本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种防水隔声涂料及其制备方法。
背景技术：
随着现代信息和网络的发展，以及居家办公的人数增加，噪音污染越来越突出。试验数据证明人们在超过一定分贝的环境下，会引起心情烦躁，危害人体健康。当前城市内建筑与建筑之间的距离较近，长期下去会影响到人们的生活。噪音污染与水污染、空气污染、固体废物污染并列成为当今社会四大环境公害，世界各国更是重视环境保护，而我国已经把环境保护作为一项基本国策。
隔音材料的发展历史悠久，传统的隔音材料都是一些厚而重的密实材料，如实心砖块、钢筋混凝土墙、石膏板、木板、铁板、纤维板等。目前隔音材料主要从单一材料到复合材料，从单层到多层夹心式的方向发展，在改善性能同时减少重量和厚度。
中国发明专利cn111518445a公开了一种水性阻尼涂料及其制备方法和应用，主要应用于汽车用阻尼减震材料，其含有玄武岩纤维，所选玄武岩纤维的粒径为1-30μm，但玄武岩纤维表面光滑，呈化学惰性，与有机高聚物的界面粘结效果差。若未经改性直接添加到聚合物乳液中，两者之间相互作用力弱，界面结合作用小，有可能形成应力集中点，产生开裂和空鼓，大大削弱材料性能，因此，需要对玄武岩纤维进行表面处理。针对建筑隔声涂料使用改性玄武岩纤维和纳米无机材料鲜有报道。
另外现有市面的建筑隔音产品主要有两种：一种是保温隔音，另一种是阻尼隔音，保温隔音可以撞击声压级改善量提升至6-7db，阻尼隔音可提升至5-12db，还需要进一步提升隔音效果。
鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种防水隔声涂料。该涂料性价比高，施工操作简便，可以将撞击声压级改善量提升至20-27db，可以满足不同环境条件下对材料性能和工程质量的要求。
本发明的第二目的在于提供该防水隔声涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明涉及一种防水隔声涂料，其按重量份数计包括以下组分：成膜物质5-10份、成膜助剂1-6份、填料8-12份、防霉剂0.5-2份、纳米级无机物5-12份、纤维材料0.1-4份、分散剂0.01-3份、表面活性剂0.001-3份、消泡剂0.001-0.3份、ph调节剂0.001-0.5份、调稠剂0.01-0.6份，所述纤维材料包括改性玄武岩纤维。
进一步地，所述成膜物质选自聚醋酸乙烯酯乳液、醋丙乳液、苯丙乳液、纯丙乳液中的一种或多种。成膜物质是指具有能黏着于物质形成膜的能力，主要含有高分子树脂和水，也可以称为水性乳液，其中的固含量为40-60wt％。
进一步地，所述成膜助剂选自苯甲醇、乙二醇、丙二醇、十二碳醇酯中的一种或多种。一般乳液会有成膜温度，当环境温度低于乳液成膜温度时，乳液不易成膜。成膜助剂能改善乳液成膜机制，帮助成膜，且成膜后成膜助剂挥发，不会影响涂膜的特性。
进一步地，所述填料选自碳酸钙、高岭土、硫酸钡、硅酸铝中的一种或多种。填料是在介质中以填充为主要目的的微细颗粒状物质，不溶于分散介质中，也称为体制颜料。作用为提高涂料与涂膜的机械强度，在提高固体含量的同时降低高分子树脂用量，进而降低成本。
进一步地，所述防霉剂选自偏硼酸钡、硫酸铜、五氯酚、氧化锌、尼泊金酯中的一种或多种。
进一步地，所述纳米级无机物选自多孔纳米二氧化硅、纳米四氧化三铁、纳米铝粉、纳米钛粉中的一种或多种。所述纳米级无机物的粒径≤0.3μm。
进一步地，所述纤维材料包括改性玄武岩纤维和其它纤维，所述其它纤维选自玻璃纤维、聚丙烯纤维、木质纤维中的一种或多种。
其中，改性玄武岩纤维兼具吸音和隔音功能，纤维越细，材料的吸音和隔音性能越好；纤维越长，材料的隔音性能越好，而吸音性能降低。改性玄武岩纤维掺量越多，吸音效果也好。改性玄武岩短切纤维分散性比较好，分布于材料内部具有多层隔音的效果。优选地，所述改性玄武岩纤维的粒径为0.16-4mm。其制备方法包括：将玄武岩纤维置于1.1mol/l盐酸溶液中，在45℃下浸泡1h。取出后用蒸馏水洗涤并在105℃的烤箱中干燥2小时，使玄武岩纤维表面残留的盐酸完全挥发，得到改性玄武岩纤维。
本发明提供的隔声涂料中，主要隔声原料为改性纤维材料。改性纤维材料具有阻裂作用同时具有良好的致密性，是良好的隔音材料。加入改性纤维材料后，其在涂料成膜后均匀分布，能够减少透射的声波能量，从而起到隔音的作用。隔声涂料中同时还含有部分吸音材料，即为具有多孔结构的纳米级无机物。其结构中微孔由表面向中心深入，孔的容积占颗粒体积50％左右，因此具有良好的吸附性能。本发明将吸音材料与隔音材料叠加，产生良好的隔音效果。隔声涂料中还含有防水组分，即成膜物质中的高分子树脂，将其与改性玄武岩纤维复合，使涂料具有很好的抗裂防水效果。
进一步地，所述分散剂选自柠檬酸、聚丙烯酸-烯丙基缩水甘油、乙醇、醇胺螯合钛酸酯中的一种或多种。当玄武岩纤维在涂料中使用时，容易引起团聚，这使得涂层不均匀，从而影响涂料的隔声和抗裂性能。因此需要掺入特定的分散剂，以增强玄武岩纤维分散性。
进一步地，所述表面活性剂选自硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、烷基萘磺酸钠中的一种或多种。
进一步地，所述消泡剂选自矿物油、脂肪酸、脂肪酸金属皂、有机硅树脂中的一种或多种。
进一步地，所述ph调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺中的一种或多种。
进一步地，所述调稠剂选自纤维素醚、淀粉醚中的一种或多种。
进一步地，所述防水隔声涂料还包括颜料6-10份，所述颜料选自钛白粉和立德粉(锌钡白)中的一种或多种。
本发明还提供了所述防水隔声涂料的制备方法，包括在搅拌条件下，将所述成膜助剂、分散剂、消泡剂、颜料、填料、成膜物质、ph调节剂、其他助剂(包括防霉剂、纳米级无机物、纤维材料、表面活性剂、调稠剂)加入水中，搅拌均匀得到所述防水隔声涂料。
在本发明的一个具体实施例中，所述防水隔声涂料的工厂制备方法包括以下步骤：1、将玄武岩纤维置于1.1mol/l盐酸溶液中，在45℃下浸泡1h。取出后用蒸馏水洗涤并在105℃的烤箱中干燥2小时，使玄武岩纤维表面残留的盐酸完全挥发，得到改性玄武岩纤维；2、将纳米二氧化硅颗粒分散到水溶液中，重量百分比浓度为1％，称取纳米四氧化三铁加入，在60℃条件下搅拌均匀；3、按比例准确称取其他各种原材料；4、将蒸馏水置于高速搅拌机中，启动搅拌机低速挡，在低于60rpm/min的转速下依次加入成膜助剂、颜料分散剂、消泡剂、润湿剂，混合均匀；5、将颜料和填料用筛缓慢筛入叶轮搅起的旋涡中，调节叶轮与调漆桶底的距离，使旋涡呈浅盆状。加完颜料和填料后，提高叶轮转速(轮沿的线速度约1640m/min)，高速分散25分钟。6、关闭搅拌机，冷却5分钟后，刮下桶边粘附的颜料和填料，同时测定刮片细度，检测浆料细度≤50μm，分散完毕；7、开启搅拌机低速挡，在低速下逐渐加入乳液、ph调节剂，再加入其他助剂，调整溶液粘度，用流出杯测定浆体流出速度≤50s；8、得到所述防水隔声涂料。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种防水隔声涂料，其同时含有改性玄武岩纤维和具有多孔结构的微纳米级无机物。其中改性玄武岩纤维能够在涂料成膜后均匀分布，减少透射的声波能量并起到隔音的作用。纳米级无机物由于具有大量微孔，因此具有良好的吸附性能。
本发明将吸音材料与隔音材料叠加，产生良好的隔音效果，可以将撞击声压级改善量提升至20-27db，远高于现有产品。同时本产品具有更优的拉伸强度、断裂伸长率以及抗渗性，是性能更优、柔性更高的防水涂料。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
以下实施例和对比例中，多孔纳米二氧化硅购自浙江亚美纳米科技有限公司，粒径0.2μm<d≤0.3μm，比表面积为300m2/g，孔容积为0.35cm2/g。玄武岩纤维购自浙江金石玄武岩纤维股份有限公司，为耐高温超细玄武岩纤维，长度规格0.16-4mm，拉伸强度≧3800mpa。防水隔声涂料的制备过程与前述工厂制备方法一致。
实施例1
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：醋丙乳液10份、苯甲醇4份、钛白粉8份、碳酸钙11份、偏硼酸钡1份、多孔纳米二氧化硅6份、纳米四氧化三铁8份、改性玄武岩纤维0.9份、十二烷基磺酸钠0.04份、聚丙烯酸-烯丙基缩水甘油0.02份、聚甲基硅树脂0.004份、三乙醇胺0.006份、纤维素醚0.03份、蒸馏水51份。
实施例2
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：纯丙乳液11份、乙二醇4.5份、立德粉6份、硫酸钡9.5份、氧化锌1份、多孔纳米二氧化硅6.8份、纳米四氧化三铁4份、纳米钛粉4份、改性玄武岩纤维1份、玻璃纤维0.5份、乙醇0.03份、柠檬酸0.06份、矿物油0.002份、氢氧化钠0.002份、淀粉醚0.008份、蒸馏水51份。
实施例3
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：聚醋酸乙烯酯12份、丙二醇6份、钛白粉6份、硫酸钡7份、氧化锌3份、多孔纳米二氧化硅4份、纳米四氧化三铁3份、纳米铝粉4份、改性玄武岩纤维0.1份、玻璃纤维3份、硫酸化蓖麻油0.002份、聚丙烯酸-烯丙基缩水甘油0.02份、矿物油0.543份、氢氧化钠0.035份、淀粉醚0.3份、蒸馏水51份。
实施例4
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：苯丙乳液12份、十二碳醇酯3份、立德粉7份、硅酸铝10份、偏硼酸钡1份、多孔纳米二氧化硅3份、纳米四氧化三铁2份、纳米钛粉6份、改性玄武岩纤维0.48份、玻璃纤维0.5份、木质纤维0.1份、烷基萘磺酸钠3份、聚丙烯酸-烯丙基缩水甘油0.30、乙醇0.35份、脂肪酸1份、氢氧化钾0.01份、淀粉醚0.26份、蒸馏水50份。
实施例5
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：聚醋酸乙烯酯7份、苯丙乳液5份、丙二醇10份、立德粉7份、硅酸铝2份、五氯酚4份、多孔纳米二氧化硅6份、纳米四氧化三铁1份、纳米铝粉5份、改性玄武岩纤维0.1份、木质纤维0.18份、烷基萘磺酸钠0.02份、三聚磷酸钾0.1份、聚丙烯酸-烯丙基缩水甘油0.1、柠檬酸0.2份、脂肪酸金属皂1份、三乙酰胺0.02份、淀粉醚0.28份、蒸馏水51份。
实施例6
防水隔声涂料按重量份数计包括以下组分：纯丙乳液11份、十二碳醇酯7.18份、立德粉7份、硅酸铝8份、尼泊金酯3份、多孔纳米二氧化硅2份、纳米四氧化三铁2份、纳米钛粉4份、改性玄武岩纤维0.1份、聚丙烯纤维0.6份、烷基萘磺酸钠3份、乙醇0.05、醇胺螯合钛酸酯0.05份、脂肪酸1份、氢氧化钾0.01份、淀粉醚0.01份、蒸馏水50-51份。
对比例1
将防水隔声涂料中的多孔纳米二氧化硅替换为二氧化硅微粉，其中粒径大于1μm的二氧化硅微粉占80％以上，平均粒径为1-3μm，其它组分及重量份数同实施例1。
对比例2
将防水隔声涂料中的改性玄武岩纤维替换为玻璃纤维，其长度为0.1-4mm，其它组分及重量份数同实施例1。
依据gb/t50121-2005《建筑隔声评价标准》和gb/t19889.8-2006/iso140-8；1997《声学建筑和建筑构件隔声测量第8部分：重质标准楼板覆面层撞击声改善的实验室测量》对上述涂料进行隔音性能测试。根据gb/t50121的评价结果，对实验楼板进行涂覆，得到上述实施例和对比例的计权规范化撞击声压级ln，以及计权撞击声压级改善量△lw，结果见表1。
依据gb/t23445-2009《聚合物水泥防水涂料》对上述涂料进行拉伸强度、断裂伸长率、抗渗性等性能测试，结果见表1。
表1
从表1可知，本发明提供的防水隔声涂料具有良好的隔音效果。与光裸混凝土基准楼板相比，可以将撞击声压级改善量提升至20-27db，同时该涂料具有良好的防水功能和力学性能。将实施例1-6与对比例1和2相比，可以看出多孔纳米二氧化硅和改性玄武岩纤维对涂料隔音效果和力学性能的贡献。
本发明提供的隔声涂料具有以下优点：
1、本发明提供的隔声涂料采用喷涂施工工艺，穿插作业，施工场地要求小，工期短；
2、本发明的涂料喷涂厚度为3-5mm，节约节能，施工速度快，隔音效果优异，附着力强；
3、本发明的涂料的触变能力强，综合工艺性能好，有良好的饱蘸性、涂刷性、渗透性、不流淌性、刷痕小等性能。
4、本发明提供的涂料可以具有防水和抗裂的功能，和基材相容性好，不会出现开裂，不易引起声桥，是性能更优、柔性更高的防水涂料，对建筑结构保护好。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。