一种增亮降噪复合瓷砖及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料的技术领域，特别涉及一种增亮降噪复合瓷砖及其制备方法。

背景技术

随着城市人口快速增加，城市道路建设正朝着立体化方向发展，高架道路、地下隧道、城市地铁、轻轨等立体道路形式正在如火如荼的兴起。一个新的环境危害问题又呈现出来，那就是：城市噪声。当前，噪声已成为大中城市的一大公害，严重地影响着人们的身心健康和正常生活。

为了减少环境噪声对人们生活、健康的影响，现有的技术措施主要是在车流量较大的道路边缘、铁路边缘或地下工程墙面设置降噪屏障。通过在降噪屏障上设计安装具有一定隔音、吸音、降噪效果的材料达到降低噪声的目的。

现有的吸音降噪材料主要为聚酯纤维、钙塑复合材料、发泡材料等制成品。这些材料虽具有吸音降噪功能，但其耐候性较差，抗污能力弱、外观装饰性差，难以满足户外独立使用要求，因此要与专门设计的降噪面板配合使用，降噪面板主要承担降噪障壁的外观装饰和吸音降噪材料的结构作用。这样的设计应用方案不仅增加了降噪屏障的生产成本而且安装应用不方便，应用过程受到降噪面瓷砖料的制约。

此外，目前的吸音降噪材料和降噪面板等在灯光照明作用下并不能发挥辅助增亮的作用，环境面临照度不足的问题时，只能通过大量照明灯具来解决。

因此，研究和开发一种同时具有增亮和降噪功能又可独立应用的复合材料瓷砖，具有重要意义。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明目的在于提供一种增亮降噪复合瓷砖及其制备方法。本发明提供的复合瓷砖吸声降噪效果好，可独立使用，且在灯光作用下具有逆向漫反射功能，可以有效增加环境的光照亮度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种增亮降噪复合瓷砖，包括基板、设置在所述基板上表面的反光材料层和设置在所述反光材料层上表面的保护层；所述基板上表面具有凹凸纹理结构；

所述基板为陶瓷基板或软瓷基板；

所述复合瓷砖设置有贯穿厚度方向的锥形通孔；所述锥形通孔的大孔径端位于复合瓷砖的上表面。

优选的，所述反光材料层由包括以下质量百分比的原料制备得到：

余量的有机溶剂。

优选的，所述反光材料层的厚度为10～50μm。

优选的，所述锥形通孔大孔径端的直径为2～6mm；所述锥形通孔小孔径端的直径为1～5mm。

优选的，所述锥形通孔的总展开面积≥复合瓷砖表面积的20％。

优选的，所述凹凸纹理结构的凸起高度为1～3mm；凹陷深度为1～3mm。

优选的，所述保护层的组成成分包括邻苯二甲酸酯、二氧化钛、二氧化硅、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯；所述保护层的厚度为10～50μm。

优选的，所述基板和反光材料层之间还设置有颜色层；所述颜色层的厚度为10～50μm。

本发明提供了上述方案所述增亮降噪复合瓷砖的制备方法，包括以下步骤：

对基板上表面进行压制，形成凹凸纹理结构；

将反光材料层原料混合后涂覆于基板表面，在基板表面形成反光材料层；

将保护层原料混合后涂覆于所述反光材料层表面，形成复合瓷砖前驱体；

使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成贯穿复合瓷砖前驱体厚度方向的锥形通孔，得到增亮降噪复合瓷砖。

优选的，当所述基板和反光材料层之间设置有颜色层时，所述增亮降噪复合瓷砖的制备方法包括以下步骤：

对基板上表面进行压制，形成凹凸纹理结构；

在具有凹凸纹理结构的基板上表面制备颜色层，然后按照权利要求9所述的方法在颜色层上表面依次制备反光材料层、复合材料保护层，按照上述方案所述的方法中锥型通孔的形成方式压制出锥形通孔。

本发明提供了一种增亮降噪复合瓷砖，包括基板、设置在所述基板上表面的反光材料层和设置在所述反光材料层上表面的保护层；所述基板上表面具有凹凸纹理结构；所述基板为陶瓷基板或软瓷基板；所述复合瓷砖设置有贯穿厚度方向的锥形通孔；所述锥形通孔的大孔径端位于复合瓷砖的上表面。本发明利用复合瓷砖表面的凹凸纹理结构改变声源振动频率，减少声音反弹，改变声音的传播方向，并利用锥形通孔将声音诱导至复合瓷砖背面，从而起到吸音降噪作用；另一方面，本发明提供的复合瓷砖表面的凹凸纹理结构可对来自多个角度的光源进行反射，能够有效提升光照亮度，从而减少照明灯具的使用，减少能源消耗。本发明提供的增亮降噪复合瓷砖可独立使用，直接将其应用于车流量较大的道路边缘、铁路边缘等即可，无需再设置降噪面板，应用方便，成本低。实施例结果表明，本发明提供的增亮降噪复合瓷砖的反射率可以达到85％以上，降噪效果可达5～10db；反光材料对基材的附着力能够达到iso等级：0级、1级标准；且本发明提供的复合瓷砖在ph值为4～10的条件下有良好的耐酸碱腐蚀性能。

本发明提供了上述方案所述增亮降噪复合瓷砖的制备方法，本发明的制备方法简单，步骤少，成本低。

附图说明

图1为本发明增亮降噪复合瓷砖的结构示意图；

图1中：1-基板，2-锥形通孔，3-凹凸纹理结构，4-颜色层，5-反光材料层，6-保护层。

具体实施方式

本发明提供了一种增亮降噪复合瓷砖，包括基板、设置在所述基板上表面的反光材料层和设置在所述反光材料层上表面的保护层；所述基板上表面具有凹凸纹理结构；所述基板为陶瓷基板或软瓷基板；所述复合瓷砖设置有贯穿厚度方向的锥形通孔；所述锥形通孔的大孔径端位于复合瓷砖的上表面。

本发明提供的增亮降噪复合瓷砖包括基板。在本发明中，所述基板为陶瓷基板或软瓷基板；所述陶瓷基板优选由无机非金属材料依次经粉碎、混炼、模压成型和烧结制备而成，所述无机非金属材料中的铝含量优选≥16％、钾含量优选≥1.2％、钠含量优选≥4％；所述烧结的温度优选≥1000℃；本发明所述的软瓷基板优选为使用改性天然矿粉和植物纤维辐照交联而成；本发明对所述陶瓷基板或软瓷基板的来源没有特殊要求，使用市售的陶瓷基板、软瓷基板或自行制备均可。在本发明中，所述基板的厚度优选为4～10cm，更优选为5～8cm。

在本发明中，所述基板上表面具有凹凸纹理结构。在本发明中，所述凹凸纹理结构的凸起高度优选为1～3mm，更优选为2mm，凹陷深度优选为1～3mm，更优选为2mm，在本发明中，所述凹凸纹理结构的凹陷和凸起深度远大于反光材料层和保护层的厚度，因而在具有凹凸纹理结构的基板表面设置反光材料层和保护层后，最终得到的复合增亮降噪板材表面呈现凹凸纹理结构。本发明对所述凹凸纹理结构的形状没有特殊要求，具体的可以为直线形、圆形、三角形、正方形或其他不规则的几何立体图形。本发明所述瓷砖表面的凹凸纹理结构一方面可以对来自各个角度的光源进行反射，能够有效提升环境的光照亮度，从而减少照明灯具的使用，减少能源消耗；另一方面能够改变声源振动频率，减少声音反弹，改变声音的传输方向，使声音随产品表面的锥形通孔诱导至复合瓷砖背面，从而起到吸音降噪作用。

本发明提供的增亮降噪复合瓷砖包括设置在所述基板上表面的反光材料层。在本发明中，所述反光材料层优选由包括以下质量百分比的组份制备得到：

余量的有机溶剂。

本发明提供的反光材料层优选包括硫酸钡粉29～41％，更优选为35～38％。在本发明中，所述硫酸钡粉的粒径优选为300～700目，更优选为400～600目，最优选为500目；硫酸钡粉耐酸碱腐蚀性好，且光扩散反射性能良好。

本发明提供的反光材料层优选包括钛白粉3～9％，更优选为6～8％。在本发明中，所述钛白粉的粒径优选为300～700目，更优选为400～600目，最优选为500目。

本发明提供的反光材料层优选包括珍珠粉8～20％，更优选为10～15％。在本发明中，所述珍珠粉的粒径优选为300～700目，更优选为400～600目，最优选为500目。

本发明提供的反光材料层优选包括玻璃球微珠粉6～29％，更优选为7～25％。在本发明中，所述玻璃球微珠粉的粒径优选为300～700目，更优选为400～600目，最优选为500目。

在本发明中，所述钛白粉、珍珠粉和玻璃球微珠粉遮盖力高、着色力强、折射率高，且热稳定性和抗紫外线性能良好，将钛白粉、珍珠粉和玻璃球微珠粉的含量控制在上述范围内，可增加反光材料层的反射性能。

本发明提供的反光材料层优选包括抗氧化剂2～5％，更优选为3～4％。在本发明中，所述抗氧化剂优选为硫辛酸、甲基硅酮、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂164、抗氧剂dnp中的一种或几种；本发明通过添加抗氧化剂提高反光材料层的抗老化性能。

本发明提供的反光材料层优选包括偶联剂1.5～4％，更优选为3％。在本发明中，所述偶联剂优选为kh560。本发明通过添加偶联剂增强材料交联和产品防水、防潮功能。

本发明提供的反光材料层优选包括成膜助剂9～20％，更优选为13～15％。在本发明中，所述成膜助剂优选为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯和醇酯十二中的一种或几种。本发明通过添加成膜助剂使反光材料层中的多种粉末和溶剂结合在一起，增加牢度。

本发明提供的反光材料层优选包括余量的有机溶剂。在本发明中，所述有机溶剂优选为醇类有机溶剂。

本发明所述硫酸钡粉、钛白粉、珍珠粉、玻璃球微珠粉、抗氧化剂、成膜助剂、偶联剂和有机溶剂的来源没有特殊要求，使用市售的上述物质即可。

本发明提供的增亮降噪复合瓷砖包括设置在所述反光材料层表面的保护层。在本发明中，所述保护层的组成成分优选包括邻苯二甲酸酯、二氧化钛、二氧化硅、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯。在本发明中，所述保护层的组成成分优选还包括抗氧化剂、成膜助剂和偶联剂；所述抗氧化剂、成膜助剂和偶联剂的种类和上述方案一致，在此不再赘述；此外，在制备保护层的过程中，本发明优选将保护层组成成分和溶剂混合制备成浆料；所述溶剂优选为水和醇类溶剂，本发明对所述水和醇类溶剂的体积比没有特殊要求，采用任意的比例均可。本发明对所述复合材料保护层中邻苯二甲酸酯、二氧化钛、二氧化硅、丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的质量比没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的比例即可。

在本发明中，所述保护层的厚度优选为10～50μm，更优选为20～40μm。本发明通过设置保护层提高增亮降噪复合瓷砖的耐磨性、防污性和耐老化性。

本发明提供的增亮降噪复合瓷砖设置有贯穿厚度方向的锥形通孔。在本发明中，所述锥形通孔的大孔径端位于复合瓷砖的上表面；所述锥形通孔大孔径端的直径优选为2～6mm，更优选为4～5mm；所述锥形通孔小孔径端的直径为1～5mm，更优选为2～4mm；所述锥形通孔的总展开面积优选≥复合瓷砖表面积的20％，更优选为30～50％。本发明对所述锥形通孔的间距和数量没有特殊要求，能够满足上述总展开面积的要求即可。本发明通过设置锥形通孔将声音诱导至复合瓷砖背面中，从而达到吸音降噪的效果。

在本发明中，所述基板和反光材料层之间优选还设置有颜色层，所述颜色层的厚度优选为10～50μm，更优选为20～40μm。本发明对所述颜色层的组成成分没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的颜色层即可。在本发明中，陶瓷基板或软瓷基板本身具有颜色，当对复合增亮降噪瓷砖体现的颜色无要求时，可不设置颜色层，直体现基板本身的颜色；当所述基板为软瓷基板时，优选在软瓷基板组份中加入色料，使软瓷基板体现要求的颜色，从而省略颜色层的设置。

本发明提供了上述方案所述增亮降噪复合瓷砖的制备方法，包括以下步骤：

对基板上表面进行压制，形成凹凸纹理结构；

将反光材料层原料混合后涂覆于基板表面，在基板表面形成反光材料层；

将保护层原料混合后涂覆于所述反光材料层表面，形成复合瓷砖前驱体；

使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成贯穿复合瓷砖前驱体厚度方向的锥形通孔，得到增亮降噪复合瓷砖。

本发明对基板上表面进行压制，使基板表面形成凹凸纹理结构。在本发明中，所述压制优选为模具冲压或滚筒碾压；本发明对压制的压力没有特殊要求，在本发明的具体实施例中，优选根据基板种类和厚度确定压制压力，能够得到本发明要求的凹凸纹理结构即可。

形成凹凸纹理结构后，本发明将反光材料层原料混合后涂覆于基板表面，在基板表面形成反光材料层。本发明对所述反光层原料的混合方法没有特殊要求，能够将各个原料混合均匀即可；本发明对所述涂覆的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的涂覆方法，能够将反光材料涂覆在基板表面，并形成要求的厚度即可，具体的如喷涂、滚涂或喷洒。

涂覆完成后，本发明优选将反光材料湿膜层进行固化，在基板表面形成反光材料层。在本发明中，所述固化的温度优选为60～180℃，更优选为80～150℃，最优选为100～120℃；所述固化的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。本发明通过固化将反光材料湿膜层中的溶剂去除，形成反光材料层。

得到反光材料层后，本发明将保护层原料混合后涂覆于反光材料层表面，得到复合瓷砖前驱体。本发明对所述保护层原料的混合方法没有特殊要求，能够将各个原料混合均匀即可；本发明对所述涂覆的方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的涂覆方法，能够将保护层混合原料涂覆在基板表面，并形成要求的厚度即可，具体的如喷涂、滚涂或喷洒。

得到复合瓷砖前驱体后，本发明使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成贯穿复合瓷砖前驱体厚度方向的锥形通孔，得到增亮降噪复合瓷砖。在本发明中，所述模具上设置有锥形的柱体，通过压制可以得到贯穿复合瓷砖前驱体厚度方向的锥形通孔；本发明对所述压制的压力没有特殊要求，能够在复合瓷砖前驱体上得到贯穿的锥形通孔即可。

在本发明中，所述凹凸纹理结构的凹陷和凸起深度优选独立地为1～3mm，远大于各层的厚度，因而本发明先对基板进行压制，然后再在具有凹凸纹理结构的基板表面进行其他各层的制备，最终得到的复合增亮降噪瓷砖表面呈现凹凸纹理结构。

在本发明中，当所述基板和反光材料层之间设置有颜色层时，所述增亮降噪复合瓷砖的制备方法优选包括：

对基板上表面进行压制，形成凹凸纹理结构；

在具有凹凸纹理结构的基板上表面制备颜色层，然后按照上述方案所述的方法在颜色层上表面依次制备反光材料层、复合材料保护层，按照上述方案所述的方法中锥型通孔的形成方式压制出锥形通孔，在此不再赘述。

本发明对所述颜色层的制备方法没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的方法，能够在基板表面得到要求厚度的颜色层即可；在本发明的具体实施例中，优选使用喷涂、滚涂等方法得到颜色层。

下面结合实施例对本发明提供的增亮降噪复合瓷砖及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

反光材料层组分：硫酸钡粉35wt％，钛白粉9wt％，珍珠粉15wt％，玻璃球微珠粉20wt％，抗氧化剂(抗氧剂dnp)2wt％，成膜助剂(醇酯十二)10wt％，偶联剂1.5％，余量的有机溶剂(乙醇)；

保护层组份：邻苯二甲酸酯0.1wt％、二氧化钛1wt％、二氧化硅1wt％、丙烯酸甲酯10wt％、抗氧剂1010.5wt％、醇酯十二8wt％、偶联剂3wt％、丙烯酸丁酯50wt％，余量的水和醇类溶剂。

使用陶瓷为基板，厚度为5cm，首先在基板表面进行模具冲压，形成凹凸纹理结构(凹陷深度为3mm，凸起高度为3mm)，然后将反光材料层原料混合后喷涂于基板表面，然后在100℃下固化10min，在基板表面形成反光材料层，厚度为30μm；

将保护层原料混合后涂覆于反光材料层表面，形成保护层，厚度为40μm，形成复合瓷砖前驱体；

使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成锥形通孔，锥形通孔的大孔径端直径为5mm，小孔径端直径为2mm，确保通孔的展开总面积≥复合瓷砖表面积的20％，得到增亮降噪复合瓷砖。

使用反射率测试仪检测增亮降噪复合瓷砖的反射率，可得反射率为80％以上；对增亮降噪复合瓷砖的降噪性能进行测试，结果显示降噪可达10db。

按照iso4624中的方法对所得增亮降噪复合瓷砖反光材料层的附着力进行检测，可得反光材料层附着力等级0级(切口边缘完全光滑，格子边缘没有任何剥落)。

对增亮降噪复合瓷砖的耐腐蚀性进行检测，结果显示得到的复合增亮降噪瓷砖在ph为4～10的条件下有良好的耐腐蚀性。

实施例2

反光材料层组分：硫酸钡粉30wt％，钛白粉9wt％，珍珠粉12wt％，玻璃球微珠粉20wt％，抗氧化剂(抗氧剂101)2.5wt％，成膜助剂(醇酯十二)15wt％，余量的有机溶剂(乙醇)；

保护层组份：邻苯二甲酸酯0.1wt％、二氧化钛1wt％、二氧化硅1wt％、丙烯酸甲酯10wt％、抗氧剂1010.5wt％、醇酯十二8wt％、偶联剂3wt％、丙烯酸丁酯50wt％，余量的水和醇类溶剂。

使用软瓷为基板，厚度为8cm，首先在基板表面进行模具冲压，形成凹凸纹理结构(凹陷深度为3mm，凸起高度为3mm)，然后将反光材料层原料混合后喷涂于基板表面，然后在150℃下固化10min，在基板表面形成反光材料层，厚度为50μm；

将保护层原料混合后涂覆于反光材料层表面，形成保护层，厚度为30μm，形成复合瓷砖前驱体；

使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成锥形通孔，锥形通孔的大孔径端直径为4mm，小孔径端直径为3mm，确保通孔的展开总面积≥复合瓷砖表面积的20％，得到增亮降噪复合瓷砖。

按照实施例1中的方法对所得复合增亮降噪瓷砖的反射率、降噪效果、附着力和耐酸碱腐蚀性进行检测，所得结果为：反射率为80％以上，降噪效果为8db；反光材料的附着力等级为1级(在切口的相交处有小片剥落，划格区内实际破损不超过5％)，在ph为4～10条件下有良好的耐腐蚀性。

实施例3

反光材料层和保护层组分和实施例1相同；

使用陶瓷为基板，厚度为4cm，首先在基板表面进行模具冲压，形成凹凸纹理结构(凹陷深度为3mm，凸起高度为3mm)，在基板表面喷涂颜色层，厚度10μm，然后将反光材料层原料混合后喷涂于颜色层表面，在60℃下固化15min，在基板表面形成反光材料层，厚度为30μm；

将保护层原料混合后涂覆于反光材料层表面，形成保护层，厚度为40μm，形成复合瓷砖前驱体；

使用模具对所述复合瓷砖前驱体进行压制，形成锥形通孔，锥形通孔的大孔径端直径为6mm，小孔径端直径为5mm，确保通孔的展开总面积≥复合瓷砖表面积的20％，得到增亮降噪复合瓷砖。

按照实施例1中的方法对所得复合增亮降噪瓷砖的反射率、降噪效果、附着力和耐酸碱腐蚀性进行检测，所得结果为：反射率为85％以上，降噪效果为5db；反光材料的附着力等级为0级，在ph为4～10条件下有良好的耐腐蚀性。

由以上实施例可知，本发明提供的增亮降噪复合瓷砖反射率高、降噪效果好，反光材料附着力高、耐酸碱腐蚀性好，可独立应用，无需进行降噪面板的设置，使用方便，应用范围广。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。