專利名稱：一種硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法。屬于用于經(jīng)空氣傳播 的噪音吸收材料，特別涉及一種硅鎂水泥聚合物吸聲材料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)文明帶來(lái)了前所未有的噪聲干擾，噪聲與水污染、空氣污染和垃圾并列 為現(xiàn)代世界環(huán)境的四大公害。尤其是來(lái)自高速公路、高速鐵路、高架橋、地鐵、輕軌等車輛運(yùn) 行的噪聲不僅使人煩惱，干擾睡眠，妨礙學(xué)習(xí)、工作和休息，影響人體健康，而且難以徹底消 除。設(shè)立聲屏障是行之有效的措施之一。聲波傳播過(guò)程中遇到屏障時(shí)，一部分被反射，一部分被吸收，還有一部分被透射和 繞射。隔聲型聲屏障的聲波反射系數(shù)大，透射系數(shù)很小，對(duì)道路外側(cè)的降噪效果較好，而道 路內(nèi)側(cè)噪聲則加大。吸聲型聲屏障通過(guò)其表面的高效吸聲材料吸收聲波，“吃掉”部分噪聲， 可同時(shí)改善道路內(nèi)外兩側(cè)的聲環(huán)境。因此，吸聲型聲屏障為本領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。目前，聲屏障主要有木屑板、混凝土板、金屬板、珍珠巖板、玻璃鋼板等種類。其中， 混凝土板制造簡(jiǎn)單，成本較低。得到廣泛應(yīng)用。但在用于道路聲屏障的材料性能方面還存 在如下問(wèn)題1.水泥基聲屏障板產(chǎn)生返鹵、泛霜。2.強(qiáng)度低，易變形。3.耐水性差。4.耐風(fēng)化性能差，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種不返鹵、不泛霜， 強(qiáng)度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長(zhǎng)的硅鎂聚合物高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，包括如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組分MgO35 40
MgCl2. 6H2038 --44
h3po40. 5 0.
Na2P040. 2 --0. 3
減水分散劑NNO0. 2 0.
FeS04. 7H200. 8 --1. 0
有機(jī)聚合物乳液固含量40%10 -一 30
活性Si02改性劑11 - 13
增強(qiáng)纖維9 11
硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑0. 4 0.1
水適量。鎂水泥組成中，當(dāng)MgO和MgCl2的反應(yīng)量化關(guān)系失調(diào)就會(huì)產(chǎn)生返鹵、泛霜的現(xiàn)象。 所謂返鹵是指MgCl2用量過(guò)剩，硬化后的鎂水泥制品中的殘存的氯化鎂吸收空氣或環(huán)境中 的水份，表面產(chǎn)生潮濕，進(jìn)而掛滿水珠連成一片形成流淌的現(xiàn)象。若MgO用量過(guò)剩，除損失 強(qiáng)度和產(chǎn)生體積膨脹不安定外，還會(huì)產(chǎn)生無(wú)強(qiáng)度的表面粉塵，這種現(xiàn)象即所謂的泛霜。返鹵、泛霜是鎂水泥制品的重大質(zhì)量缺陷，除影響外觀、污染環(huán)境外，還會(huì)造成鎂 水泥制品降低強(qiáng)度，防水性能差。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中的MgO以活性MgO含量為依據(jù)，以 形成具有力學(xué)性能的5Mg(0H)2 MgCl2 8H20的相結(jié)構(gòu)為目的，確定MgO與MgCl2的反應(yīng)量 化關(guān)系，而且追蹤于隨著輕燒MgO粉的活性MgO含量的不同，隨時(shí)調(diào)整MgCl2 (促凝劑)的 用量，即所謂的動(dòng)態(tài)科學(xué)組成配比，致使MgO與MgCl2能達(dá)到準(zhǔn)確的量化反應(yīng)關(guān)系，從而杜 絕了返鹵、泛霜現(xiàn)象。加入含活性Si02的粉煤灰或硅灰，能使未反應(yīng)且具有影響安定性的MgO形成穩(wěn)定 的難溶性的鹽，而且發(fā)生一系列的水化凝聚反應(yīng)，形成類似滑石粉人造石的結(jié)構(gòu)3Mg0+4Si02+8H20-3Mg0 4Si02 8H20含活性Si02的粉煤灰、硅灰、具有火山灰的功能作用，能在鎂水泥水化熱(925J/ g MgO, 30天的放熱量可達(dá)1387J/g MgO)的作用下形成水合硅酸鈣凝膠，對(duì)提高增強(qiáng)度、 防止變形極為有利。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中的活性Si02改性劑，能減少體積收 縮，增加穩(wěn)定性，同時(shí)可減輕制品的重量(粉煤灰松散容重為600-700g/m3)。因此，組分中 的粉煤灰或硅灰不僅起到了改變了 Cl-0-Mg的結(jié)構(gòu)，改善了功能，而且作為填充料，降低了 本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料的造價(jià)。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中的磷酸鹽的加入，顯著提高了其穩(wěn) 定性，耐久性。鎂水泥的硬化體的結(jié)構(gòu)物經(jīng)X衍射儀測(cè)定，其結(jié)構(gòu)式為5Mg0+MgCl2+8H20-5Mg (OH) 2 MgCl2 8H20(簡(jiǎn)稱 5 1 8 相)未經(jīng)改性的5 1 8結(jié)構(gòu)體呈現(xiàn)針棒狀結(jié)晶體，類似石膏結(jié)晶形態(tài)，在水中結(jié)晶體 的穿插和粘附會(huì)被破壞，結(jié)晶體形貌如圖1所示，因此在水中的強(qiáng)度會(huì)不同程度的降低。如果加入磷酸鹽就能將針狀晶體改變成以葉片狀及膠凝狀、板塊狀的晶體(如圖 2、3、4所示)形成晶體的重疊，穿插、連生構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)以提高5*1*8相的穩(wěn)定性，同時(shí) 也提高耐水性。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中的有機(jī)聚合物乳膠液和含氧化鋁、 二氧化硅的硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑及鐵鹽，三者復(fù)合的抗水添加劑。其中有機(jī)聚合物乳液除 了聚合物本身的加入提高強(qiáng)度外，還具有堵塞毛細(xì)通道，改變孔結(jié)構(gòu)，提高防水性能的作 用，使本發(fā)明的吸收材料的吸水率降低80%，粘接強(qiáng)度提高1-4倍，延伸率提高2-3倍。硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑中的氧化鋁和原料組分中的的鐵鹽、磷酸鹽，由于成份中含 有P. S. A1等元素可形成穩(wěn)定的四面體結(jié)構(gòu)單位，可以致使晶體形成葉片狀重疊，穿插的網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)，從而提高相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也提高了本發(fā)明的吸聲材料制品的抗水性和耐久性。其 中蒙脫土遇水能膨脹形成自身體積5倍的空間，在控制加量的前提下，能有效的改變鎂水 泥的孔結(jié)構(gòu)，有效的提高防水性能。
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鎂水泥組合物含水率過(guò)高是造成多余水份蒸發(fā)的原因，而且又不可能等速、均勻 的蒸發(fā)。引起的收縮不一致，會(huì)導(dǎo)致變形。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中， 采用了減水性表面活性劑，達(dá)到組合物含水率降低，而流動(dòng)合易性提高，可以減少因收縮不 一致造成的吸聲板變形。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中，采用了多度面交增強(qiáng)的中堿玻璃 纖維和分散增強(qiáng)的短PP纖維及農(nóng)作物秸桿或木屑纖維，共同對(duì)吸聲板增強(qiáng)和防裂、防變形 處理，達(dá)到了理想的防變形效果。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料組分中的各組分的性能相互協(xié)調(diào)、相互補(bǔ) 充、效果疊加，共同完成了本發(fā)明的任務(wù)。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，組分中的聚合物乳液是聚丙烯酸酯乳 液、環(huán)氧樹(shù)脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一種。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，組分中的活性Si02改性劑是粉煤灰或硅 灰。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，組分中的增強(qiáng)纖維是堿玻璃纖維、分散 增強(qiáng)的短PP纖維、木屑纖維、農(nóng)作物秸稈纖維中的任一種，或其任意兩種以上組合。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，組分中的硅鋁結(jié)構(gòu)改性劑是膨潤(rùn)土、蒙 脫土中的一種或二者組合。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，包括如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組分MgO36. 76MgCl2. 6H2041. 70H3P040. 55Na2P040. 27減水分散劑NNO0. 24FeS04. 7H200. 94有機(jī)聚合物乳液固含量40%20粉煤灰12.38增強(qiáng)纖維9. 97膨潤(rùn)土0. 5水適量。是發(fā)明人公開(kāi)的優(yōu)選的技術(shù)方案。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料的制備方法，包括如下步驟①?gòu)?fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的MgCl26H20、H3P04、Na2P04、減水分散劑NN0、FeS04. 7H20、有 機(jī)聚合物乳液和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過(guò)濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的MgO、活性Si02改性劑、增強(qiáng)纖維、硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑 加入步驟①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌20 30分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計(jì)制造好的模具
6中，固化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護(hù)；⑤.檢驗(yàn)，合格后包裝入庫(kù)。本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法，相比現(xiàn)有技術(shù)有如下積極 效果1.提供了一種不返鹵、不泛霜，強(qiáng)度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長(zhǎng)的 硅鎂聚合物高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法。2.本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料制造的制品不返鹵、不泛霜成功的解決 了水泥基聲屏障板產(chǎn)生返鹵、泛霜的問(wèn)題。2.強(qiáng)度高，不變形。3.優(yōu)異的耐水性。4.耐風(fēng)化性能好，使用壽命25年以上。


圖1是未經(jīng)改性的氯氧鎂水泥針狀5. 1. 8結(jié)晶態(tài)SEM照片圖2是本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥膠凝狀5. 1. 8結(jié)晶形態(tài)SEM照片圖3是本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥膠凝變形葉片狀5. 1. 8結(jié)晶形態(tài)SEM照片圖4是本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲板材塊狀5. 1. 8結(jié)晶形態(tài)SEM照片
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1按照如下步驟制備本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲板材①?gòu)?fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的促凝劑MgCl2 6H20 41. 70重量份，H3P04 0. 55重量份， Na2P04 0. 27重量份，減水分散劑NN0 0. 24重量份、FeS04. 7H20 0. 94重量份、聚丙烯酸酯乳 液20重量份和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過(guò)濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的MgO 36. 76重量份，活性Si02改性劑粉煤灰12. 38重量 份，增強(qiáng)纖維木屑纖維9. 97重量份，硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑膨潤(rùn)土 0. 5重量份，順序加入步驟 ①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌20 30分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計(jì)制造好的模具 中，固化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護(hù)；⑤.檢驗(yàn)，合格后包裝入庫(kù)。制備的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲板材達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo) 實(shí)施例2 實(shí)施例6按照實(shí)施例1的制備方法，按照表1的配方制備本發(fā)明的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲板材表 1 實(shí)施例2 實(shí)施例6制備的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲板材均達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
一種硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于包括如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組分MgO35～40MgCl2.6H2O 38～44H3PO4 0.5～0.6Na2PO4 0.2～0.3減水分散劑NNO 0.2～0.3FeSO4.7H2O 0.8～1.0有機(jī)聚合物乳液固含量40％ 10～30活性SiO2改性劑 11～13增強(qiáng)纖維 9～11硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑 0.4～0.6。水適量。
2.按照權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于組分中的聚合物乳液 是聚丙烯酸酯乳液、環(huán)氧樹(shù)脂乳液、聚氨酯乳液、聚醋酸乙烯乳液中的一種。
3.按照權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于組分中的活性 性劑是粉煤灰或硅灰。
4.按照權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于組分中的增強(qiáng)纖維是 堿玻璃纖維、分散增強(qiáng)的短PP纖維、木屑纖維、農(nóng)作物秸稈纖維中的任一種或其任意兩種 以上組合。
5.按照權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于組分中的硅鋁結(jié)構(gòu)改 性劑是膨潤(rùn)土、蒙脫土中的一種或二者組合。
6.按照權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料，其特征在于包括如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組分MgO36. 76MgCl2. 6H2041. 70H3P040. 55Na2P040. 27減水分散劑NNO0. 24FeS04. 7H200. 94 有機(jī)聚合物乳液固含量40% 20粉煤灰12. 38增強(qiáng)纖維9. 97膨潤(rùn)土或蒙脫土0. 5水適量。
7. —種權(quán)利要求1的硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料的制備方法，其特征在于包括如下 步驟①.復(fù)合鹵液的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的MgCl2 6H20、H3P04、Na2P04、減水分散劑NNO、FeS04. 7H20、有機(jī)聚合物乳液和適量水加入復(fù)合商液制備槽中，攪拌下使其完全溶解后，過(guò)濾，備用；②.料漿的制備將按照配方經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的MgO、活性Si02改性劑、增強(qiáng)纖維、硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑加入 步驟①制備好的復(fù)合鹵液中，攪拌20 30分鐘，形成漿料，備澆注用；③.澆注、固化成型按照常規(guī)混凝土澆注程序，將步驟②制備的漿料澆注到預(yù)先設(shè)計(jì)制造好的模具中，固 化成型；④.脫膜、自然養(yǎng)護(hù)；⑤.檢驗(yàn)，合格后包裝入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種硅鎂聚合物水泥高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法。屬于用于經(jīng)空氣傳播的噪音吸收材料，特別涉及一種硅鎂水泥聚合物吸聲材料。包括如下以重量份數(shù)計(jì)的原料組分MgO 35～40，MgCl2.6H2O 38～44，H3PO4 0.5～0.6，Na2PO4 0.2～0.3，減水分散劑NNO 0.2～0.3，F(xiàn)eSO4.7H2O 0.8～1.0，固含量40％的有機(jī)聚合物乳液10～30，活性SiO2改性劑11～13，增強(qiáng)纖維9～11，硅鋁耐水結(jié)構(gòu)改性劑0.4～0.6，水適量。包括如下制備步驟①?gòu)?fù)合鹵液的制備；②料漿的制備；③澆注、固化成型；④脫膜、自然養(yǎng)護(hù)；⑤檢驗(yàn)，合格后包裝入庫(kù)。提供了一種不返鹵、不泛霜，強(qiáng)度高、不變形，耐水性好、抗風(fēng)化，使用壽命長(zhǎng)的硅鎂聚合物高強(qiáng)吸聲材料及其制備方法。使用壽命25年以上。
文檔編號(hào)B28B1/14GK101851084SQ20101017999
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者周士海, 秦沂農(nóng), 董哲 申請(qǐng)人:淄博北辰金屬材料科技發(fā)展有限公司