本发明涉及吸声材料技术领域，具体涉及一种高强度多孔吸声材料及其制备方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，人们越来越重视自己的生活质量，噪音污染的治理逐渐受到了重视。噪音对人的听力会带来直接的损害，甚至使人丧失听力，同时也会影响人的心血管系统和神经系统，对人们的健康生活带来严重的影响。
多孔吸声材料可分为纤维类和块体类。无机纤维材料如玻璃棉和岩棉的吸声性能 优良，且容重小，可压缩等优点使其成为多孔吸声材料的主流产品。但无机纤维材料存在易 脱落、损害人体健康等问题，上述问题阻碍这些吸声材料的广泛应用和发展。
多孔陶瓷是一种含有较多孔隙，利用材料中的孔隙结构结合材料本身性质来达到 所需要的物理化学性能的无机非金属材料。吸声性能优良的多孔陶瓷必须具备合适的显气孔率和孔径分布。多孔陶瓷吸声材料具有耐高低温、耐腐蚀、中高频吸声系数大等优点，具有良好的发展前景。
目前，多孔吸声陶瓷材料常采用的制备方法有颗粒堆积法、添加造孔剂法、气体发 泡发等，上述制备方法制得的多孔陶瓷吸声材料要么具有较高的抗压强度，但孔隙率低，吸声性能较差，要么吸声性能优良，但抗压强度不高。
因此，有必要提供一种吸声性能优异、抗压强度高的高强度多孔吸声材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现要素：
鉴于上述对现有技术的分析，本发明的目的是提供一种吸声性能优良且具有高强度 的多孔陶瓷吸声材料及其制备方法，且制备方法简单，适于大规模生产和应用。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种高强度多孔吸声材料，以重量份数计，所述吸声材料主要包括以下组分：
钢渣粉 22-42份；
粉煤灰 14-23份；
叶腊石 13-26份；
白云石 5-10份；
聚苯乙烯 8-16份；
纤维 1.3-6.5份；
发泡剂 1.5-3.8份；
胶凝剂 0.2-1.4份。
作为优选，以重量份数计，所述吸声材料主要包括以下组分：
钢渣粉 30份；
粉煤灰 18.5份；
叶腊石 19份；
白云石 7.5份；
聚苯乙烯 12份；
纤维 3.8份；
发泡剂 2.6份；
胶凝剂 0.8份。
作为优选，所述粉煤灰为磨细粉煤灰，是指其细度为45μm方孔筛筛余小于10%的粉状物。
作为优选，所述纤维为长度规格3-9mm的聚丙烯纤维。
作为优选，所述发泡剂为质量比为1：（0.4-1.2）的十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合物。
作为优选，所述凝胶剂为海藻酸钠。
本发明还提供了一种高强度多孔吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照给定份数称取钢渣粉22-42份、粉煤灰14-23份、叶腊石13-26份、白云石5-10份、聚苯乙烯8-16份、纤维1.3-6.5份、胶凝剂0.2-1.4份，球磨后制得浆料；
步骤2：在制得的浆料中添加发泡剂1.5-3.8份，加热至70-100℃，保温10- 20min，然后进行机械搅拌，搅拌速度1000-1300r/min，搅拌时间为5-10min；
步骤3：将机械搅拌发泡后的浆料注入模具中，经过40-60min后脱模，再自然阴干10-20h进行干燥处理，干燥温度为40-60℃，得到干燥的坯件；
步骤4：将干燥后的粗坯入窑烧成，烧成温度为1130-1190℃，保温1.5-4.5h，所述烧成温度具体操作为：低于400℃时升温速率为1.5℃/min，400-800℃时升温速率为1.0℃/min，800℃之后为3℃/min，并保温1.5-4.5h，即得到所述的高强度多孔吸声材料。
作为优选，步骤1中，所述的球磨过程中料球比为1：1.6-2，球磨时间为2-4h。
本发明与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明高强度多孔吸声材料具有吸声性能优良且强度高，平均吸声系数≥0.8，抗压强度≥7MPa，容重≤780kg/m³。通过以钢渣粉、粉煤灰和叶腊石作为主要原料，并通过球磨使其均混在一起，从而使其更紧密结合在一起，同时，提高吸声材料的强度，而胶凝剂在70℃左右的温度下能完全溶解，冷却后能在短时间内完全胶凝，具有足够的强度承受湿坯的重量，并且在烧成过程中不需要专门的排胶处理，便于工艺操作，而聚苯乙烯作为造孔剂，在不影响吸声材料强度的同时，可进一步提高吸声材料的气孔率。
（2）本发明加入的聚丙烯纤维，提高了产品的抗裂性能，改善了产品因为多孔存在的力学方面的缺点；
（3）本发明的高强度多孔吸声材料制备工艺简单，容易实现工业化生产，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种高强度多孔吸声材料，以重量份数计，所述吸声材料主要包括以下组分：
钢渣粉 22份；
粉煤灰 14份；
叶腊石 13份；
白云石 5份；
聚苯乙烯 8份；
纤维 1.3份；
发泡剂 1.5份；
胶凝剂 0.2份。
其中，所述粉煤灰为磨细粉煤灰，是指其细度为45μm方孔筛筛余小于10%的粉状物。
其中，所述纤维为长度规格3-9mm的聚丙烯纤维。
其中，所述发泡剂为质量比为1：0.4的十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合物。
其中，所述凝胶剂为海藻酸钠。
本发明还提供了一种高强度多孔吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照给定份数称取钢渣粉、粉煤灰、叶腊石、白云石、聚苯乙烯、纤维、胶凝剂，球磨后制得浆料；
步骤2：在制得的浆料中添加发泡剂，加热至70℃，保温10min，然后进行机械搅拌，搅拌速度1000r/min，搅拌时间为5min；
步骤3：将机械搅拌发泡后的浆料注入模具中，经过40min后脱模，再自然阴干10h进行干燥处理，干燥温度为40℃，得到干燥的坯件；
步骤4：将干燥后的粗坯入窑烧成，烧成温度为1130℃，保温1.5h，所述烧成温度具体操作为：低于400℃时升温速率为1.5℃/min，400-800℃时升温速率为1.0℃/min，800℃之后为3℃/min，并保温1.5h，即得到所述的高强度多孔吸声材料。
其中，步骤1中，所述的球磨过程中料球比为1：1.6，球磨时间为2h。
实施例2
一种高强度多孔吸声材料，以重量份数计，所述吸声材料主要包括以下组分：
钢渣粉 42份；
粉煤灰 23份；
叶腊石 26份；
白云石 10份；
聚苯乙烯 16份；
纤维 6.5份；
发泡剂 3.8份；
胶凝剂 1.4份。
其中，所述粉煤灰为磨细粉煤灰，是指其细度为45μm方孔筛筛余小于10%的粉状物。
其中，所述纤维为长度规格3-9mm的聚丙烯纤维。
其中，所述发泡剂为质量比为1：1.2的十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合物。
作为优选，所述凝胶剂为海藻酸钠。
本发明还提供了一种高强度多孔吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照给定份数称取钢渣粉、粉煤灰、叶腊石、白云石、聚苯乙烯、纤维、胶凝剂，球磨后制得浆料；
步骤2：在制得的浆料中添加发泡剂，加热至100℃，保温20min，然后进行机械搅拌，搅拌速度1300r/min，搅拌时间为10min；
步骤3：将机械搅拌发泡后的浆料注入模具中，经过60min后脱模，再自然阴干20h进行干燥处理，干燥温度为60℃，得到干燥的坯件；
步骤4：将干燥后的粗坯入窑烧成，烧成温度为1190℃，保温4.5h，所述烧成温度具体操作为 : 低于400℃时升温速率为1.5℃/min，400-800℃时升温速率为1.0℃/min，800℃之后为3℃/min，并保温4.5h，即得到所述的高强度多孔吸声材料。
其中，步骤1中，所述的球磨过程中料球比为1：2，球磨时间为4h。
实施例3
一种高强度多孔吸声材料，以重量份数计，所述吸声材料主要包括以下组分：
钢渣粉 30份；
粉煤灰 18.5份；
叶腊石 19份；
白云石 7.5份；
聚苯乙烯 12份；
纤维 3.8份；
发泡剂 2.6份；
胶凝剂 0.8份。
其中，所述粉煤灰为磨细粉煤灰，是指其细度为45μm方孔筛筛余小于10%的粉状物。
其中，所述纤维为长度规格3-9mm的聚丙烯纤维。
其中，所述发泡剂为质量比为1：0.8的十二烷基硫酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的组合物。
其中，所述凝胶剂为海藻酸钠。
本发明还提供了一种高强度多孔吸声材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照给定份数称取钢渣粉、粉煤灰、叶腊石、白云石、聚苯乙烯、纤维、胶凝剂，球磨后制得浆料；
步骤2：在制得的浆料中添加发泡剂，加热至85℃，保温15min，然后进行机械搅拌，搅拌速度1150r/min，搅拌时间为7.5min；
步骤3：将机械搅拌发泡后的浆料注入模具中，经过50后脱模，再自然阴干10-20h进行干燥处理，干燥温度为50℃，得到干燥的坯件；
步骤4：将干燥后的粗坯入窑烧成，烧成温度为1160℃，保温2.8h，所述烧成温度具体操作为 : 低于400℃时升温速率为1.5℃/min，400-800℃时升温速率为1.0℃/min，800℃之后为3℃/min，并保温2.8h，即得到所述的高强度多孔吸声材料。
其中，步骤1中，所述的球磨过程中料球比为1：1.8，球磨时间为3h。
综上，本发明高强度多孔吸声材料具有吸声性能优良且强度高，平均吸声系数≥0.8，抗压强度≥7MPa，容重≤780kg/m³。通过以钢渣粉、粉煤灰和叶腊石作为主要原料，并通过球磨使其均混在一起，从而使其更紧密结合在一起，同时，提高吸声材料的强度，而胶凝剂在70℃左右的温度下能完全溶解，冷却后能在短时间内完全胶凝，具有足够的强度承受湿坯的重量，并且在烧成过程中不需要专门的排胶处理，便于工艺操作，而聚苯乙烯作为造孔剂，在不影响吸声材料强度的同时，可进一步提高吸声材料的气孔率。
上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。