废旧塑料制备复合孔结构宽频吸声材料的工艺的制作方法

本发明涉及利用废旧塑料制备吸声材料的方法和工序，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物处理新技术，尤其适合于各类废弃高分子聚合物的环境友好型资源化循环利用。

背景技术：

近年来，随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平的逐步提高，噪声污染问题日显突出，成为危害人们健康的主要环境问题之一。这些噪声主要包括交通噪声、工业噪声、建筑噪声和生活噪声，其危害主要体现在对人们的听力及身心健康造成损害、对工作学习和生活造成干扰以及对建筑物及设施造成损害。控制噪声污染的主要方法是设置吸声材料，按吸声机理可将吸声材料分为多孔吸声材料、粘弹性阻尼材料和共振吸声机构。多孔吸声材料是一类具有表面开孔并且内部联通结构、比重小、高频吸声系数大，但是低频吸声系数较低；阻尼吸声材料在经受交变应力作用时，由于材料的内耗，能把一部分或大部分振动能转变为热能而消耗掉，从而起到阻尼吸声的作用；共振吸声机构是通过共振效应吸收声波震动达到吸声的目的，其低频吸声效果非常好，对于特定频率具有吸收峰。多孔吸声材料由于其取材范围广、易于加工，通过表面塑形处理可以使低频吸声效果得到不同程度的提高，因此多孔吸声材料成为目前研究和应用最广泛的吸声材料。

废旧塑料属于高分子聚合物，可以用来合成应用广泛的多孔吸声材料。我国每年产生的废旧塑料总量已近2亿吨,而回收总量仅为1500万吨,回收率不到10％。据国家环保部统计，当年我国一次性塑料薄膜与泡沫包装超过塑料总产量的60％,预计80％的一次性包装制品将在一年内被废弃。据中国塑料加工工业协会统计,我国每天仅买菜就要使用塑料袋10亿个,每年消耗一次性餐盒150亿个,快速消费品零售全行业每年消耗塑料袋约500亿个。目前，废弃的高分子材料的主要处理方法有三种，即填埋处理，能源回收和再生利用。填埋法是目前废弃物主要的处理方法，但高分子废弃物普遍具有不溶于水、耐腐蚀、填埋不易分解等特性，大大增加了填埋场的使用周期，而且填埋法本身需要占用土地，如处置不当还会造成一定危害。能源回收主要包括裂解和热能回收。裂解又分为热裂解和醇解等方法，适用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等塑料制品，主要是把高分子结构拆散，在催化剂的作用下分解成气态烃，气态烃进一步分解后合成组分为汽油、煤油的低分子量饱和与不饱和烃。如日本富士循环公司开发的把废塑料转化为汽油、煤油和柴油的技术。热能回收主要是利用废弃物直接焚烧或与其他物料混合燃烧的方法来回收热能。但此类方法往往产生有毒有害排放物，如二噁英，若不加以控制，将对生态环境和人类健康造成严重危害。再生利用主要是把回收的高分子废弃物经过分类、清洗、熔炼、脱色等工序，在一定温度下，拉丝、造粒、制膜以生产其它制品，这样可有效地降低产品成本。但这种方法耗费人力物力较大，且生产出来的产品品质往往低于原生材料制品，一般只能采取降级使用。鉴于此，本发明以废弃塑料为原材料，通过混炼、发泡、穿孔、设置背后空腔等一系列工艺，确立了一种操作简便、效率高、绿色环保的废弃塑料制备廉价宽频吸声材料的新方法。

技术实现要素：

本发明针对废旧塑料大量产生，高附加值循环利用技术匮乏的实际问题，提供一种利用废旧塑料制备轻质、廉价、吸声频率宽广的吸声材料制备工艺，以解决传统吸声材料厚重、造价高、吸声频率范围狭窄的缺点。其特征是：把废旧塑料与添加剂混炼，经过发泡制得泡沫材料，再经穿孔、附加背后空腔等声学结构处理得到适宜的吸声材料。该材料适用于城市高架道路、桥梁、公路隧道、建筑物吊顶等吸声设施的建设使用。

本发明按以下步骤完成：

1、前处理工序：将废旧塑料置于滚筒筛中进行干式清洗，除去沙土等粘附的杂质，然后转入塑料清洗槽进一步湿式清洗，再转入塑料甩干机干燥，风干后备用。

2、混炼工序：将清洗、干燥后的废旧塑料转移至塑料混炼机中，加入偶氮二甲酰胺、二偶氮基苯、二亚硝基五次甲基四胺中的任意一种，加入量按0.8-2.2％的质量百分比计算，然后开通电源加入至160℃，混炼3-5分钟。

3、发泡工序：将上述混炼均匀的粘稠状流体注入模具中，加热到180℃，模压发泡，保温35-45分钟，然后自然冷却至100℃以下，脱模。

4、打孔工序：将脱模后的产品利用切割机削去表面结皮层，露出孔隙结构，然后利用打孔机在产品中均匀打上直径为0.2-0.4cm的穿孔或半穿孔，打孔密度为700-1150孔/m²，制备低频吸声材料时全部打穿孔，制备高频吸声材料时全部打半穿孔，制备宽频吸声材料时中间打穿孔，四周打半穿孔。

5、成型工序：根据实际应用场合和工程需要，将上述产品切割成1-3cm厚度的板材，表面打磨光滑，包装，即为成品。

本方法具备以下特点：

1、采用的原料是废弃高分子塑料，廉价易得，经简单清洗加工即可使用。加工过程简单易行，不产生三废，成品可回收再加工利用。

2、经过穿孔处理和附加背后空腔结构，可以赋予产品以良好的低频吸声效果，结合传统多孔材料优异的高频吸声特性，使材料具备宽广的吸声频率范围。

3、制备工艺操作简便、造价低、工程安装简易，整体工程厚度一般为1-3厘米，相对密度为0.50吨/米³左右，适用于非承重工程领域。

下面结合说明书附图和实施方案进一步阐述本发明的内容。

附图说明

为进一步了解本发明，下面用附图描述本发明的工艺流程和吸声材料的安装方式。

图1是废弃塑料制备复合孔结构宽频吸声材料的工艺流程图。

图2是以吸收宽频噪声为主的吸声材料安装示意图。

图3是以吸收低频噪声为主的吸声材料安装示意图。

图4是吸声材料安装时的侧视图，展示后背空腔的位置与大小。

具体实施方式

下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

实施例1：

根据图1流程图，以废弃农用地膜为原材料，经水清洗后自然风干，备用。在160℃下将3.6克地膜与0.054克偶氮二甲酰胺混炼。混炼均匀后，将混炼料制成近似于模具形状的扁片。180℃预热模具10分钟后，将混炼料置于模具中模压发泡40分钟。发泡结束后待自然冷却至100℃以下脱模。将脱模后的材料削去表面结皮层，露出孔隙结构，并在材料上打直径为0.3cm、间隙均匀的4个穿孔和12个深度为5mm的凹孔，并安装在背后空气层厚度为10mm的密封刚性支架上。在200–6400Hz频率范围内最高吸声系数可达0.99(900Hz处)，吸声峰宽度为500Hz左右，平均吸声系数可达0.47(图2)。

实施例2：

根据图1流程图，以废弃聚乙烯塑料为原材料，用水清洗后自然风干，备用。在160℃下将40克聚乙烯与0.60克偶氮二甲酰胺混炼2分钟，然后将混炼料压制成近似于模具形状的扁片。在180℃条件下将模具预热10分钟后，将混炼料置于模具中模压发泡40分钟。发泡结束后待自然冷却至100℃以下脱模。将脱模后的材料削去表面结皮层，露出孔隙结构，并在材料上打40个间隙均匀、直径为0.3cm的穿孔，并安装在背后空气层厚度为10mm的密封刚性支架上。160-1280Hz频率范围内最高吸声系数可达0.99(900Hz处)，吸声峰宽度为600Hz左右，平均吸声系数可达0.46(图3)。

上述实例中，所述原料可采用各种薄膜、包装塑料、电缆绝缘皮等高分子废弃物。本发明不限于上述实施例，所述内容均可实施，并具有良好的效果。