重质隔音材料、其制法及使用该材料的隔音板

摘要

本发明提供了一种铅锌尾矿的重质隔声材料，包含有粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒、粒径2-3mm的铅锌尾矿中粒、粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒、硬沥青、软沥青。本发明也提供了一种铅锌尾矿的重质隔声材料的制造方法及使用该隔声材料的隔音板。本发明的材料属于重质材料，构成的隔音墙面密度均>200kg/m2，对隔声起到良好效果。同时，沥青为粘弹性材料具有良好的阻尼性能，与铅锌尾矿为主的骨料制成重质隔音材料，具有声学性能好，防潮、价廉并便于施工。如果以沥青层内部阻尼来衡量，它的损耗因数(％)可达20-40％。同时经过发泡处理所得到的铅锌尾矿合成的多孔吸声材料可更加广泛的应用于各种建筑隔声。

权利要求

1.一种重质隔声材料，以隔声材料的总重量计，包含有以下重量百分比的组分：

2.如权利要求1所述的重质隔声材料，其特征在于，所述粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒含量为15-18％；所述粒径2-3mm的铅锌尾矿粗粒含量为30-35％；粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒含量为20-30％。

3.一种如权利要求1或2所述的重质隔声材料的制造方法，包括以下步骤：

1)铅锌尾矿按粒径分类，根据粒径4-6mm、2-3mm、1mm以下对铅锌尾矿进行粒度分级；

2)按照重质隔声材料中不同粒径的铅锌尾矿的重量百分比将各种粒径的铅锌尾矿粒子加入混料机中混合均匀；

3)按照重质隔声材料中软沥青和硬沥青的重量百分比将软沥青加热至180-250℃，再加入硬沥青混合熔融；

4)按照重质隔声材料中各组分的重量百分比，向熔融沥青中分批加入步骤1)中均匀混合后的铅锌尾矿骨料，经搅件机均匀搅拌；

5)将搅拌均匀的熟料放入压平机中压制成隔声材料。

4.如权利要求3所述的制造方法，其中，步骤3)中的熔融温度为250-280℃。

5.一种使用如权利要求1或2所述的重质隔声材料的声屏障，其特征在于，声屏障中填充有所述的重质隔声材料。

6.一种使用如权利要求1或2所述的重质隔声材料的隔音板，包括一侧的锌合金板材或镀锌钢板面板，另一侧的彩色钢板以及填充在两侧面板内的重质隔声材料，所述重质隔声材料以其总重量计，包含有以下重量百分比的组分：

7.如权利要求6所述的隔音板，其特征在于，所述锌合金为铝、铜和/或钛合金化的锌合金。

说明书

重质隔音材料、其制法及使用该材料的隔音板

技术领域

[0001] 本发明属于隔声材料领域，具体来说涉及一种利用铅锌尾矿资源而制成的铅锌尾矿的复合重质隔声材料及包含该材料的各类声屏障如隔音板。

背景技术

[0002] 目前，国内外高速铁路用的声屏障大多数采用两侧是金属板、中间填充吸音材料的结构。通常隔音墙的面板为铝质板材，而背板在大多数情况下使用彩钢或锌钢板。其中填充的中间吸音材料通常为吸音板，其基材大多为玻璃棉或玻璃纤维，例如参见中国专利CN2546537Y，CN2345606Y。而作为吸声材料，普遍采用多孔型，多为纤维材料、颗粒材料、泡沫材料、金属材料(例如NDC卡罗姆金属吸声板，为由铝合金粉末压制而成)，全为轻质材料。作为隔声材料，主要是钢材、钢筋混凝土、加气混凝土、实心黏土砖，还有石材、木材、膠胶合板、纤维板等，作为阻尼材料，其基料为沥青、氯丁橡胶、烯酸醋等，其填料常用膨胀珍珠岩粉、膨胀蛀石、石棉绒、碳酸钙、甚玉铅粉，而溶剂则多用汽油、醋酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯。例如参见中国专利CN1424350A和CN1660565A以及CN1937031A。但是使用玻璃纤维层的吸音尚可但隔声效果不是太理想(CN1660565A)，而钨粉和PVC(CN1424350A)的隔声材料成本较高，不经济。

[0003] 因此，有必要寻求一种经济、隔声效果好又制作简单、节约资源的隔声材料。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种利用铅锌尾矿而制造的重质隔声材料，采用填充该隔声材料的隔音板，能显著减弱或损耗高铁运行当中所传出的噪声。

[0005] 本发明的另一目的在于提供一种上述重质隔声材料的制造方法。该方法简单易行，适用于大规模、工业化生产。

[0006] 此外，本发明的又一目的在于提供一种使用上述重质隔声材料的隔音板材以及该隔音板材在高速铁路，公路和舰艇方面的用途。

[0007] 本发明的重质隔声材料，以隔声材料的总重量计，包含有以下重量百分比的组分：

[0008] 粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒 15-40％

[0009] 粒径2-3mm的铅锌尾矿中粒 25-35％

[0010] 粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒 15-30％

[0011] 硬沥青 6-10％

[0012] 软沥青 9-12％。

[0013] 上述隔声材料中，粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒含量优选为15-18％。更优选15％，粒径优选3-5mm；粒径2-3mm的铅锌尾矿粗粒含量优选为30-35％，更优选30％。粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒含量优选为20-30％，更优选为30％。

[0014] 本发明的重质隔声材料的制造方法，包括以下步骤：

[0015] 1)铅锌尾矿按粒径分类，根据粒径4-6mm、2-3mm、1mm以下对铅锌尾矿进行粒度分级；

[0016] 2)按照重质隔声材料中不同粒径的铅锌尾矿的重量百分比将各种粒径的铅锌尾矿粒子加入混料机中混合均匀；

[0017] 3)按照重质隔声材料中软沥青和硬沥青的重量百分比将软沥青加热到180-250℃，并加入针入度较小的硬沥青混合熔融；

[0018] 4)按照重质隔声材料中各组分的重量百分比，向熔融沥青中分批加入步骤1)中均匀混合后的铅锌尾矿骨料，经搅件机均匀搅拌；

[0019] 5)将搅拌均匀的熟料放入压平机中压制成隔声材料。

[0020] 其中，步骤3)中的熔融温度优选为250-280℃。

[0021] 本发明的使用上述重质隔声材料的隔音板，包括两侧的锌合金板材或镀锌钢板面板以及填充在两侧面板内的重质隔声材料，或者一侧的锌合金板材或镀锌钢板面板，另一侧的彩色钢板以及填充在两侧面板内的重质隔声材料，该重质隔声材料以其总重量计，包含有以下重量百分比的组分：

[0022] 粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒 15-40％

[0023] 粒径2-3mm的铅锌尾矿中粒 25-35％

[0024] 粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒 15-30％

[0025] 硬沥青 6-10％

[0026] 软沥青 9-12％。

[0027] 上述隔声材料中，粒径4-6mm的铅锌尾矿粗粒含量优选为15-18％。更优选15％，粒径优选3-5mm；粒径2-3mm的铅锌尾矿粗粒含量优选为30-35％，更优选30％。粒径小于1mm的铅锌尾矿细粒含量优选为20-30％，更优选为30％。

[0028] 其中，所述锌合金为铝、铜和/或钛合金化的锌合金。优选含铝2-27％的锌合金，更优选为含Cu 1.0％、Al 2.0％、Ti 0.10％的锌合金或者含Cu0.5％、Al 22％的锌合金该合金具有共析组织，细化后得到众多的Al3(Zr.Se)质点，在α/α；α/β；β/β相界面上产生非弹性粘滞性，阻碍形成高阻尼性能。

[0029] 其中，所述锌合金为采用铝、铜和/或钛合金化，去除夹杂物，脱气后得到的锌合金的纯净熔体，再经铸造得到板坯或用离心和喷射方法得到多孔锌合金。

[0030] 其中，所述锌合金为采用铝、铜和/或钛合金化，去除夹杂物，脱气后得到的锌合金的纯净熔体，再经铸造后温轧、冷轧加工成0.7-2.0mm厚，宽度为600-1200mm的锌合金板。

[0031] 本发明的隔音板优选用于高速列车、站房、高速公路或舰艇的隔音。

[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下的优点：

[0033] 1.高铁运行当中所传出的噪声主要由空气向四周传播，声屏障的作用是减弱、耗掉、隔除由空气传播的噪音。对于隔声材料而言，“质量定律”表明：材料面密度增加一倍，隔声量提高5db，平均的倍频程提高斜率为4db。对100-3150HZ覆盖频率范围内的平均隔声量可为：

[0034] Rdb＝161gm+8(当m>200kg/m2)

[0035] 而铅锌尾矿通常含有ZnO和PbO为2-3％，其余为钙、硅、铁、铜的氧化物，尽管现有技术提取困难，但仍可获得该物质，选取废弃的尾矿比重也在3克/立方厘米以上，因此该2
材料也属于重质材料，构成的隔音墙表面密度均>200kg/m，故对隔声起到良好效果。

[0036] 2.沥青为粘弹性材料具有良好的阻尼性能，与铅锌尾矿为主的骨料制成重质隔音材料，具有声学性能好，防潮、价廉并便于施工。如果以沥青层内部阻尼来衡量，它的损耗因数(％)可达20-40％。

[0037] 3.含铝22-27％的锌合金，具有共析组织，细化后得到众多的Al3型质点，在α/α；α/β；β/β相界面上产生非弹性粘滞性阻碍形成高阻尼性能，这种综合金板为非磁性，其阻尼性能不受磁场影响，即使高铁运行当中由于其电力、信号或控制需要可能形成一定磁场，而采用锌合金面板的重质声屏障不受其影响，保持良好的阻尼状态，从而起到优良的隔声作用。

[0038] 4.显著的环境效益和社会效益。全国有120多亿吨尾矿，其中大多数堆放危害环境，如果高铁、高速公路需要以亿平米计的隔音墙，则可做到废弃物的资源化又保护了生态环境。

具体实施方式

[0039] 以下结合实施例对发明进行详细说明，以便更好地理解本发明的内容。

[0040] 实施例1 铅锌尾矿重质隔声材料的组分配制

[0041] 铅锌尾矿粗粒 3-5mm(粒径) 25wt.％

[0042] 铅锌尾矿中粒 2mm(粒径) 30wt.％

[0043] 铅锌尾矿细粒 1mm(粒径) 30wt.％

[0044] 硬沥青 6wt.％

[0045] 软沥青 9wt.％

[0046] 该配比最终产品的损耗因数(％)为25-40％。

[0047] 实施例2 铅锌尾矿重质隔声材料的组分配制

[0048] 铅锌尾矿粗粒 4-6mm(粒径) 15wt.％

[0049] 铅锌尾矿中粒 2-4mm(粒径) 35wt.％

[0050] 铅锌尾矿细粒 1mm(粒径) 30wt.％

[0051] 硬沥青 8wt.％

[0052] 软沥青 12wt.％

[0053] 该配比最终产品的损耗因数(％)为20-45％。

[0054] 实施例3 铅锌尾矿重质隔声材料的组分配制

[0055] 铅锌尾矿粗粒 4-6mm(粒径) 30wt.％

[0056] 铅锌尾矿中粒 2mm(粒径) 25wt.％

[0057] 铅锌尾矿细粒 1mm(粒径) 25wt.％

[0058] 硬沥青 10wt.％

[0059] 软沥青 10wt.％

[0060] 该配比最终产品的损耗因数(％)为25-50％。

[0061] 实施例4 铅锌尾矿重质隔声材料的组分配制

[0062] 铅锌尾矿粗粒 5mm(粒径) 30wt.％

[0063] 铅锌尾矿中粒 2mm(粒径) 25wt.％

[0064] 铅锌尾矿细粒 0.5mm粒径) 25wt.％

[0065] 硬沥青 10wt.％

[0066] 软沥青 10wt.％

[0067] 该配比最终产品的损耗因数(％)为25-45％。

[0068] 实施例5 铅锌尾矿重质隔声材料的制备实施例

[0069] 首先将铅锌尾矿按粒径分类，根据粒径4-6mm、2-3mm、1mm以下对铅锌尾矿进行粒度分级；按照实施例1中的铅锌尾矿重质隔声材料中对不同粒径的铅锌尾矿的重量百分比要求，将各种粒径的铅锌尾矿粒子加入混料机中混合均匀；按照实施例1的重质隔声材料中软沥青和硬沥青的重量百分比将软沥青加热到180～250℃，并加入硬沥青混合熔融；按照实施例1的重质隔声材料中各组分的重量百分比，向熔融沥青中分批加入混料机中均匀混合后的铅锌尾矿骨料，经搅件机均匀搅拌；再将搅拌均匀的熟料放入压平机中压制成具有实施例1中各组分配比的铅锌尾矿隔声材料。

[0070] 实施例6-8 铅锌尾矿重质隔声材料的制备实施例

[0071] 分别以实施例2-4的组分配比，采用与实施例5中的相同方法进行铅锌尾矿重质隔声材料的制备，压制获得隔声材料分别具有实施例2-4中的组分配比。

[0072] 实施例9 填充铅锌尾矿重质隔声材料的隔音板的制备

[0073] 隔音板的制造过程是本领域的公知技术，本实施例中主要采用了以下的锌合金作为隔音板的面板材料。其中面板合金材料为含Cu 1.0％、Al 2.0％、Ti 0.10％的锌合金。板厚度为0.7mm、1.0mm、2.0mm，分别填充实施例1-4配比的铅锌尾矿隔声材料，其中，其计权隔声量分别在35-50Rm/db的范围内。

[0074] 实施例10 填充铅锌尾矿重质隔声材料的隔音板的制备

[0075] 隔音板的制造过程是本领域的公知技术，本实施例中主要采用了以下的锌合金作为隔音板的面板材料。其中面板合金材料为含Cu 0.5％ Al22％的锌合金。板厚度为0.7mm、1.0mm、2.0mm，分别填充实施例1-4配比的铅锌尾矿隔声材料，其中，其计权隔声量分别在
45-60Rm/db的范围内。

[0076] 实施例11 填充铅锌尾矿重质隔声材料的隔音板的制备

[0077] 采用与实施例10相同的方法制备隔音板，其中采用了以下的锌合金面板：本实施例的锌合金采用铝、铜、钛对锌合金化，是除夹杂物，脱气得到锌合金纯净熔体，经铸造得到板坯或用离心和喷射方法得到多孔锌合金材料。

[0078] 实施例12 填充铅锌尾矿重质隔声材料的隔音板的制备

[0079] 采用与实施例11相同的方法制备隔音板，其中采用了以下的锌合金面板：本实施例的锌合金采用铝、铜、钛对锌合金化，是除夹杂物，脱气得到锌合金纯净熔体，再经铸造后温轧、冷轧加工成0.7-2.0mm厚，宽度为600-1200mm的锌合金板材。

[0080] 其中，按照GBJ47-1983《混响宝吸音系数测走规范》对实施例1-3的吸音系数进行了测定，其实施例1-3的相应声学性能结果示于表1中。

[0081]