利用固体废弃物制备的声音屏障板的制作方法

本发明涉及环境保护中高速公路、铁路、轻轨噪声治理领域，尤其涉及一种利用固体废弃物制备的声音屏障板。

背景技术：

随着我国基础建设的高速发展，高速公路、高速铁路、城市轻轨的大量兴建，给人们带来方便的同时，其交通噪音污染问题也日益严重，沿线居民深受影响，干扰了居民正常工作、学习和生活。噪音污染的治理问题已经成为亟待解决的社会问题。与此同时，随着工业化、城市化进程的快速推进，生产和生活中所产生的固体废弃物也越来越多，由固体废弃物所引起的环境问题也比较突出，如何科学合理的处理这些固体废弃物，减少对环境的污染，也成为了人们日益关注的问题。

目前针对交通噪音污染的多种防治方法中，设置声音屏障是一种比较有效的方法。同时固体废弃物的资源化利用，将其制成声音屏障板，不仅减少了固体废弃物的排放，还能有效治理噪音污染问题，带来较好的环境效率的同时也能产生一定的经济效率。

目前，传统声音屏障板一般采用正、背面板，中间填充吸声材料，正面板一般为穿孔板，配合吸声材料形成吸声结构，背面板不穿孔，作为隔声板使用。该声音屏障板大多采用金属材料制成，具有重量轻、安装方便和吸音隔声效果较好的优势，但由于其耐候性差、寿命短、声音反射大、性价比不高等缺点，近些年也逐渐被其他材料代替。

为了提高声音屏障的耐候性和使用寿命，也可采用水泥基声音屏障。中国专利申请CN102852098A公开了一种水泥基木屑复合声屏障，其主要由木屑层和混凝土层组成，利用水泥胶泥的粘结力，将木屑层和混凝土层粘结在一起，同时利用木屑层自身的孔隙，吸收声音的能量进行自身消耗，从而达到降噪的目的。中国专利CN204266138U公开了一种由超高性能粉末混凝土浇筑而成的声屏障，其包括多根立柱和设于相邻立柱之间的多个上下连接的墙板，其最顶部墙板上设有弧形板，墙板为两块隔音板中间设有吸音板。采用水泥基声音屏障虽然耐候性好，造价低，但制作工艺大多采用传统浇筑成型方法，普遍存在面密度高、强度弱、笨重粗糙、不美观、运输成本高、安装施工难等缺点。

为了提高吸音降噪性能，也可采用泡沫材料，由其独特的泡孔结构，借助空气在孔隙中与基体材料发生摩擦，并因空气与基体材料的粘滞作用，声能以热能的形式被吸收。虽然具有良好的吸音性能，但该材料防火性能差、强度低，因而逐渐退出使用，或仅作为声音屏障板中吸音芯板使用。中国专利CN103147520A公开了一种用废矿渣粉改性微发泡体筋络制备轻质吸隔音芯板的方法，其在聚氨酯发泡材料中添加废矿粉，以提高发泡体筋络的刚度和密度，从而提高泡体隔声量，通过模压成型制备吸隔音芯板。该制备方法为模压成型，生产效率不高，虽然添加废矿粉增加了材料的刚度和密度，但仍然不能将其作为声音屏障板使用，仅能作为吸音芯材。

随着目前现代化进程的加快，城市的发展、工业的发达，固体废弃物的处理与处置技术早已成熟，其资源化利用在制备复合材料领域中也有所涉及。将固体废弃物制成粉末作为填充剂添加在高分子复合材料中已得到广泛应用，但利用固体废弃物制备的声音屏障板暂未见报道。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用固体废弃物制备的声音屏障板，本声音屏障板克服了传统声音屏障的缺陷，提高了耐候性和使用寿命，降低了制作成本，具有吸隔音性能优良、机械强度高、表面光洁、质量轻、安装方便等优点，同时提高了固体废弃物的资源化利用，利于环境保护。

为解决上述技术问题，本发明利用固体废弃物制备的声音屏障板包括依次连接的开孔面板、第一隔板、开孔底板、固定网、第二隔板和隔声板，所述开孔面板、第一隔板、开孔底板、第二隔板和隔声板由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯树脂50～80%、固体废弃物10～40%、加工助剂1～8%、稳定剂2～6%、发泡剂0～3%、润滑剂1～10%，并且采用结皮微发泡熔融挤出一次成型工艺制成。

进一步，所述固体废弃物是高炉渣、粉煤灰、煤渣、城市污泥和造纸脱墨污泥中的一种。

进一步，所述加工助剂是由丙烯酸脂类抗冲击改性剂（ACR）、丙烯酸脂类橡胶(ACM)、氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯构成的三元共聚树脂(MBS)、乙烯和醋酸乙烯构成的共聚树脂(EVA)、丙烯腈、丁二烯和苯乙烯构成的共聚树脂(ABS)中的一种或多种组成，所述稳定剂是由热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂中的一种或多种组成，所述发泡剂是由AC发泡剂、碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸铵中的一种或多种组成，所述润滑剂是由硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡、液体石蜡和环氧大豆油中的一种或多种组成。

进一步，所述隔声板的制作原料中，发泡剂的用量为零。

进一步，所述固定网是金属丝网或塑料丝网。

进一步，所述第二隔板内填充吸音材料，所述吸音材料是玻璃棉、岩棉、工艺毛毡、泡沫塑料和软木板中的一种或多种。

进一步，所述开孔面板和开孔底板上开孔的孔径为8～16mm、开孔的角度为30～70°、开孔间距为8～16mm。

进一步，所述第一隔板和第二隔板为空心板或实心板。

进一步，所述开孔面板、第一隔板、开孔底板、固定网、第二隔板和隔声板之间采用铆钉固定、胶黏剂粘接、热熔焊接中的一种或多种工艺方式连接。

由于本发明利用固体废弃物制备的声音屏障板采用了上述技术方案，即本声音屏障板由开孔面板、第一隔板、开孔底板、固定网、第二隔板和隔声板依次连接而成，开孔面板、第一隔板、开孔底板、第二隔板和隔声板由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯树脂50～80%、固体废弃物10～40%、加工助剂1～8%、稳定剂2～6%、发泡剂0～3%、润滑剂1～10%，并且采用结皮微发泡熔融挤出一次成型工艺制成。本声音屏障板克服了传统声音屏障的缺陷，提高了耐候性和使用寿命，降低了制作成本，具有吸隔音性能优良、机械强度高、表面光洁、质量轻、安装方便等优点，同时提高了固体废弃物的资源化利用，利于环境保护。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明利用固体废弃物制备的声音屏障板结构示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本发明利用固体废弃物制备的声音屏障板包括依次连接的开孔面板1、第一隔板2、开孔底板3、固定网4、第二隔板5和隔声板7，所述开孔面板1、第一隔板2、开孔底板3、第二隔板5和隔声板7由以下重量份的原料制成：聚氯乙烯树脂50～80%、固体废弃物10～40%、加工助剂1～8%、稳定剂2～6%、发泡剂0～3%、润滑剂1～10%，并且采用结皮微发泡熔融挤出一次成型工艺制成。该成型工艺使得产品芯层在微观上呈现了致密均匀的泡孔结构，达到一定吸音效果的同时，也满足了其使用强度、耐老化、耐腐蚀性能，便于加工、安装。

优选的，所述固体废弃物是高炉渣、粉煤灰、煤渣、城市污泥和造纸脱墨污泥中的一种。

优选的，所述加工助剂是由丙烯酸脂类抗冲击改性剂（ACR）、丙烯酸脂类橡胶(ACM)、氯化聚乙烯(CPE)、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯构成的三元共聚树脂(MBS)、乙烯和醋酸乙烯构成的共聚树脂(EVA)、丙烯腈、丁二烯和苯乙烯构成的共聚树脂(ABS)中的一种或多种组成，所述稳定剂是由热稳定剂、光稳定剂和抗氧剂中的一种或多种组成，所述发泡剂是由AC发泡剂、碳酸氢钠、碳酸钠和碳酸铵中的一种或多种组成，所述润滑剂是由硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、PE蜡、液体石蜡和环氧大豆油中的一种或多种组成。

优选的，所述隔声板7的制作原料中，发泡剂的用量为零。由于无发泡剂，制得致密结构的隔声板，有效提高阻隔噪音的性能。

优选的，所述固定网4是金属丝网或塑料丝网。

优选的，所述第二隔板5内填充吸音材料6，所述吸音材料6是玻璃棉、岩棉、工艺毛毡、泡沫塑料和软木板中的一种或多种。

优选的，所述开孔面板1和开孔底板3上开孔11的孔径为8～16mm、开孔11的角度为30～70°、开孔11间距为8～16mm。

优选的，所述第一隔板2和第二隔板5为空心板或实心板。

优选的，所述开孔面板1、第一隔板2、开孔底板3、固定网4、第二隔板5和隔声板7之间采用铆钉固定、胶黏剂粘接、热熔焊接中的一种或多种工艺方式连接。

本声音屏障板实际制作时，可将55kg聚氯乙烯树脂、30kg脱墨污泥干粉、4kg加工助剂、2kg复合稳定剂、0.5kg环氧大豆油、0.4kg硬脂酸钙、0.4kg硬脂酸、0.3kgPE蜡投入至高速混合机搅拌混合，搅拌的同时进行升温；当温度达到100℃时，可添加0.4kgAC发泡剂并继续搅拌至110℃，或不添加发泡剂直至温度到达110℃，停机冷却。

将冷却后添加发泡剂的混合料通过挤出机，采用结皮微发泡熔融挤出一次成型，由不同模具分别制备开孔面板、第一隔板、第二隔板以及开孔底板；将冷却后未添加发泡剂的混合料通过挤出机，制备隔声板。

最后依次将开孔面板、第一隔板、开孔底板、固定网、第二隔板和隔声板按顺序通过铆钉连接制成声音屏障板；其中，第二隔板为空心板，其内填充由玻璃棉构成的吸音材料。

按照GB/T19889.3-2005《声学 建筑和建筑构件隔声测量 第3部分：建筑构件空气声隔声的实验室测量》和GB/T20247-2006《声学 混响室吸声测量》进行声学性能测试，得出本声音屏障板的空气声计权隔声量Rw (C,Ctr)为30(-2;-5)dB、降噪系数NRC为0.75。因此本声音屏障板具有吸隔音性能优良、机械强度高、耐候性好、使用寿命长、表面光洁、质量轻、安装方便等优点；同时固体废弃物的资源化利用，在创造社会效益、环境效益的同时也产生一定的经济效益，使固体废弃物治理产业向更加健康、科学、可持续的方向发展。