本发明涉及吸音板领域，具体涉及一种公路用复合吸音板材料及其制备方法。
背景技术：
城市噪声严重影响着城市居民的正常生活和人身健康，城市噪声主要是指交通噪声、工厂噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声，其噪声的影响范围和影响程度日益严重，对市民的生活环境影响极大，成为引人注目的城市环境污染问题之一。噪声对人体最直接的危害是听力损伤。人们在进入强噪声环境时，暴露一段时间，会感到双耳难受，甚至会出现头痛等感觉。
公路上的噪声包括机动车辆的鸣笛声和发动声以及周围建筑施工的声音。由于机动车辆数目的迅速增加，使得交通噪声成为城市的主要噪声源。通常措施是公路两边设立一些吸音板、隔音墙、吸音网等产品来控制噪声污染。
目前公路上使用的吸音板多为木质吸音板，木质吸音板由饰面、芯材和吸音薄毡组成，原来来源广泛，但是具备阻燃性低、耐腐性差的缺点。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种公路用复合吸音板材料及其制备方法，本发明吸音板材料采用废旧聚丙烯塑料粒子为主要原料制备而成，废弃物回收循环利用，生产成本低，材料阻燃性、耐腐蚀性、防水性和隔音性能优异，制备方法简单。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种公路用复合吸音板材料，包括以下重量份计的原料：
废旧聚丙烯塑料粒子20-30份、聚丙烯8-15份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8-15份、玻化微珠6-12份、膨胀珍珠岩15-20份、云母粉5-10份、玻璃纤维4-8份、纳米二氧化钛3-6份、纳米氮化硅3-6份、木质纤维素10-18份、羟甲基纤维素3-5份、硅烷偶联剂2.5-3.6份、抗氧化剂1.8-3.5份和阻燃剂2.8-4.2份。
优选地，包括以下重量份计的原料：废旧聚丙烯塑料粒子26份、聚丙烯12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、玻化微珠10份、膨胀珍珠岩18份、云母粉8份、玻璃纤维6份、纳米二氧化钛5份、纳米氮化硅5份、木质纤维素15份、羟甲基纤维素4份、硅烷偶联剂3.2份、抗氧化剂2.8份和阻燃剂3.6份。
优选地，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷和n-(β-氨乙基)-γ氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯中的一种或几种结合。
优选地，所述阻燃剂为聚硅氧烷、硼酸锌和氧化锌按照质量比3:1:1混合组成。
本发明中还公开了一种上述公路用复合吸音板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物分别放入烘干箱中在70-80摄氏度下，烘干5-6小时，去除水分，投入高速混合机中混合均匀后，投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，冷却至室温，得到物料a；
(2)将玻化微珠、膨胀珍珠岩、云母粉、玻璃纤维、木质纤维素、羟甲基纤维素放入球磨机中研磨至颗粒粒径为200-300目，得混合粉末；
(3)将步骤(2)制得的混合粉末和纳米二氧化钛、纳米氮化硅加入高速混合机中混合均匀，硅烷偶联剂用75％酒精按照重量份1:5的比例稀释均匀，将稀释后的硅烷偶联剂加入高速混合机中，以2000-3000转/分钟，搅拌20-30分钟，得物料b；
(4)将物料a、物料b和抗氧化剂、阻燃剂加入高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒，将粒料冷却至室温，然后放入烘箱中，在50-60摄氏度条件下，干燥5-7小时，即得所述公路用复合吸音板材料。
优选地，所述步骤(1)中双螺杆挤出机的螺杆转速为100-140转/分钟，一区至五区的温度依次为170-180摄氏度，180-190摄氏度，200-210摄氏度,215-220摄氏度，200-210摄氏度。
优选地，所述步骤(3)中还包括将物料b放入烘干箱中在80-90摄氏度下，烘干8-12小时，去除水分。
优选地，所述步骤(4)中双螺杆挤出机的螺杆转速为80-120转/分钟，一区至五区的温度依次为180-190摄氏度，190-200摄氏度，205-215摄氏度,220-230摄氏度，200-210摄氏度。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明吸音板材料采用废旧聚丙烯塑料粒子为主要原料制备而成，废弃物回收循环利用，生产成本低，材料阻燃性、耐腐蚀性、防水性和隔音性能优异，制备方法简单。
(2)本发明聚用丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物对废旧聚丙烯塑料粒子进行增强，改性增韧，对废旧聚丙烯塑料粒子的回收料的性能进行改善，确保生产出的材料的性能与质量。
(3)本发明添加木质纤维素，木质纤维素比重小、比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，热膨胀均匀不起壳不开裂；同时具备具有良好的分散性和柔韧性，增强材料的延伸性和加工性。
(4)本发明添加有膨胀珍珠岩和云母粉，膨胀珍珠岩和云母粉均为丰富的多孔结构，表观密度低，具有良好的吸音特性。
(5)本发明中添加有玻璃纤维，玻璃纤维具有强度高，耐腐性的优点，可以明显聚丙烯低刚度，低强度的优点。
(6)本发明制备方法中首先将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物共混熔融挤出造粒，确保混合聚合物粒子间混合均匀，成分均匀，对废旧聚丙烯塑料组分粒子的性能全面提高；用酒精稀释硅烷偶联剂，增强硅烷偶联剂的整体溶液体积，可以提高微量原料的分散性，有益于硅烷偶联剂与填料的结合。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种公路用复合吸音板材料，包括以下重量份计的原料：
废旧聚丙烯塑料粒子20份、聚丙烯8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物8份、玻化微珠6份、膨胀珍珠岩15份、云母粉5份、玻璃纤维4份、纳米二氧化钛3份、纳米氮化硅3份、木质纤维素10份、羟甲基纤维素3份、硅烷偶联剂2.5份、抗氧化剂1.8份和阻燃剂2.8份。
硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
抗氧化剂为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸脂。
阻燃剂为聚硅氧烷、硼酸锌和氧化锌按照质量比3:1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述公路用复合吸音板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物分别放入烘干箱中在70摄氏度下，烘干5小时，去除水分，投入高速混合机中混合均匀后，投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为100转/分钟，一区至五区的温度依次为170，180，200,215，200摄氏度，将粒料冷却至室温，得到物料a；
(2)将玻化微珠、膨胀珍珠岩、云母粉、玻璃纤维、木质纤维素、羟甲基纤维素放入球磨机中研磨至颗粒粒径为200目，得混合粉末；
(3)将步骤(2)制得的混合粉末和纳米二氧化钛、纳米氮化硅加入高速混合机中混合均匀，硅烷偶联剂用75％酒精按照重量份1:5的比例稀释均匀，将稀释后的硅烷偶联剂加入高速混合机中，以2000转/分钟，搅拌20分钟，得物料b；
(4)将物料a、物料b和抗氧化剂、阻燃剂加入高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒，螺杆转速为80转/分钟，一区至五区的温度依次为180，190，205,220，200摄氏度，将粒料冷却至室温，然后放入烘箱中，在50摄氏度条件下，干燥5小时，即得所述公路用复合吸音板材料。
实施例2
一种公路用复合吸音板材料，包括以下重量份计的原料：
废旧聚丙烯塑料粒子30份、聚丙烯15份、乙烯-醋酸乙烯共聚物15份、玻化微珠12份、膨胀珍珠岩20份、云母粉10份、玻璃纤维8份、纳米二氧化钛6份、纳米氮化硅6份、木质纤维素18份、羟甲基纤维素5份、硅烷偶联剂3.6份、抗氧化剂3.5份和阻燃剂4.2份。
硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三甲氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。
阻燃剂为聚硅氧烷、硼酸锌和氧化锌按照质量比3:1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述公路用复合吸音板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物分别放入烘干箱中在80摄氏度下，烘干6小时，去除水分，投入高速混合机中混合均匀后，投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为140转/分钟，一区至五区的温度依次为180，190，210,220，210摄氏度，冷却至室温，得到物料a；
(2)将玻化微珠、膨胀珍珠岩、云母粉、玻璃纤维、木质纤维素、羟甲基纤维素放入球磨机中研磨至颗粒粒径为300目，得混合粉末；
(3)将步骤(2)制得的混合粉末和纳米二氧化钛、纳米氮化硅加入高速混合机中混合均匀，硅烷偶联剂用75％酒精按照重量份1:5的比例稀释均匀，将稀释后的硅烷偶联剂加入高速混合机中，以3000转/分钟，搅拌30分钟，得物料b，物料b放入烘干箱中在80摄氏度下，烘干8小时，去除水分；
(4)将物料a、物料b和抗氧化剂、阻燃剂加入高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒，螺杆转速为120转/分钟，一区至五区的温度依次为190，200，215,230，210摄氏度，将粒料冷却至室温，然后放入烘箱中，在60摄氏度条件下，干燥7小时，即得所述公路用复合吸音板材料。
实施例3
一种公路用复合吸音板材料，包括以下重量份计的原料：
废旧聚丙烯塑料粒子26份、聚丙烯12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物10份、玻化微珠10份、膨胀珍珠岩18份、云母粉8份、玻璃纤维6份、纳米二氧化钛5份、纳米氮化硅5份、木质纤维素15份、羟甲基纤维素4份、硅烷偶联剂3.2份、抗氧化剂2.8份和阻燃剂3.6份。
硅烷偶联剂为γ-巯丙基三乙氧基硅烷。
抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯。
优选地，所述阻燃剂为聚硅氧烷、硼酸锌和氧化锌按照质量比3:1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述公路用复合吸音板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物分别放入烘干箱中在75摄氏度下，烘干5小时，去除水分，投入高速混合机中混合均匀后，投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为120转/分钟，一区至五区的温度依次为175，180，210，220，200摄氏度，冷却至室温，得到物料a；
(2)将玻化微珠、膨胀珍珠岩、云母粉、玻璃纤维、木质纤维素、羟甲基纤维素放入球磨机中研磨至颗粒粒径为250目，得混合粉末；
(3)将步骤(2)制得的混合粉末和纳米二氧化钛、纳米氮化硅加入高速混合机中混合均匀，硅烷偶联剂用75％酒精按照重量份1:5的比例稀释均匀，将稀释后的硅烷偶联剂加入高速混合机中，以2500转/分钟，搅拌28分钟，得物料b，将物料b放入烘干箱中在85摄氏度下，烘干10小时，去除水分；
(4)将物料a、物料b和抗氧化剂、阻燃剂加入高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒，螺杆转速为110转/分钟，一区至五区的温度依次为185，190，210,225，210，将粒料冷却至室温，然后放入烘箱中，在55摄氏度条件下，干燥6小时，即得所述公路用复合吸音板材料。
实施例4
一种公路用复合吸音板材料，包括以下重量份计的原料：
废旧聚丙烯塑料粒子22份、聚丙烯12份、乙烯-醋酸乙烯共聚物14份、玻化微珠10份、膨胀珍珠岩16份、云母粉8份、玻璃纤维6份、纳米二氧化钛4份、纳米氮化硅5份、木质纤维素16份、羟甲基纤维素3.5份、硅烷偶联剂2.9份、抗氧化剂3.2份和阻燃剂3.5份。
硅烷偶联剂为n-(β-氨乙基)-γ氨丙基三乙氧基硅烷。
抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。
阻燃剂为聚硅氧烷、硼酸锌和氧化锌按照质量比3:1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述公路用复合吸音板材料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)将废旧聚丙烯塑料粒子、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物分别放入烘干箱中在78摄氏度下，烘干5.5小时，去除水分，投入高速混合机中混合均匀后，投入双螺杆挤出机中进行挤出造粒，螺杆转速为130转/分钟，一区至五区的温度依次为180，190，200,220，200摄氏度，冷却至室温，得到物料a；
(2)将玻化微珠、膨胀珍珠岩、云母粉、玻璃纤维、木质纤维素、羟甲基纤维素放入球磨机中研磨至颗粒粒径为300目，得混合粉末；
(3)将步骤(2)制得的混合粉末和纳米二氧化钛、纳米氮化硅加入高速混合机中混合均匀，硅烷偶联剂用75％酒精按照重量份1:5的比例稀释均匀，将稀释后的硅烷偶联剂加入高速混合机中，以2600转/分钟，搅拌28分钟，得物料b，将物料b放入烘干箱中在85摄氏度下，烘干10小时，去除水分；
(4)将物料a、物料b和抗氧化剂、阻燃剂加入高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机进行熔融共混并挤出造粒，螺杆转速为100转/分钟，一区至五区的温度依次为190，200，210,220，200，将粒料冷却至室温，然后放入烘箱中，在58摄氏度条件下，干燥6小时，即得所述公路用复合吸音板材料。
以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。