一种地铁隧道用防火吸音材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑技术领域，具体涉及一种地铁隧道用防火吸音材料。

背景技术

几年，工业、交通运输业迅猛发展，噪声污染成为继水污染和大气污染之后的全球的第三大污染。噪声污染已危及居民的听力系统，易使人产生耳鸣、耳聋，甚至影响到周边环境电气、仪表的正常运行及使用寿命。

在地下铁道或隧道中，行车引起的噪音和振动是两大严重的环境污染源，这种污染源在隧道中反复回响难以消失，对旅客及附近建筑物和居民都有很大干扰。为了减低列车在运行中轮轨接触及撞击而产生的剧烈振动及噪音污染，各国都在轨道结构等方面采用很多方法，如在轨枕块下采用橡胶垫板、弹性垫板、弹簧体系无渣轨道、弹性支承轨道结构等。香港西铁全钢轨铺设在连续橡胶垫板层上；原联邦德国在全钢轨腰部安装长条形的消音橡胶片，在全钢轨周围充满合成树脂；奥地利地铁使用加筋聚氨酯轨枕等等。凡此种种措施的最终目的都是降低地铁运行中所产生的严重噪音，但由于地铁的环境特别，虽然能起一定降噪作用，但隧道内的噪音仍非常严重，更加上这些降噪材料易燃、易老化、寿命短、维护更换困难，故地铁内的噪音危害很大。目前国内使用的吸音材料大多为无机纤维材料，如玻璃棉、矿渣棉、岩棉等，这类材料虽具有良好的吸音、阻燃等特性，但纤维材料本身比较疏松，纤维性脆，在施工和使用过程中易折断散落，形成粉尘，污染环境；且材料防水性能差，使用时易吸水，材料吸音性能降低。

发明内容

针对现有技术问题，本发明的目的在于提供一种地铁隧道用防火吸音材料。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术手段：

一种地铁隧道用防火吸音材料，按重量份数计，由以下物质制备而成：

建筑渣料20-30份

改性竹纤维30-50份

聚酯纤维30-50份

发泡剂10-20份

胶黏剂10-15份

水50-80份。

其中，建筑渣料由以下方法制得：回收建筑废料，使用颚式破碎机对建筑废料进行粗破碎，并通过磁选机去除金属杂质，再利用浮选机对废料进行清洗和浮选，去除塑料、木材杂质，收集建筑废料，并使用磨球机进行研磨，即可得到粒径为100目的建筑渣料。

其中，改性竹纤维的制备方法如下：将竹纤维溶解在四氢呋喃中，加入竹纤维质量2倍的致孔剂，升温到40℃，搅拌15小时，即可得到改性竹纤维。

其中，聚酯纤维为纤维度为3旦的圆形截面的聚酯纤维。

其中，胶黏剂由磷酸盐树脂与固化剂按质量比1:0.6制备而成。

一种地铁隧道用防火吸音材料的制备方法如下：

步骤一：将发泡剂与水放入发泡剂制备罐内进行搅拌，搅拌的同时对罐内的发泡剂和水进行加热，使温度保持在40℃-50℃之间，罐内的发泡剂和水搅拌均匀之后放在发泡剂制备罐内留着备用，放置时要始终保持罐内温度在40℃-50℃之间；

步骤二：将建筑渣料、改性竹纤维和胶黏剂加入到搅拌容器中，加入水，并升温到80-100℃进行充分搅拌，直至容器中的混合物料呈粘稠状；

步骤三：将步骤二所得的混合物与步骤一所得的混合物混合，并搅拌8-10小时，然后将所得的混合物晾干，之后转移到马弗炉中，先在250℃-300℃下预烧2小时，之后以2℃/min的速率升温到800-1000℃煅烧3-5小时，随炉冷却自然降温；

步骤四：将聚酯纤维溶解在水中，加入步骤三所得混合物，并在60-80℃搅拌至粘稠状态，之后加入模具内，在20-25MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h，即可得到地铁隧道用防火吸音材料。

本发明的有益效果如下：本发明的一种地铁隧道用防火吸音材料，以建筑渣料为原料，廉价易得，有利于资源的循环利用；并且能够有效增强地铁隧道用防火吸音材料整体的力学强度和防火性能。使用磷酸盐树脂制备的胶黏剂，可以提升地铁隧道用防火吸音材料的防火性能，并且胶黏剂的使用能够使地铁隧道用防火吸音材料的抗压强度升高，机械性能更好，更不易折断，更不易掉落碎渣。通过发泡剂的作用，能够显著提升地铁隧道用防火吸音材料的孔隙率，可以有效保障本发明的整体吸音性能，再者使用改性竹纤维和聚酯纤维，能够提升地铁隧道用防火吸音材料的疏水性与韧性，改性竹纤维具有丰富的空隙，并且能与该种聚酯纤维形成协同作用，进一步提升地铁隧道用防火吸音材料的吸音效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

建筑渣料的制得：回收建筑废料，使用颚式破碎机对建筑废料进行粗破碎，并通过磁选机去除金属杂质，再利用浮选机对废料进行清洗和浮选，去除塑料、木材杂质，收集建筑废料，并使用磨球机进行研磨，即可得到粒径为100目的建筑渣料。

改性竹纤维的制备：将竹纤维溶解在四氢呋喃中，加入竹纤维质量2倍的致孔剂，升温到40℃，搅拌15小时，即可得到改性竹纤维。

实施例1

一种地铁隧道用防火吸音材料，按重量份数计，由以下物质制备而成：

建筑渣料20份；改性竹纤维30份；聚酯纤维30份；发泡剂10份；胶黏剂10份；水50份

一种地铁隧道用防火吸音材料的制备方法如下：

步骤一：按上述配比，将发泡剂与水放入发泡剂制备罐内进行搅拌，搅拌的同时对罐内的发泡剂和水进行加热，使温度保持在40℃，罐内的发泡剂和水搅拌均匀之后放在发泡剂制备罐内留着备用，放置时要始终保持罐内温度在40℃；

步骤二：按上述配比，将建筑渣料、改性竹纤维和胶黏剂加入到搅拌容器中，加入水，并升温到80℃进行充分搅拌，直至容器中的混合物料呈粘稠状；

步骤三：将步骤二所得的混合物与步骤一所得的混合物混合，并搅拌8小时，然后将所得的混合物晾干，之后转移到马弗炉中，先在250℃℃下预烧2小时，之后以2℃/min的速率升温到800℃煅烧5小时，随炉冷却自然降温；

步骤四：按上述配比，将聚酯纤维溶解在水中，加入步骤三所得混合物，并在60℃搅拌至粘稠状态，之后加入模具内，在20MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h，即可得到地铁隧道用防火吸音材料。

实施例2

一种地铁隧道用防火吸音材料，按重量份数计，由以下物质制备而成：

建筑渣料24份；改性竹纤维35份；聚酯纤维35份；发泡剂14份；胶黏剂12份；水60份

一种地铁隧道用防火吸音材料的制备方法如下：

步骤一：按上述配比，将发泡剂与水放入发泡剂制备罐内进行搅拌，搅拌的同时对罐内的发泡剂和水进行加热，使温度保持在43℃，罐内的发泡剂和水搅拌均匀之后放在发泡剂制备罐内留着备用，放置时要始终保持罐内温度在43℃；

步骤二：按上述配比，将建筑渣料、改性竹纤维和胶黏剂加入到搅拌容器中，加入水，并升温到90℃进行充分搅拌，直至容器中的混合物料呈粘稠状；

步骤三：将步骤二所得的混合物与步骤一所得的混合物混合，并搅拌9小时，然后将所得的混合物晾干，之后转移到马弗炉中，先在270℃下预烧2小时，之后以2℃/min的速率升温到850℃煅烧3-5小时，随炉冷却自然降温；

步骤四：按上述配比，将聚酯纤维溶解在水中，加入步骤三所得混合物，并在70℃搅拌至粘稠状态，之后加入模具内，在22MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h，即可得到地铁隧道用防火吸音材料。

实施例3

一种地铁隧道用防火吸音材料，按重量份数计，由以下物质制备而成：

建筑渣料28份；改性竹纤维45份；聚酯纤维45份；发泡剂18份；胶黏剂13份；水70份

一种地铁隧道用防火吸音材料的制备方法如下：

步骤一：按上述配比，将发泡剂与水放入发泡剂制备罐内进行搅拌，搅拌的同时对罐内的发泡剂和水进行加热，使温度保持在46℃，罐内的发泡剂和水搅拌均匀之后放在发泡剂制备罐内留着备用，放置时要始终保持罐内温度在46℃；

步骤二：按上述配比，将建筑渣料、改性竹纤维和胶黏剂加入到搅拌容器中，加入水，并升温到95℃进行充分搅拌，直至容器中的混合物料呈粘稠状；

步骤三：将步骤二所得的混合物与步骤一所得的混合物混合，并搅拌10小时，然后将所得的混合物晾干，之后转移到马弗炉中，先在280℃下预烧2小时，之后以2℃/min的速率升温到950℃煅烧4小时，随炉冷却自然降温；

步骤四：按上述配比，将聚酯纤维溶解在水中，加入步骤三所得混合物，并在75℃搅拌至粘稠状态，之后加入模具内，在24MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h，即可得到地铁隧道用防火吸音材料。

实施例4

一种地铁隧道用防火吸音材料，按重量份数计，由以下物质制备而成：

建筑渣料30份；改性竹纤维50份；聚酯纤维50份；发泡剂20份；胶黏剂15份；水80份。

一种地铁隧道用防火吸音材料的制备方法如下：

步骤一：按上述配比，将发泡剂与水放入发泡剂制备罐内进行搅拌，搅拌的同时对罐内的发泡剂和水进行加热，使温度保持在50℃，罐内的发泡剂和水搅拌均匀之后放在发泡剂制备罐内留着备用，放置时要始终保持罐内温度在50℃；

步骤二：按上述配比，将建筑渣料、改性竹纤维和胶黏剂加入到搅拌容器中，加入水，并升温到100℃进行充分搅拌，直至容器中的混合物料呈粘稠状；

步骤三：将步骤二所得的混合物与步骤一所得的混合物混合，并搅拌10小时，然后将所得的混合物晾干，之后转移到马弗炉中，先在250℃-300℃下预烧2小时，之后以2℃/min的速率升温到1000℃煅烧5小时，随炉冷却自然降温；

步骤四：按上述配比，将聚酯纤维溶解在水中，加入步骤三所得混合物，并在60-80℃搅拌至粘稠状态，之后加入模具内，在25MPa压力下压制成型；脱模后的样品在干燥箱内150℃条件下干燥3h，即可得到地铁隧道用防火吸音材料。

对比例1

对比例1与实施例1相比，区别在于，对比例1中不含改性竹纤维、聚酯纤维和胶黏剂。

对比例2

根据专利CN1169739C中实施例1的方法制备。

对比例3

市售的吸音材料(主要成分为玻璃棉)。

将实施例1-4和对比例1-3所制备的一种地铁隧道用防火吸音材料通过挤压等方式，制成尺寸为100mm×100mm×100mm的大小材料，并将其置于噪音为70分贝的100cm

表1.检测结果

最后应说明的是：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。