一种吸音材料及其制备方法和用途与流程

文档序号:23105502发布日期:2020-11-27 13:37阅读:3279来源:国知局
一种吸音材料及其制备方法和用途与流程
本发明涉及吸音材料领域,具体涉及一种吸音材料及其制备方法和用途。
背景技术
:当前,噪声已成为一种主要的环境污染,建筑物的声环境问题越来越受到人们的关注和重视,选用好的吸音材料对建筑物进行吸音、吸音是重要的技术措施之一。现有常用于吸音的材料为吸音棉。吸音棉是一种人造无机纤维,其采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石为主要原料,配合一些纯碱、硼砂等化工原料熔成玻璃制得。在吸音棉的制备过程,将处于融化状态下的原料借助外力吹制式甩成絮状细纤维,纤维和纤维之间为立体交叉,互相缠绕在一起,呈现出许多细小的间隙。然而,此类吸音材料有一些固有缺陷,包括吸音、吸音效果差;对环境污染,对人体有危害;阻燃性能低,燃烧产生有害气体;对结构没有附着力。因此,本领域存在研发一种新型吸音材料的需求。技术实现要素:因此,本发明的目的是提供一种吸音吸音效果增强的、对环境友好的、附着力强、无毒无污染无释放的吸音材料。实现本发明目的的技术方案如下。一方面,本发明提供一种吸音材料,所述吸音材料包括微孔陶粒和混合液c,其中,所述混合液c包括改性环氧树脂、钛白粉、无机硅、阻燃剂、二氧化锆、水性硅溶胶和乙醇。可选地,所述吸音材料还包括固化剂,所述固化剂为常温固化剂,比如水可分散聚异氰酸酯固化剂;进一步优选地,所添加的固化剂与所述混合液c和微孔陶粒的总重量的重量比为0.2-0.3:10。优选地,所述微孔陶粒与所述混合液c的重量比为5:1;优选地,所述微孔陶粒可以是单一粒径微孔陶粒或混合粒径微孔陶粒,进一步优选地,所述微孔陶粒为混合粒径微孔陶粒;优选地,所述混合粒径微孔陶粒包括1mm与2mm、2mm与3mm、3mm与4mm粒径混合的微孔陶粒,进一步优选地,所述混合粒径微孔陶粒为3mm与4mm粒径混合的微孔陶粒;优选地,所述混合粒径微孔陶粒中粒径为4mm的微孔陶粒与粒径为3mm的微孔陶粒的重量比为6-8:2-4,更优选地为7:3;优选地,在所述混合液c中,所述改性环氧树脂选自阻燃改性环氧树脂,优选地为有机硅改性环氧树脂;所述钛白粉选为金红石型钛白粉;所述无机硅选为二氧化硅;所述阻燃剂选自无机阻燃剂,更优选地为添加型阻燃剂,最优选地为硅系阻燃剂;所述水性硅溶胶选自硅酸水溶胶,更优选地为无机硅酸水溶液,最优选地为加固化剂型水性硅溶胶;所述乙醇为无水乙醇;优选地,在所述混合液c中,所述改性环氧树脂的重量百分含量为7%-10%,更优选地为7.4%-9.8%,进一步优选地为7.8%-9.7%;最优选地为9.2%。所述钛白粉的重量百分含量为11%-18%,更优选地为11.4%-17.7%,进一步优选地为11.8%-17.2%;最优选地为16.1%。所述无机硅的重量百分含量为9%-16%,更优选地为9.3%-15.7%,进一步优选地为9.6%-15%;更优选地为14.4%。所述阻燃剂的重量百分含量为9%-15%,更优选地为9.2%-14.6%,进一步优选地为9.6%-14.4%;最优选地为12.7%。所述二氧化锆的重量百分含量为12%-16%,更优选地为12.3%-15.8%,进一步优选地为13%-15.6%;最优选地为15%。所述水性硅溶胶的重量百分含量为10%-20%,更优选地为10.2%-16.7%,进一步优选地为12.4%-16.5%;最优选地为16%。所述乙醇的重量百分含量为11%-18%,更优选地为14.6%-17.6%,进一步优选地为15.2%-17.2%;最优选地为16.6%。另一方面,本发明还提供上述吸音材料的制备方法,所述制备方法包括:1)配制混合液c;2)将步骤1)配制的混合液c匀速倒入微孔陶粒中,搅拌,即得。优选地,在步骤1)中,所述混合液c的配制方法包括:i)将阻燃剂和无机硅依次放入反应罐中,加热至t31,搅拌20分钟,冷却,得第1混合物;ii)向步骤i)得到的第1混合物中入钛白粉、水性硅溶胶、二氧化锆、改性环氧树脂搅拌均匀,得第2混合物;iii)通过棒销式砂磨机将步骤ii)得到的第2混合物撵磨两遍,然后加入乙醇搅拌20分钟,即得混合液c。优选地,在步骤i)中,所述t31为160℃~200℃,更优选地为185℃~200℃,最优选地为175℃;优选地,在步骤i)中,所述冷却为冷却至约26℃;优选地,在步骤2)中,所述微孔陶粒为混合粒径微孔陶,进一步优选地,所述混合粒径微孔陶粒为预先混合均匀的混合粒径微孔陶粒;更进一步优选地,所述混合粒径微孔陶粒为3mm与4mm粒径混合的微孔陶粒;优选地,在步骤2)中,所述搅拌的速率为80rpm。优选地,在步骤2)中,在搅拌之前,还可包括添加固化剂的步骤,更优选地,所述固化剂为本领域常用的常温固化剂,比如水可分散聚异氰酸酯固化剂;进一步优选地,所添加的固化剂与所述混合液c和微孔陶粒的总重量的重量比为0.2-0.3:10。再一方面,本发明提供一种由上述吸音材料制备的吸音板,所述吸音板通过将本发明的吸音材料倒入模具中成型、烘干、放置、打磨开孔得到。又一方面,本发明提供一种本发明的吸音材料或由本发明的吸音材料制备的吸音板在降噪、吸音、中的用途。比如,可将本发明的吸音材料广泛应用在机场、电视台、剧院、体育馆、纺织厂及轨道交通等国内外众多重点工程;可以运用于城市轻轨、高架道路、动力设备、机械设备、铁道、公路、桥梁、隧道、航空、航海、高架公路等场合的吸声结构;还可以应用于办公室、酒吧、ktv、酒店、宾馆酒楼、电影院、住宅、会议室、会所、实验室、机房、影剧院、体育馆、录音室、会议厅、歌舞厅、健身房、营业厅、卡拉ok厅、排练厅、图书馆、试听室、家庭影院演播室等室内隔声场所,也可以用于防火,隔声门,隔声房,隔声罩,消音室的防火隔声。发明详述一般而言,陶可分别采用粘土、瓷土、页岩、粉煤灰或其他固体废弃物生产。微孔陶粒是一种圆形或者椭圆形的球状颗粒物质,它的表层非常坚硬,这层外壳呈陶质或釉质。微孔陶粒的优点不仅在于它价格低廉,更多是它本身具有一系列优异的性能。微孔陶粒的常用规格为1mm、2mm、3mm、4mm。用于本发明的粒径为3-4mm的微孔陶粒的密度小于800kg/m3。在本发明的研发过程中,发明人首先研究了微孔陶粒的粒径对产品性能的影响。发明人通过采用粒径为1mm、2mm、3mm、4mm等规格的微孔陶粒,发现不同规格粒径的微孔陶粒制备的吸音材料具有不同的吸音吸音效果。具体而言,发明人分别研究了单一粒径微孔陶粒、两种或者更多种粒径的混合粒径微孔陶粒在不同比例下对吸音材料的吸音吸音效果的影响。详细地,发明人进行了粒径为1mm、2mm、3mm、4mm;1mm和2mm、1mm和3mm、1mm和4mm、2mm和3mm、2mm和4mm、3mm和4mm(图1)、1mm和2mm和3mm、1mm和2mm和4mm、1mm和3mm和4mm、2mm和3mm和4mm、1mm和2mm和3mm和4mm按照不同比例的若干次实验,从而选择出了吸音效果最好的粒径配比以及不同粒径的微孔陶粒的重量比。此外,在本发明提供的吸音材料中,另一重要组分为混合液c,其主要包括改性环氧树脂、无机硅、阻燃剂等。本发明提供的混合液c以二氧化锆、硅溶胶为主要成膜基,并在配制过程中采用特定温度找到各分子之间的临界点,成功的解决了硅溶胶与阻燃材料、耐高温与耐水之间难以兼容的技术难题。本发明的吸音材料中所使用的混合液c是发明人经过对各种原料的大量筛选实验确定的,并且在所述混合液c的配制过程中,发明人发现温度的选择对最终得到吸音材料的性能具有重要影响,经过大量温度筛选实验,发明人成功寻找到了对每种组分的温度临界点,从而得到了本发明所述的混合液c,其完美的匹配了所要达到的效果。另外,本发明所述的混合液c采用醇为溶剂,无毒,可自干,粘结力强,耐水、耐酸碱、耐高温、阻燃防火、环保无污染无释放。本发明所述的吸音材料由微孔陶粒和混合液c组成的,该材料具有如下特点:优良的附着力、材质轻、强度大。本发明所提供的吸音材料具有阻燃性,且耐高温达800℃;并具有耐酸耐碱耐化学品腐蚀的性能,拥有长时间的耐久性。另外,本发明的吸音材料(图2)施工方便,可适应各种建筑设计形状,可根据吸音、吸音效果不同调节涂层调节板的长度、宽度、厚度,达到吸音棉做不到更好的吸音吸音效果。当将本发明的吸音材料倒入模具成型,经烘干、放置、打磨开孔后可制成吸音板(图3)。由于本发明所述的吸音材料中所使用的微孔陶粒本身具有良好的透气性,将适合粒径的陶粒粘合到一起,搅拌后倒入模具成型,经烘干放置后形成吸音板,然后将吸音板表面层的陶粒的打磨开孔,表面毛细孔打开,使的陶粒的内部空隙与外界有了更好的连通为开孔状,将外面的声音聚集到各个开孔粒径的陶粒里,声音进入后通过陶粒的毛细孔向里渗入,经过层层陶粒后,声波的能量向内传输逐渐损失,以达到吸音、吸音的效果。经由所述打磨开孔的步骤使陶粒的吸音、吸音的效果进一步增强,同时使吸音板具有良好的透气性。根据使用要求可以将吸音板制成1200mm×600mm、2400mm×1200mm等规格,厚度可以制成12mm、15mm、18mm等不同厚度的板。本发明所述的微孔陶粒吸音材料/吸音板主要用于吸音、吸音(声音进入材料结构后有点像海绵的内壁中胡乱反射,直至大部份声波的能量都消耗了,变成热能,达到了吸音的效果),并具备a级防火性能耐高温达800℃、100%环保无污染、无释放的产品。因此,本发明的有益效果至少包括以下方面:1、本发明的吸音材料显著改善了现有吸音产品的品质,对环境没有污染,对人体没有危害;2、本发明的吸音材料还显著改善了吸音产品的阻燃性,达到a级不燃,这在吸音的同时也有效保护了建筑结构免受火灾的破坏;3、本发明的吸音材料和/或吸音板的制备方法简单,且制备得到的吸音材料和/或吸音板使用简便,能够大大节约劳动成本;4、本发明的吸音材料和/或吸音板以微孔陶粒为原料,这间接也节约能源,促进了废物的循环利用。附图说明以下,结合附图来详细说明本发明的实施方案,其中:图1示出了3mm和4mm混合的微孔陶粒;图2示出了本发明的吸音材料;图3示出了本发明的吸音板。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。实验材料:微孔陶粒:济宁泽众资源综合利用有限公司;改性环氧树脂:购自上海夏土新型材料有限公司,型号为xt-802;钛白粉:金红石型钛白粉,购自廊坊蓝科化工有限公司;无机硅:二氧化硅,购自廊坊三佳化工有限公司;阻燃剂:无机硅阻燃剂,购自山东泰星新材料股份有限公司;二氧化锆:购自泰州市爱特斯光学材料有限公司;水性硅溶胶:无机硅酸水溶胶,购自临沂市科翰硅制品有限公司;乙醇:购自沧州鑫安化工产品有限公司;棒销式砂磨机:重庆红旗化工机械有限公司,型号:bx30-1固化剂:东莞江兴实业有限公司。实施例1本实施例的吸音材料由如下材料制备:微孔陶粒:采用不同粒径的微孔陶粒,按照不同比例混合(如表1所示)。改性环氧树脂:1.84kg;钛白粉:3.22kg;无机硅:2.88kg;阻燃剂:2.54kg;二氧化锆:3kg;水性硅溶胶:3.2kg;乙醇:3.32kg。固化剂:2.4kg。i)将阻燃剂2.54kg和无机硅2.88kg依次放入反应罐中,加热至175℃,搅拌20分钟,冷却至26℃,得第1混合物;ii)向步骤i)得到的第1混合物中入钛白粉3.22kg、水性硅溶胶3.2kg、二氧化锆3kg、改性环氧树脂1.84kg搅拌均匀,得第2混合物;iii)通过棒销式砂磨机将步骤ii)得到的第2混合物撵磨两遍,然后加入乙醇3.32kg搅拌20分钟,即得混合液c。然后将混合液c匀速倒入100kg混合粒径的微孔陶粒中,加入2.4kg固化剂,搅拌,即得。吸音材料的吸音效果测定方法:采用表1所示的混合粒径的微孔陶粒,按照上述方法制备吸音材料,然后制得的吸音材料倒入模具,成型、烘干、放置、打磨开孔制作1m×1.2m、80cm×80cm、50cm×50cm等不同规格的吸音板,并通过声学测试仪测试制得的吸音板的吸音效果。表1:在同一频率下不同粒径不同比例微孔陶粒制备的吸音板的吸音效果通过测试可以看出,而根据性价比和市场推广吸音指标要求,采用4mm和3mm粒径混合的微孔陶粒,以7:3的重量比制备的吸音材料能够实现更好的效果。实施例2:用于制备吸音材料的混合液c的筛选试验采用表2所示重量百分比的原料,通过以下方法配置7种混合液c:i)将阻燃剂和无机硅依次放入反应罐中,加热至175℃,搅拌20分钟,冷却至26℃,得第1混合物;ii)向步骤i)得到的第1混合物中入钛白粉、水性硅溶胶、二氧化锆、改性环氧树脂搅拌均匀,得第2混合物;iii)通过棒销式砂磨机将步骤ii)得到的第2混合物撵磨两遍,然后加入乙醇搅拌20分钟,即得混合液c。对所得到混合液c样品1、2、3、4、5、6、7进行粘度、附着力、冲击强度的测定,其测定方法如下:动力粘度的测定按照gb/t9751-1988进行;附着力的测定按照gb/t9286-88中的划格法进行;冲击强度的测定按照gb/t1732-93中的漆膜耐冲击测定法进行。测定的结果如表3所示。采用样品1-7,按照实施例1所述的方法制备吸音板,并测定吸引效果,结果如表4所示。表2:样品中各组分的重量百分含量表3:表4:样品编号吸音效果(db)样品146样品248样品348样品458样品555样品659样品760实施例3:温度对最终制得的吸音材料的影响i)将阻燃剂和无机硅依次放入反应罐中,加热至t31,搅拌20分钟,冷却至26℃,得第1混合物;ii)向步骤i)得到的第1混合物中入钛白粉、水性硅溶胶、二氧化锆、改性环氧树脂搅拌均匀,得第2混合物;iii)通过棒销式砂磨机将步骤ii)得到的第2混合物撵磨两遍,然后加入乙醇搅拌20分钟,即得混合液c。由下表5所示的不同t31制备的混合液c,按照实施例1所述的方法,其中采用粒径为4mm和3mm的微孔陶粒,重量比例为7:3制备相应的吸音板,然后测定各吸音板的吸音效果。表5:t31140℃160℃175℃200℃220℃效果吸音20db吸音58db吸音60db吸音55db吸音22db实施例4:与现有常用吸音材料的性能对比本实施例采用的石膏板购自山东启优建材有限公司。实施例5:固化剂的筛选本实施例的吸音材料由如下材料制备:微孔陶粒:混合粒径的微孔陶粒,其中4mm与3mm的微孔陶粒的重量比例为7:3;改性环氧树脂:1.84kg;钛白粉:3.22kg;无机硅:2.88kg;阻燃剂:2.54kg;二氧化锆:3kg;水性硅溶胶:3.2kg;乙醇:3.32kg。i)将阻燃剂2.54kg和无机硅2.88kg依次放入反应罐中,加热至175℃,搅拌20分钟,冷却至26℃,得第1混合物;ii)向步骤i)得到的第1混合物中入钛白粉3.22kg、水性硅溶胶3.2kg、二氧化锆3kg、改性环氧树脂1.84kg搅拌均匀,得第2混合物;iii)通过棒销式砂磨机将步骤ii)得到的第2混合物撵磨两遍,然后加入乙醇3.32kg搅拌20分钟,即得混合液c。然后将混合液c匀速倒入100kg混合粒径的微孔陶粒中,搅拌,即得。然后将按照上述方法制备吸音材料倒入模具,成型、烘干、放置、打磨开孔制作吸音板,并通过声学测试仪测试制得的吸音板的吸音效果为50db。实施例6:对比例采用水泥与陶粒混合制备吸音材料,将得到的吸音材料与本发明的吸音材料进行性能比较。吸音效果:本发明的吸音材料的吸音效果达60db,而采用水泥与陶粒混合制备的吸音材料的吸音效果仅为25db左右。阻燃效果:本发明的吸音材料耐高温可达800℃且不燃;而采用水泥与陶粒混合制备的吸音材料在接触温度达到300℃以时,材料的强度会迅速下降,易产生爆裂。耐酸碱性:本发明的吸音材料防腐蚀性能好,耐酸碱性好,耐久性能好,对于特殊环境(具有酸碱性)下的使用具有显著效果;而采用水泥与陶粒混合制备的吸音材料则不具备此性能。吸音材料的比重:微孔陶粒和混合液c制成的吸音材料比重轻(1000-1400kg/m3),耐高温时强度影响低;而采用水泥与陶粒混合制备吸音材料比重较重(1500-2200kg/m3),遭遇高温时,材料的强度会迅速降低。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1