[发明专利]一种具有优异的中低频吸声性能的轻质陶瓷吸声材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有优异的中低频吸声性能的轻质陶瓷吸声材料及其制备方法。该方法包括：将煤粉、胶凝剂、分散剂、固体废物、陶瓷原料、无机盐加入溶剂中混合均匀，得到料浆，发泡，注模，烧成，然后浸渍在晶须原料悬浮液中，烧结，得到该材料。该材料的显气孔率为85.6％‑88.5％，容重为0.28‑0.40g/cm³，在200‑2000Hz频率范围内，降噪系数在0.58‑0.65之间(驻波管法测量)，属于一级降噪吸声材料。本发明材料的孔与孔之间高度连通，孔径分布范围广以及轻质的特点，对中低频波段的噪音具有较高的吸收效果；制备工艺简单，原料成本低廉，具有耐候性强，安全环保等优点。

技术领域

本发明属于材料制备领域，具体涉及一种具有优异的中低频吸声性能的轻质陶瓷吸声材料及其制备方法。

背景技术

噪音与水污染、空气污染并成为世界三大污染，长期处于噪音污染环境下，会对人的身心健康产生极大的危害。在生活中2000Hz以下的噪音非常常见，例如家用电器，发动机，各种震动等都会产生大量的此类噪音。特别是2000以下的中频噪音，在日常生活中是出现最多的，需要重点防治。而低频噪音因为本身特性，所以具有衰减慢，传播距离远，穿越障碍能力强等特点，但人耳本身对低频很迟钝，所以低频对人的危害也很大。而2000hz以上的噪音对于人耳来说很敏感，所以一般大多数这种噪音在源头上就解决了，在人类的日常生活中相对较少。高频噪音由于衰减快的特性，很多吸声材料在高频范围都具有很好的吸声系数。基于此建筑吸声产品的吸声性能分级(GB/T 16731-1997)采用降噪系数(吸声系数分别在250，500,1000,2000Hz取平均值)大小来划分吸声材料等级。通常采用混响室法测得的降噪系数大于0.8即属于一级降噪吸声材料。驻波管法测得的吸声系数因声波入射方式与混响室法不同，往往相比于实际吸声系数会小。按照驻波管法与混响室法的经验吸声系数关系曲线换算，当驻波管法测得的吸声系数为0.57时，换算为混响室法测得的吸声系数即为0.8。

目前仍未有合适的材料可以大范围应用去解决生活中中低频噪音对人产生的危害。例如，专利号为CN209855103U的专利公开了“具有低频降噪、吸声性能的轻型木结构墙体”，它通过优化墙体结构,将特定结构的吸声层与传统轻型木墙体结构相结合,利用吸声层结构对低频声波的高效吸收性能来吸收低频噪音。但这种方法，不仅造价高，占用面积大；而且因为木质材料本身原因，寿命短，且对使用环境有一定要求。专利号为CN110845217A的专利公开了“一种吸声、减噪的陶瓷加工工艺”，将填料与大量高分子原料混合作为吸声陶瓷原料，不仅存在成本高的缺点，而且施釉会让该孔连通率不高的陶瓷吸声性能大大降低；专利号为CN108947573A的专利公开了“一种吸声玻璃棉纤维复合材料的制备方法”，通过将玻璃纤维和纳米二氧化硅符合来制备吸声材料，同样存在成本高昂的缺点，且需要等离子和甲苯处理，不适合产业化生产。

发明内容

为了克服以上背景技术中提到的缺陷和不足，本发明旨在通过对陶瓷材料孔结构的控制，提供一种具有优异的中低频吸声性能的轻质陶瓷吸声材料及其制备方法。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的一种具有优异的中低频吸声性能的轻质陶瓷材料，是通过控制水泡沫、煤粉、聚苯乙烯球的大小和比例以及水泡沫的稳定性即可控制该轻质陶瓷材料的孔结构，孔径分布具有多峰分布的特点，且孔与孔之间高度连通。本发明提供的方法，是通过在多孔陶瓷基体中原位生长廉价晶须来提高中低频吸声系数。

本发明的重点在于制备出一款降噪性能优异，成本低廉，寿命长且安全无毒的轻质陶瓷吸声材料，同时避免了为提高材料吸声系数而增加厚度或进行结构设计，大大节省了资源和空间。

本发明提供的一种具有优异的中低频吸声性能的轻质吸声陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将煤粉、胶凝剂、分散剂、固体废物、陶瓷原料、无机盐加入溶剂中混合，球磨均匀，得到料浆；