[发明专利]一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料及其制备方法

说明书

本发明涉及吸声降噪领域，具体涉及一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料及其制备方法。为开发一种质轻高强、吸声性能优异、耐候性好、成本低廉和绿色环保的吸声材料，本发明以碱式硫酸镁水泥为胶凝剂、粉煤灰为矿物掺合料，采用物理发泡工艺，经过发泡机发泡、制浆、泡沫与浆体混合、浇筑养护、表面气相沉积疏水改性而制得，吸声材料的密度为251～306kg/m³，降噪系数为0.65‑0.7，抗压强度达1.8‑2.2MPa，水接触角为129～151°。

技术领域

本发明涉及吸声降噪领域，具体涉及一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着工业、交通运输业的迅速发展，噪声污染逐渐加剧。目前采用控制噪音的常用方法是在道路两边设置声屏障、在厂房的周围加装吸音材料等。与隔音型声屏障相比，吸音型声屏障具有吸收声波的作用，可同时改善道路内外两侧的声环境。无机非金属多孔材料如岩棉、多孔陶瓷、泡沫水泥等，因具有阻燃、耐候性好等优点，是吸音型声屏障常用的单元板材料。虽然岩棉和多孔陶瓷吸声性能优异，但是岩棉生产过程污染严重，施工过程中危害职工健康，使用过程中还会造成环境污染等问题，多孔陶瓷制备过程能耗高、脆性、成本相对较高；传统的泡沫水泥虽然成本低，但力学和吸音性能难以同时兼顾。因此，亟需开发一种质轻高强、吸声性能优异、耐候性好、成本低廉和绿色环保的吸声材料。

专利CN207062795U公开了一种水泥基吸声材料，通过在材料坯体侧面设置吸声孔，增大了材料内部的多孔吸收结构与声波的直接接触面积，所制备的多孔吸声材料的平均吸声系数提高了6％～30％。虽然设置吸声孔有助于提升吸声性能，但不可避免地会影响材料的力学强度。专利CN110255987A公开了一种水泥基泡沫吸声材料，通过阴离子表面活性剂发泡并自然风干以产生更多孔隙，平均吸声系数提高了10％～30％，但是风干可能导致材料因表面失水过快而水化不完全，出现表面粉化现象。专利CN108529887B公开了一种以高钛型高炉缓冷渣为主要原料制备高强度多孔吸声材料的制备方法，但所制备的材料平均吸声系数仅为0.28～0.49。周冬冬等[碱式硫酸镁多孔吸声材料的可控制备及性能研究[J].化工学报,2021,72(6):3041-3052.]以碱式硫酸镁胶凝材料为基体材料、十四烷基甜菜碱为引气剂、粉煤灰为矿物掺合料，制备了密度为370～430kg/m³、降噪系数为0.5～0.6的多孔吸声材料。但是，该方法采用机械搅拌发泡导致发泡能力较低，难以获得密度低(300kg/m³)、吸声性能好的材料。

鉴于此，本发明提出一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料及其制备方法，该吸声材料以碱式硫酸镁水泥为胶凝剂、以粉煤灰为矿物掺合料，采用物理发泡工艺，经过发泡机制泡、泡沫与浆体混合、浇筑养护、表面气相沉积疏水改性而制得的一种新型轻质高强、吸声性能好且具有表面疏水特性的多孔吸声材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料及其制备方法，该吸声材料以通孔为主、内壁呈绒毛状，吸声性能好，且具有质轻高强、表面疏水性和耐候性好的特点。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种表面疏水改性镁基粉煤灰多孔吸声材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氧化镁、粉煤灰与纤维混合均匀，得到混合干料；

步骤2，将七水硫酸镁、外加剂溶于水中，加热溶解得到含有外加剂的硫酸镁溶液；

步骤3，将步骤1得到的混合干料加入到步骤2得到的含有外加剂的硫酸镁溶液中，搅拌后得到水泥浆体；

步骤4，将发泡剂用水稀释，然后采用发泡机制备泡沫，并将泡沫通过低速搅拌加入到步骤3得到的水泥浆体中制得发泡浆体；

步骤5，将步骤4得到的发泡浆体浇筑到模具中，然后覆盖一层保鲜膜，室温下空气中养护1天后脱模，并继续养护至测试龄期，得到镁基粉煤灰多孔材料；