单向取向的气凝胶层，且气凝胶中负载有微纳米空心颗粒，所述空气腔层两侧分别为多孔层和复合空腔层，其中，多孔层的厚度为3-6mm，空气腔层的厚度为5-8mm，复合空腔层为3-5mm。
2.根据权利要求1所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中静电纺丝膜为复合纺丝膜，复合静电纺丝膜的厚度为1-3mm，所述复合静电纺丝膜的孔隙率大小随着声波传输的方向逐渐变小，所述复合静电纺丝膜声波进入的一侧的孔隙率为85-95％，声波出去的一侧的孔隙率为60-75％。
4.根据权利要求2所述的隔音墙体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中水，三乙烯二胺，二月桂酸二丁基锡，硅油，聚醚多元醇n330和二苯基甲烷二异氰酸酯的质量比为3-3.5:0.2-0.4:0.2-0.4:1-3:80-100:40-45。
5.根据权利要求2所述的隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：周文卫，
申请(专利权)人：苏州博源建筑装饰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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