一种复合吸音材料、制备工艺及其应用制造技术

本申请涉及吸音材料技术领域，特别涉及一种复合吸音材料、制备工艺及其应用。复合吸音材料，包括发泡陶瓷颗粒，烧成后所述发泡陶瓷颗粒的表面部分熔融，使得所述发泡陶瓷颗粒之间相互粘接并形成固熔体，所述固熔体为多孔结构。由发泡陶瓷颗粒作为原料，在烧成时发泡陶瓷颗粒表面部分熔融产生液相，使颗粒和颗粒之间相互粘连，粘接后的颗粒堆积形成具有多孔结构的固熔体，使复合吸音材料具有较好的吸音和渗水效果，发泡陶瓷废料得到了合理化应用。并且由于发泡陶瓷颗粒在原先的制备过程中已经过高温烧制，其烧失量极低，因此，在较短烧成周期和较低烧成温度的条件下即可制备得到吸音效果较好的复合吸音材料。效果较好的复合吸音材料。效果较好的复合吸音材料。

【技术实现步骤摘要】
一种复合吸音材料、制备工艺及其应用


[0001]本申请涉及吸音材料
，特别涉及一种复合吸音材料、制备工艺及其应用。

技术介绍

[0002]现有的隔音建筑多使用玻璃棉作为吸音材料，其易吸湿、受潮，材料长时间使用后容易出现霉变、坍塌现象，导致吸音性能大大降低，因此，吸音材料需要周期性更换，造成了大量的资源浪费，且更换下来的玻璃棉无法回收成为废弃物，对环境造成污染。
[0003]目前，在发泡陶瓷板生产过程中会产生大量的边角料，上述边角料经破碎后常用作轻骨料制备轻质水泥条板或砌块，破碎后的粉末可用于制备瓷砖胶或艺术涂料的填料，但经高温烧结后制得的发泡陶瓷性能较为优异，上述产品的附加值较低，只能用于低端市场和要求不高的场所，发泡陶瓷边角料并没有得到合理开发利用。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是提供一种复合吸音材料、制备工艺及其应用，旨在解决现有的玻璃棉吸音材料使用周期较短，发泡陶瓷边角料未得到合理开发的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本申请提出一种复合吸音材料，包括发泡陶瓷颗粒，烧成后所述发泡陶瓷颗粒的表面部分熔融，使得所述发泡陶瓷颗粒之间相互粘接并形成固熔体，所述固熔体为多孔结构。
[0006]本方案中的原料仅包括发泡陶瓷颗粒，发泡陶瓷颗粒由现有的发泡陶瓷废料或边角料等破碎而成，发泡陶瓷颗粒可为含有闭气孔和/或含有连通气孔的发泡陶瓷颗粒，原料使用的发泡陶瓷种类不受限定，可由各类发泡陶瓷破碎后形成的颗粒复合而成。在烧成时发泡陶瓷颗粒表面部分熔融产生液相，颗粒和颗粒之间粘连，粘接后的颗粒堆积形成具有若干孔洞、且孔洞相互连通的空腔结构，即形成具有多孔结构的固熔体，需要说明的是，发泡陶瓷颗粒表面的毛糙孔壁结构容易在产生液相后粘连，提高粘连强度，比传统的实心颗粒料粘连强度更高，此时复合吸音材料具有较好的吸音和渗水效果。
[0007]由于发泡陶瓷已经进行过高温烧结，其耐久性能优异，利用其轻质的特点加工成发泡陶瓷颗粒，发泡陶瓷颗粒混合后二次低温烧制成为具有连通状态的复合吸音材料，可制得功能性特殊产品，提高发泡陶瓷废料或边角料的价值。
[0008]优选地，烧成制度为：室温升温至1050
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1100℃，升温速率为2
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10℃/min；于1050
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1100℃下保温10
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40min后冷却至室温。由于发泡陶瓷颗粒在原先的制备过程中已经过高温烧制，经过高温烧结的发泡陶瓷颗粒属于熟料，所有的碳酸盐、硫酸盐以及有机质在高温状态下已经分解，所以发泡陶瓷颗粒的烧失量极低；同时经过高温烧制后的发泡陶瓷存在大量液相，液相占比在60
‑
85％之间，还有少量的刚玉、堇青石、莫来石和石英晶相存在，具体的，堇青石2
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25％，莫来石0
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8％，石英含量在3
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10％之间，高含量的堇青石、莫来石导致其膨胀系数低，可有利于板材烧成后快速冷却，板材(复合吸音材料)不至于开裂变形；且堇青石和莫来石的存在，也可以提高材料的机械强度。因此，在复合吸音材料的烧成过程中窑炉
无需设置氧化排气段在较低温度下即1100℃以下便可产生液相，只需设置成使发泡陶瓷颗粒达到表面部分熔融(产生液相)时的温度，使发泡陶瓷颗粒表面快速形成液相，形成的液相使发泡陶瓷颗粒与颗粒之间相互粘连，粘接后的颗粒堆积形成具有若干孔洞、且相互连通的空腔结构，即具有多孔结构的固熔体。
[0009]最佳的烧成制度为：室温升温至1070
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1100℃，升温速率为5
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8℃/min；于1070
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1100℃下保温10
‑
20min后冷却至室温。室温通常指30℃左右的范围，在上述烧成制度内，升温速率和保温时间控制在合理范围内，控制发泡陶瓷的液相产生量，防止孔洞封闭，使复合吸音材料具有最佳的吸音和渗水效果。本方案中的冷却过程可以采用自然冷却或急冷，采用急冷时的冷却周期为5
‑
12h，可以加速制品冷却，提高窑炉产量和窑炉的利用率。
[0010]优选地，按质量百分比计，所述发泡陶瓷颗粒中玻璃相物质占比68
‑
90％，非玻璃相物质占比10
‑
32％。因为发泡陶瓷颗粒中由大量玻璃相的存在，二次制备颗粒吸音材料时便可以在较低温度和较短时间产生液相，使得颗粒之间粘连烧结，另外高温烧制后的材料含有极少量的有机质(0
‑
0.8％)和碳酸盐类(0
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0.5％)，无需氧化分解，可直接升温制备。
[0011]优选地，所述发泡陶瓷颗粒的粒径为10
‑
20目占比15
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30％，20
‑
30目占比45
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55％，30
‑
40目占比20
‑
30％。10
‑
40目的发泡陶瓷颗粒属于制备复合吸音材料的最佳颗粒，其中，10
‑
20目占比22％，20
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30目占比48％，30
‑
40目占比30％，比例最佳，复合吸音材料的吸音效果和渗水效果有进一步提升。颗粒如果偏大，将会使烧成后的材料孔隙较大，声音进入材料孔隙后无法有效产生摩擦和震动而消耗动能而消音；若颗粒偏细，烧成后材料密度大，孔隙小，声波进入板材难度加大，声音反射而无法进入板材内部实现消声的目的。
[0012]优选地，按质量百分比计，所述发泡陶瓷颗粒的化学组成为SiO250.36
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71.32％、Al2O39.11
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16.82％、Fe2O30.62
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0.99％、TiO20.1
‑
0.21％、CaO0.87
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19.5％、MgO1.96
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3.5％、K2O0.53
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3.59％和Na2O0.49
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3.52％。本方案的原料颗粒采用任一种常规的发泡陶瓷破碎均可，如闭气孔发泡陶瓷或开气孔发泡陶瓷，以上的化学组成仅为本方案中发泡陶瓷原料使用的其中一种，在上述化学组成时复合吸音材料具有较佳的性能。在其他实施例中，化学组成随发泡陶瓷类型的改变适应性改变。在本方案中，优选使用开气孔发泡陶瓷作为发泡陶瓷颗粒的来源，吸音系数可以得到进一步改善。
[0013]优选地，所述复合吸音材料的孔隙率为60
‑
85％。本方案中的复合吸音材料(固熔体)烧成后内部的孔隙由颗粒与颗粒间堆积产生，孔隙率范围在60
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85％之间。
[0014]优选地，所述固熔体的孔径为0.5
‑
2.5mm。
[0015]优选地，所述发泡陶瓷颗粒呈椭球状或圆球状。发泡陶瓷颗粒经过破碎加工后表层孔洞打开呈开口状的多孔结构，整个发泡陶瓷颗粒呈椭球状、圆球状或者近似圆球状；当然在其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合吸音材料，其特征在于，包括发泡陶瓷颗粒，烧成后所述发泡陶瓷颗粒的表面部分熔融，使得所述发泡陶瓷颗粒之间相互粘接并形成固熔体，所述固熔体为多孔结构。2.如权利要求1或2所述的一种复合吸音材料，其特征在于，烧成制度为：室温升温至1050
‑
1100℃，升温速率为2
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10℃/min；于1050
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1100℃下保温10
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40min后冷却至室温。3.如权利要求1所述的一种复合吸音材料，其特征在于，按质量百分比计，所述发泡陶瓷颗粒中玻璃相物质占比68
‑
90％，非玻璃相物质占比10
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32％。4.如权利要求1所述的一种复合吸音材料，其特征在于，所述发泡陶瓷颗粒的粒径为10
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20目占比15
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30％，20
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30目占比45
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55％，30
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40目占比20
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30％。5.如权利要求1所述的一种复合吸音材料，其特征在于，所述固熔体的孔隙率为60
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【专利技术属性】
技术研发人员：张国涛，聂新超，杨景琪，柳文龙，薛俊东，徐鑫，
申请(专利权)人：佛山金意绿能新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：