一种用于离心机降噪的吸音材料及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及离心机降噪技术领域，尤其涉及一种用于离心机降噪的吸音材料及其制备方法。


背景技术：

[0002]
目前噪声污染己经成为影响人们身心健康的危害之一，噪声可以损伤人们的听力，造成听力受损，经常受到噪声污染后，人们会觉得很烦燥，严重时会影响人的工作以及生活质量，给人们的正常工作和生活带来不便。
[0003]
目前混凝土管桩广泛应用于各种基础建设工程领域中，尤其在电杆的生产过程中将浇灌有混凝土的圆筒形钢模放置在离心机上进行高速旋转，从而形成中空圆筒状结构的电杆产品。离心机通过电机传动主动轴转动，主动轴带动离心机的主动轮转动，主动轮通过与管模跑轮接触产生的摩擦力带动管模转动，使混凝土在管模内逐渐密实成型。
[0004]
目前由于离心机在工作过程中产生较强噪音，对生产员工的身心健康造成极大的影响，如何有效降低离心机产生的噪音，成为目前亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于离心机降噪的吸音材料及其制备方法。
[0006]
一种用于离心机降噪的吸音材料，其原料按重量份包括：玻璃纤维60-100份，玄武岩纤维30-50份，醋酸纤维10-16份，陶瓷纤维1-8份，聚酰胺纤维1-5份，石英玻璃纤维1-5份，椰壳活性炭6-10份，γ分子筛1-2份，甲基纤维素1-2份，偶联剂1-2份，n-油酰基-n-甲基牛磺酸钠1-2份，硅酸钠2-4份，氧化钙1-2份，水泥10-20份，铝粉膏2-4份。
[0007]
优选地，偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂。
[0008]
优选地，水泥为硅酸盐水泥。
[0009]
上述用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0010]
s1、将玻璃纤维、玄武岩纤维、醋酸纤维、陶瓷纤维、聚酰胺纤维、石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层；
[0011]
s2、将椰壳活性炭、γ分子筛、甲基纤维素球磨至过300-400目筛，调节体系含水量至80-90％，搅拌2-4h，搅拌速度为500-600r/min，真空搅拌10-20min，陈化5-10h，常压搅拌，脉冲微波辐照10-20min，脉冲微波辐照过程中温度为600-700℃，调节体系含水量为30-36％，喷雾干燥，得到预制料；
[0012]
s3、将预制料加入至乙醇溶液中，向其中加入偶联剂、n-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，搅拌，将纤维网层浸没其中，超声处理1-2h，超声功率为300-400w，再加入硅酸钠、氧化钙、水泥搅拌均匀，加入铝粉膏搅拌均匀，依次经成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0013]
优选地，s1中，纤维网层的纤维平均直径为10-200μm。
[0014]
优选地，s1中，纤维网层的单位面积质量为50-100g/m2，通气度为810-850μm/pa
·
s。
[0015]
优选地，s2的真空搅拌过程中，真空压强为20-60kpa。
[0016]
优选地，s2的脉冲微波辐照过程中，每微波辐照1min暂停4-6s。
[0017]
本发明的技术效果如下所示：
[0018]
椰壳活性炭为微孔极为发达的无序炭结构，其微孔直径多在2-50nm间，而γ分子筛含有大量孔径均匀的孔道与排列整齐的孔穴，本发明采用椰壳活性炭、γ分子筛复配，在甲基纤维素的作用下结合，相互间不仅分散均匀程度极高，且相互结合并合理控制两者的配比，可形成带有复杂三维迷宫结构的不规则微腔，而且比表面积可高达3.6
×
105cm2/g，使所得产物不仅吸音功能好，而且在偶联剂的作用下，有效结合在纤维网层表面，结合强度极高，经过发泡固化后，进一步提高吸音效果；
[0019]
本发明首先采用玻璃纤维、玄武岩纤维、醋酸纤维、陶瓷纤维、聚酰胺纤维、石英玻璃纤维复配预先编织成纤维网层，不仅可有效保证吸音材料的完整性，提高吸音材料的韧性与刚强度，显著改善吸音材料的力学性能，但其吸音效果满足不了需求，而预制料在n-油酰基-n-甲基牛磺酸钠的作用下可快速渗透至纤维网层的纤维结构中并快速结合在纤维表面，经过发泡固化后，吸音效果可达到0.93以上，同时本发明所得吸音材料韧性佳，抗冲击性能优异，隔音罩即使受到离心机产生的高强声音震动，也不易破裂，进一步增强隔音效果。
[0020]
本发明吸音材料相比传统的吸音材料，不仅配方合理，便于加工，制备方法简单，产品强度高，抗冲击性能优异，内聚强度均匀，变形应力小，降低吸音材料使用后的变形风险，适用于高、低音的各种条件，有着很好的承载、抗压特性，而且不含甲醛、重金属等有害物质，安全可靠，吸声系数不受环境和时间影响，吸声性能长期稳定。经检测，本发明的吸音系数达到0.93，尤其适用于电杆生产用离心机的隔音降噪。
具体实施方式
[0021]
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0022]
实施例1
[0023]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0024]
s1、将60kg玻璃纤维、50kg玄武岩纤维、10kg醋酸纤维、8kg陶瓷纤维、1kg聚酰胺纤维、5kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为55g/m2，通气度为847μm/pa
·
s；
[0025]
s2、将6kg椰壳活性炭、2kgγ分子筛、1kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过400目筛，调节体系含水量至80％，搅拌4h，搅拌速度为500r/min，60kpa真空搅拌10min，陈化10h，常压下以1000r/min的速度搅拌20min，脉冲微波辐照10min，脉冲微波辐照过程中温度为700℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停4s，调节体系含水量为36％，喷雾干燥，得到预制料；
[0026]
s3、将预制料加入至质量分数为50％的乙醇水溶液中，向其中加入2kg硅烷偶联剂kh550、1kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以150r/min的速度搅拌2h，将纤维网层浸没其中，超声处理2h，超声功率为300w，再加入4kg硅酸钠、1kg氧化钙、
20kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入2kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0027]
实施例2
[0028]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0029]
s1、将100kg玻璃纤维、30kg玄武岩纤维、16kg醋酸纤维、1kg陶瓷纤维、5kg聚酰胺纤维、1kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为96g/m2，通气度为812μm/pa
·
s；
[0030]
s2、将10kg椰壳活性炭、1kgγ分子筛、2kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过300目筛，调节体系含水量至90％，搅拌2h，搅拌速度为600r/min，20kpa真空搅拌20min，陈化5h，常压下以1200r/min的速度搅拌10min，脉冲微波辐照20min，脉冲微波辐照过程中温度为600℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停6s，调节体系含水量为30％，喷雾干燥，得到预制料；
[0031]
s3、将预制料加入至质量分数为60％的乙醇水溶液中，向其中加入1kg硅烷偶联剂kh570、2kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以50r/min的速度搅拌4h，将纤维网层浸没其中，超声处理1h，超声功率为400w，再加入2kg硅酸钠、2kg氧化钙、10kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入4kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0032]
实施例3
[0033]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0034]
s1、将70kg玻璃纤维、45kg玄武岩纤维、12kg醋酸纤维、6kg陶瓷纤维、2kg聚酰胺纤维、4kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为66g/m2，通气度为832μm/pa
·
s；
[0035]
s2、将7kg椰壳活性炭、1.7kgγ分子筛、1.2kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过370目筛，调节体系含水量至82％，搅拌3.5h，搅拌速度为520r/min，50kpa真空搅拌12min，陈化8h，常压下以1050r/min的速度搅拌18min，脉冲微波辐照13min，脉冲微波辐照过程中温度为680℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停4.5s，调节体系含水量为34％，喷雾干燥，得到预制料；
[0036]
s3、将预制料加入至质量分数为52％的乙醇水溶液中，向其中加入1.7kg硅烷偶联剂a151、1.2kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以120r/min的速度搅拌2.5h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.7h，超声功率为330w，再加入3.5kg硅酸钠、1.3kg氧化钙、17kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入2.5kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0037]
实施例4
[0038]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0039]
s1、将90kg玻璃纤维、35kg玄武岩纤维、14kg醋酸纤维、2kg陶瓷纤维、4kg聚酰胺纤维、2kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为88g/m2，通气度为824μm/pa
·
s；
[0040]
s2、将9kg椰壳活性炭、1.3kgγ分子筛、1.8kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过330目筛，调节体系含水量至88％，搅拌2.5h，搅拌速度为580r/min，30kpa真空搅拌18min，
陈化6h，常压下以1150r/min的速度搅拌12min，脉冲微波辐照17min，脉冲微波辐照过程中温度为620℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停5.5s，调节体系含水量为32％，喷雾干燥，得到预制料；
[0041]
s3、将预制料加入至质量分数为58％的乙醇水溶液中，向其中加入1.3kg钛酸酯偶联剂kr-tts、1.8kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以80r/min的速度搅拌3.5h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.3h，超声功率为370w，再加入2.5kg硅酸钠、1.7kg氧化钙、13kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入3.5kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0042]
实施例5
[0043]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0044]
s1、将80kg玻璃纤维、40kg玄武岩纤维、13kg醋酸纤维、4kg陶瓷纤维、3kg聚酰胺纤维、3kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为76g/m2，通气度为831μm/pa
·
s；
[0045]
s2、将8kg椰壳活性炭、1.5kgγ分子筛、1.5kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过350目筛，调节体系含水量至85％，搅拌3h，搅拌速度为550r/min，40kpa真空搅拌15min，陈化7h，常压下以1100r/min的速度搅拌15min，脉冲微波辐照15min，脉冲微波辐照过程中温度为650℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停5s，调节体系含水量为33％，喷雾干燥，得到预制料；
[0046]
s3、将预制料加入至质量分数为55％的乙醇水溶液中，向其中加入1.5kg钛酸酯偶联剂kr-41b、1.5kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以100r/min的速度搅拌3h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.5h，超声功率为350w，再加入3kg硅酸钠、1.5kg氧化钙、15kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入3kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0047]
对比例1
[0048]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0049]
s1、将143kg玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为89g/m2，通气度为883μm/pa
·
s；
[0050]
s2、将8kg椰壳活性炭、1.5kgγ分子筛、1.5kg甲基纤维素送入球磨机中球磨至过350目筛，调节体系含水量至85％，搅拌3h，搅拌速度为550r/min，40kpa真空搅拌15min，陈化7h，常压下以1100r/min的速度搅拌15min，脉冲微波辐照15min，脉冲微波辐照过程中温度为650℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停5s，调节体系含水量为33％，喷雾干燥，得到预制料；
[0051]
s3、将预制料加入至质量分数为55％的乙醇水溶液中，向其中加入1.5kg钛酸酯偶联剂kr-41b、1.5kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以100r/min的速度搅拌3h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.5h，超声功率为350w，再加入3kg硅酸钠、1.5kg氧化钙、15kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入3kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0052]
对比例2
[0053]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0054]
s1、将80kg玻璃纤维、40kg玄武岩纤维、13kg醋酸纤维、4kg陶瓷纤维、3kg聚酰胺纤维、3kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为76g/m2，通气度为831μm/pa
·
s；
[0055]
s2、将11kg椰壳活性炭加入至质量分数为55％的乙醇水溶液中，向其中加入1.5kg钛酸酯偶联剂kr-41b、1.5kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以100r/min的速度搅拌3h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.5h，超声功率为350w，再加入3kg硅酸钠、1.5kg氧化钙、15kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入3kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0056]
对比例3
[0057]
一种用于离心机降噪的吸音材料制备方法，包括如下步骤：
[0058]
s1、将80kg玻璃纤维、40kg玄武岩纤维、13kg醋酸纤维、4kg陶瓷纤维、3kg聚酰胺纤维、3kg石英玻璃纤维均匀编织成纤维网层，所述纤维网层的纤维平均直径为10-200μm，单位面积质量为76g/m2，通气度为831μm/pa
·
s；
[0059]
s2、将8kg椰壳活性炭送入球磨机中球磨至过350目筛，调节体系含水量至85％，搅拌3h，搅拌速度为550r/min，40kpa真空搅拌15min，陈化7h，常压下以1100r/min的速度搅拌15min，脉冲微波辐照15min，脉冲微波辐照过程中温度为650℃，脉冲微波辐照过程中每微波辐照1min暂停5s，调节体系含水量为33％，喷雾干燥，得到预制料；
[0060]
s3、将预制料加入至质量分数为55％的乙醇水溶液中，向其中加入1.5kg钛酸酯偶联剂kr-41b、1.5kgn-油酰基-n-甲基牛磺酸钠混合均匀，调节体系ph值至5-6，以100r/min的速度搅拌3h，将纤维网层浸没其中，超声处理1.5h，超声功率为350w，再加入3kg硅酸钠、1.5kg氧化钙、15kg硅酸盐水泥磁力搅拌均匀，加入3kg铝粉膏磁力搅拌均匀，依次经过成型、脱模、晾干，得到用于离心机降噪的吸音材料。
[0061]
将实施例5所得吸音材料与对比例1-3所得吸音材料进行理化性质测试，其中各组试样厚度均为50mm，其结果如下：
[0062] 密度，kg/m3抗压强度，mpa抗折强度，mpa实施例5178065.39.8对比例1180055.77.1对比例2179059.47.8对比例3178060.38.3
[0063]
将实施例5所得吸音材料与对比例1-3所得吸音材料进行吸声性能测试，其中各组试样厚度均为50mm，其结果如下：
[0064][0065][0066]
由上述结果可知：本发明所得吸音材料强度极高，抗折性能优异，有着很好的承载抗压特性，变形应力小，降低使用后的变形风险，吸声系数不受环境和时间影响，吸声性能长期稳定，适用于高、低音条件，其吸音系数可达到0.93，尤其适用于电杆生产用离心机的隔音降噪。
[0067]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。