本发明涉及建筑板材制备
技术领域：
，具体涉及一种高强度吸音板的制备方法。
背景技术：
：近年来，随着经济的发展的同时也加剧了噪声污染的问题，噪声严重影响着居民的正常生活和人体健康，成为人类亟待解决的问题之一。吸音板是一种理想的吸声装饰材料，一般经各种粉料以一定的配比压制而成，具有吸音、环保、阻燃、隔热、保温、防潮、防霉变、易除尘、易切割、施工简便、稳定性好、抗冲击能力好、性价比高等优点。主要用于对隔离噪音要求较高的场所，比如：音乐厅、影剧院、演播厅、会议室、体育馆、展览馆、歌舞厅、报告厅等建筑上。市面现有的吸音板生产方式多为手工或半自动化生产，即将粉料填入模具压制成型，再进行烘干，即得到成品。这种方法生产的吸音板表面较为粗糙、质地较脆，吸音板的整体强度和抗弯曲能力不理想，容易老化，特别是吸潮后容易变形，导致其使用寿命较短。在吸音板安装到建筑物墙面上的过程中，吸音板需要现场钻4个以上的螺栓孔，不但费工费时，增加施工难度，而且很容易在钻孔时将吸音板打坏或震碎，当吸音板安装在建筑物墙面上以后，由于重力的作用，会造成钻孔后的吸音板从建筑物墙面上破碎脱落，容易砸伤人，安全隐患较大。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的吸音板非常有必要。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前普通吸音板存在强度较低以及吸音效果不好的缺陷，提供了一种高强度吸音板的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种高强度吸音板的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取200～400g黄豆、60～80g魔芋葡甘聚糖和30～50g黄原胶混合研磨后过100目筛，收集过筛混合粉末，将过筛混合粉末和蒸馏水混合置于烧杯中搅拌，得到混合浆料，继续向混合浆料中加入混合浆料质量5％的碳酸钠混合搅拌，自然冷却至室温，出料即得自制豆腐，将自制豆腐放入冰箱中冷冻，得到冻豆腐，将冻豆腐放入带有冷冻豆腐质量8％的沼液的发酵罐中，密封发酵，去除豆腐中蛋白质，去除发酵产物，干燥即得发酵豆腐，备用；（2）称取30～40g沸石研磨，得到沸石粉末，将沸石粉末、双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101混合搅拌反应，得到改性混合物，将改性混合物置于带有改性混合物质量8％的硅酸钠和改性混合物质量4％的去离子水的烧杯中混合搅拌发泡，得到自制发泡浆液；（3）称取20～30g纳米蒙脱土倒入100～120ml去离子水中混合搅拌，得到纳米蒙脱土悬浮液，将纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液混合反应，得到反应液，用盐酸调节反应液的ph，调节后倒入离心机中离心分离，去除滤液和部分杂质，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于烘箱中干燥，研磨出料，得到纯化后的纳米蒙脱土，再将纯化后的纳米蒙脱土和去离子水混合搅拌，得到纯化后的纳米蒙脱土悬浮液，继续将纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560混合置于搅拌机中搅拌，用盐酸调节反应液的ph，调节后静置，离心，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于烘箱中干燥，研磨出料，得到改性纳米蒙脱土；（4）将自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土混合涂抹在上述发酵豆腐的表面，自然风干，得到干燥物，将干燥物放入带有干燥物质量9％的酸奶的发酵罐中，密封发酵，去除豆腐，取出即得多孔发酵干燥物；（5）按重量份数计，分别称取20～30份多孔发酵干燥物、6～8份聚酯纤维和20～30份去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加10～12份陶粒、3～5份有机硅防水剂、6～8份琥珀和4～6份偶氮二甲酰胺，继续混合搅拌，得到搅拌浆料，将搅拌浆料倒入模具中压制成型，压制成型后拆模，得到自制吸音板坯体，向自制吸音板坯体表面洒水，并在表面覆盖塑料薄膜养护，养护后揭掉塑料薄膜，继续洒水养护，自然风干，出料，即可制得高强度吸音板。步骤（1）所述的研磨时间为10～12min，过筛混合粉末和蒸馏水的质量比为1：3，搅拌温度为70～90℃，搅拌时间为12～16min，继续搅拌温度为90～110℃，继续搅拌1～2h，冷冻温度为-10～-6℃，冷冻时间为9～11min，发酵温度为35～45℃，发酵时间为8～10天。步骤（2）所述的研磨时间为10～12min，沸石粉末、质量分数为20％的双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101的质量比为3：1：1：2，搅拌反应时间为16～20min，搅拌发泡温度为85～105℃，搅拌发泡时间为1～2h。步骤（3）所述的搅拌时间为1～2h，纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液的体积比为3：1，反应时间为2～4h，盐酸的质量分数为15％，调节反应液的ph为4～6，离心分离时间为10～12min，干燥温度为55～75℃，干燥时间为6～8min，纯化后的纳米蒙脱土和去离子水的质量比为1：2，混合搅拌时间为16～20min，纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560的体积比为1：1：2，继续搅拌温度为65～85℃，继续搅拌时间为2～4h，调节反应液的ph为3～5，静置时间为20～30min，干燥温度为55～75℃，干燥时间为6～8min。步骤（4）所述的的自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土的质量比为2：1，发酵温度为35～45℃，发酵时间为5～7天。步骤（5）所述的搅拌温度为45～55℃，搅拌时间为12～16min，继续搅拌温度为65～75℃，继续搅拌时间为1～3h，模具尺寸为500mm×300mm×16mm，养护时间为1～2天，继续养护时间为4～6天。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明首先对豆腐进行冷冻处理，将其与沼液共同发酵，去除豆腐中蛋白质，形成比表面积大的多孔结构，并将它作为模板，再通过催化和钛酸酯偶联剂对沸石粉末进行改性，将其与发泡剂共同发泡得到改性发泡沸石浆液，将改性后的发泡沸石浆液均匀涂抹在发酵豆腐表面，进行干燥处理，并取出多孔发泡物，提高了沸石内部结构的孔隙率，从而达到吸音效果，又由于具有一定硬度的沸石填充在吸音板内部，提高了吸音板的强度，接着加入纳米蒙脱土和聚酯纤维，由于纳米蒙脱土通过有机化改性处理，能使其片层间距增大，表面也由亲水层转变为疏水层，与聚合物进行熔融共混时，有利于高分子物质的插层，其片层结构会对聚合物分子的重新排列起到一定作用，使聚合物中分子排列的规整度提高，从而提高材料的结晶度，其综合力学性能得到提升，再次提高吸音板的强度；（2）本发明继续加入陶粒、发泡剂和防水剂，由于陶粒颗粒之间堆积会产生大量的微空隙，混合发泡剂等在搅拌的过程中也会产生气泡，同样产生均匀的空隙，在传播过程中，陶粒引起孔隙内部空气的运动，空气与孔隙间固体筋络发生摩擦，发生了粘滞性和热传导效应，声能被不断转化为热能而消耗掉，从而达到吸音目的，由于填充在吸音板内部的陶粒具有一定硬度，从而使吸音板强度得到提高，防水剂的加入使吸音板具有疏水功能，灰尘落到表面或空隙里，当有水冲刷的时候，能迅速和多方向排水，灰尘随着水流带走，自动净化了吸音板表面和空隙，促使吸音效果稳定，具有广泛的应用前景。具体实施方式称取200～400g黄豆、60～80g魔芋葡甘聚糖和30～50g黄原胶混合研磨10～12min后过100目筛，收集过筛混合粉末，按质量比为1：3将过筛混合粉末和蒸馏水混合置于烧杯中，在温度为70～90℃下搅拌12～16min，得到混合浆料，继续向混合浆料中加入混合浆料质量5％的碳酸钠，在90～110℃下混合搅拌1～2h，自然冷却至室温，出料即得自制豆腐，将自制豆腐放入-10～-6℃的冰箱中冷冻9～11min，得到冻豆腐，将冻豆腐放入带有冷冻豆腐质量8％的沼液的发酵罐中，在温度为35～45℃的条件下密封发酵8～10天，发酵结束后干燥即得发酵豆腐，称取30～40g沸石研磨10～12min，得到沸石粉末，按质量比为3：1：1：2将沸石粉末、质量分数为20％的双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101混合搅拌反应16～20min，得到改性混合物，将改性混合物置于带有改性混合物质量8％的硅酸钠和改性混合物质量4％的去离子水的烧杯中，在85～105℃下混合搅拌发泡1～2h，得到自制发泡浆液，称取20～30g纳米蒙脱土倒入100～120ml去离子水中混合搅拌1～2h，得到纳米蒙脱土悬浮液，按体积比为3：1将纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液混合反应2～4h，得到反应液，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至4～6，调节后倒入离心机中离心分离10～12min，去除滤液和部分杂质，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于55～75℃的烘箱中干燥6～8min，研磨出料，得到纯化后的纳米蒙脱土，再按质量比为1：2将纯化后的纳米蒙脱土和去离子水混合搅拌16～20min，得到纯化后的纳米蒙脱土悬浮液，继续按体积比为1：1：2将纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560混合置于搅拌机中，在温度为65～85℃的条件下搅拌2～4h，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至3～5，调节后静置20～30min，离心，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于55～75℃的烘箱中干燥6～8min，研磨出料，得到改性纳米蒙脱土，按质量比为2：1将自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土混合涂抹在发酵豆腐的表面，自然风干，得到干燥物，将干燥物放入带有干燥物质量9％的酸奶的发酵罐中，在温度为35～45℃下密封发酵5～7天，去除豆腐，取出即得多孔发酵干燥物，按重量份数计，分别称取20～30份多孔发酵干燥物、6～8份聚酯纤维和20～30份去离子水混合置于搅拌机中，在45～55℃下搅拌12～16min，再添加10～12份陶粒、3～5份有机硅防水剂、6～8份琥珀和4～6份偶氮二甲酰胺，在65～75℃下继续混合搅拌1～3h，得到搅拌浆料，将搅拌浆料倒入尺寸为500mm×300mm×16mm的模具中压制成型后，拆模，得到自制吸音板坯体，向自制吸音板坯体表面洒水，并在表面覆盖塑料薄膜养护1～2天，养护后揭掉塑料薄膜，继续洒水养护4～6天，自然风干，出料，即可制得高强度吸音板。实例1称取200g黄豆、60g魔芋葡甘聚糖和30g黄原胶混合研磨10min后过100目筛，收集过筛混合粉末，按质量比为1：3将过筛混合粉末和蒸馏水混合置于烧杯中，在温度为70℃下搅拌12min，得到混合浆料，继续向混合浆料中加入混合浆料质量5％的碳酸钠，在90℃下混合搅拌1h，自然冷却至室温，出料即得自制豆腐，将自制豆腐放入-10℃的冰箱中冷冻9min，得到冻豆腐，将冻豆腐放入带有冷冻豆腐质量8％的沼液的发酵罐中，在温度为35℃的条件下密封发酵8天，发酵结束后干燥即得发酵豆腐，称取30g沸石研磨10min，得到沸石粉末，按质量比为3：1：1：2将沸石粉末、质量分数为20％的双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101混合搅拌反应16min，得到改性混合物，将改性混合物置于带有改性混合物质量8％的硅酸钠和改性混合物质量4％的去离子水的烧杯中，在85℃下混合搅拌发泡1h，得到自制发泡浆液，称取20g纳米蒙脱土倒入100ml去离子水中混合搅拌1h，得到纳米蒙脱土悬浮液，按体积比为3：1将纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液混合反应2h，得到反应液，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至4，调节后倒入离心机中离心分离10min，去除滤液和部分杂质，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于55℃的烘箱中干燥6min，研磨出料，得到纯化后的纳米蒙脱土，再按质量比为1：2将纯化后的纳米蒙脱土和去离子水混合搅拌16min，得到纯化后的纳米蒙脱土悬浮液，继续按体积比为1：1：2将纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560混合置于搅拌机中，在温度为65℃的条件下搅拌2h，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至3，调节后静置20min，离心，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于55℃的烘箱中干燥6min，研磨出料，得到改性纳米蒙脱土，按质量比为2：1将自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土混合涂抹在发酵豆腐的表面，自然风干，得到干燥物，将干燥物放入带有干燥物质量9％的酸奶的发酵罐中，在温度为35℃下密封发酵5天，去除豆腐，取出即得多孔发酵干燥物，按重量份数计，分别称取20份多孔发酵干燥物、6份聚酯纤维和20份去离子水混合置于搅拌机中，在45℃下搅拌12min，再添加10份陶粒、3份有机硅防水剂、6份琥珀和4份偶氮二甲酰胺，在65℃下继续混合搅拌1h，得到搅拌浆料，将搅拌浆料倒入尺寸为500mm×300mm×16mm的模具中压制成型后，拆模，得到自制吸音板坯体，向自制吸音板坯体表面洒水，并在表面覆盖塑料薄膜养护1天，养护后揭掉塑料薄膜，继续洒水养护4天，自然风干，出料，即可制得高强度吸音板。实例2称取300g黄豆、70g魔芋葡甘聚糖和40g黄原胶混合研磨11min后过100目筛，收集过筛混合粉末，按质量比为1：3将过筛混合粉末和蒸馏水混合置于烧杯中，在温度为80℃下搅拌14min，得到混合浆料，继续向混合浆料中加入混合浆料质量5％的碳酸钠，在100℃下混合搅拌1.5h，自然冷却至室温，出料即得自制豆腐，将自制豆腐放入-8℃的冰箱中冷冻10min，得到冻豆腐，将冻豆腐放入带有冷冻豆腐质量8％的沼液的发酵罐中，在温度为40℃的条件下密封发酵9天，发酵结束后干燥即得发酵豆腐，称取35g沸石研磨11min，得到沸石粉末，按质量比为3：1：1：2将沸石粉末、质量分数为20％的双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101混合搅拌反应18min，得到改性混合物，将改性混合物置于带有改性混合物质量8％的硅酸钠和改性混合物质量4％的去离子水的烧杯中，在95℃下混合搅拌发泡1.5h，得到自制发泡浆液，称取25g纳米蒙脱土倒入110ml去离子水中混合搅拌1.5h，得到纳米蒙脱土悬浮液，按体积比为3：1将纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液混合反应3h，得到反应液，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至5，调节后倒入离心机中离心分离11min，去除滤液和部分杂质，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于65℃的烘箱中干燥7min，研磨出料，得到纯化后的纳米蒙脱土，再按质量比为1：2将纯化后的纳米蒙脱土和去离子水混合搅拌18min，得到纯化后的纳米蒙脱土悬浮液，继续按体积比为1：1：2将纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560混合置于搅拌机中，在温度为75℃的条件下搅拌3h，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至4，调节后静置25min，离心，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于65℃的烘箱中干燥7min，研磨出料，得到改性纳米蒙脱土，按质量比为2：1将自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土混合涂抹在发酵豆腐的表面，自然风干，得到干燥物，将干燥物放入带有干燥物质量9％的酸奶的发酵罐中，在温度为40℃下密封发酵6天，去除豆腐，取出即得多孔发酵干燥物，按重量份数计，分别称取25份多孔发酵干燥物、7份聚酯纤维和25份去离子水混合置于搅拌机中，在50℃下搅拌14min，再添加11份陶粒、4份有机硅防水剂、7份琥珀和5份偶氮二甲酰胺，在70℃下继续混合搅拌2h，得到搅拌浆料，将搅拌浆料倒入尺寸为500mm×300mm×16mm的模具中压制成型后，拆模，得到自制吸音板坯体，向自制吸音板坯体表面洒水，并在表面覆盖塑料薄膜养护1.5天，养护后揭掉塑料薄膜，继续洒水养护5天，自然风干，出料，即可制得高强度吸音板。实例3称取400g黄豆、80g魔芋葡甘聚糖和50g黄原胶混合研磨12min后过100目筛，收集过筛混合粉末，按质量比为1：3将过筛混合粉末和蒸馏水混合置于烧杯中，在温度为90℃下搅拌16min，得到混合浆料，继续向混合浆料中加入混合浆料质量5％的碳酸钠，在110℃下混合搅拌2h，自然冷却至室温，出料即得自制豆腐，将自制豆腐放入-6℃的冰箱中冷冻11min，得到冻豆腐，将冻豆腐放入带有冷冻豆腐质量8％的沼液的发酵罐中，在温度为45℃的条件下密封发酵10天，发酵结束后干燥即得发酵豆腐，称取40g沸石研磨12min，得到沸石粉末，按质量比为3：1：1：2将沸石粉末、质量分数为20％的双氧水、苹果汁和钛酸酯偶联剂101混合搅拌反应20min，得到改性混合物，将改性混合物置于带有改性混合物质量8％的硅酸钠和改性混合物质量4％的去离子水的烧杯中，在105℃下混合搅拌发泡2h，得到自制发泡浆液，称取30g纳米蒙脱土倒入120ml去离子水中混合搅拌2h，得到纳米蒙脱土悬浮液，按体积比为3：1将纳米蒙脱土悬浮液和碳酸氢钠溶液混合反应4h，得到反应液，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至6，调节后倒入离心机中离心分离12min，去除滤液和部分杂质，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于75℃的烘箱中干燥8min，研磨出料，得到纯化后的纳米蒙脱土，再按质量比为1：2将纯化后的纳米蒙脱土和去离子水混合搅拌20min，得到纯化后的纳米蒙脱土悬浮液，继续按体积比为1：1：2将纯化后的纳米蒙脱土悬浮液、无水乙醇和硅烷偶联剂kh-560混合置于搅拌机中，在温度为85℃的条件下搅拌4h，用质量分数为15％的盐酸调节反应液的ph至5，调节后静置30min，离心，取出下层沉淀的纳米蒙脱土，将下层沉淀的纳米蒙脱土置于75℃的烘箱中干燥8min，研磨出料，得到改性纳米蒙脱土，按质量比为2：1将自制发泡浆液和改性纳米蒙脱土混合涂抹在发酵豆腐的表面，自然风干，得到干燥物，将干燥物放入带有干燥物质量9％的酸奶的发酵罐中，在温度为45℃下密封发酵7天，去除豆腐，取出即得多孔发酵干燥物，按重量份数计，分别称取30份多孔发酵干燥物、8份聚酯纤维和30份去离子水混合置于搅拌机中，在55℃下搅拌16min，再添加12份陶粒、5份有机硅防水剂、8份琥珀和6份偶氮二甲酰胺，在75℃下继续混合搅拌3h，得到搅拌浆料，将搅拌浆料倒入尺寸为500mm×300mm×16mm的模具中压制成型后，拆模，得到自制吸音板坯体，向自制吸音板坯体表面洒水，并在表面覆盖塑料薄膜养护2天，养护后揭掉塑料薄膜，继续洒水养护6天，自然风干，出料，即可制得高强度吸音板。对比例以天津市市某公司生产的吸音板作为对比例对本发明制得的高强度吸音板和对比例中的吸音板进行检测，检测结果如表1所示：1、力学性能测试采用电子万能材料试验机进行测试。2、吸音测试吸声系数（α）：材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比。α＝eα/ei＝(ei-er)/ei＝1-rei：入射声能；eα：被材料或结构吸收的声能；er：被材料或结构反射的声能；r：反射系数。一般材料或结构的吸声系数，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。3、吸水性测试取本发明制备的实例1～3和对比例样品，分别浸泡在25℃的水中，5h后取出观察。膨胀率越大，该地板受潮后的强度下降越大，且会出现表面突起甚至脱落，严重影响使用寿命。表1测试项目实例1实例2实例3对比例吸音系数0.90.90.90.7吸水膨胀率（%）0.080.060.050.18抗弯曲强度（mpa）18518818995抗拉强度（mpa）227234249160由表1数据可知，本发明制得的高强度吸音板，吸音效果更好，机械强度好，且吸水性好。因此，具有广阔的使用前景。当前第1页12