一种高性能隔音涂料及其制备方法与流程

本技术涉及建筑涂料，尤其涉及一种高性能隔音涂料及其制备方法。

背景技术：

1、现如今，商品房中楼板隔声大多不够理想，很难达到符合消费者预期的隔音效果，楼上走路、跑跳声、移动家具等声音非常容易传到楼下，对人们的工作和生活造成很大影响。近年来，在建筑等领域，随着人们对生活的舒适性及安全性等的要求越来越高，针对室内噪声源和隔音降噪需求出现了多种用于楼板减震隔声的技术。传统隔音技术方式要么采取铺设隔音砂浆、隔音垫，要么铺设带有特殊结构的多层隔音材料，不仅铺设麻烦、占用空间，还具有易燃、抗压强度低等缺点，其隔音效果也不佳。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种高性能隔音涂料及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供的一种高性能隔音涂料，采用如下技术方案：

3、一种高性能隔音涂料，包括以下质量份数的原料：环氧树脂28-35份、有机硅树脂15-20份、改性聚苯基硫醚4-5份、改性炭黑10-12份、改性石墨烯复合气凝胶2-4份、重晶石粉末8-12份、n-甲基吡咯烷酮15-25份、分散剂2-3份、成膜助剂2.5-3.5份、消泡剂1.4-1.6份，去离子水20-25份，所述重晶石粉末的粒径为1-5μm。

4、通过采用上述技术方案，在本技术的高性能隔音涂料中，各组分的作用及协同作用如下：聚苯基硫醚的加入使有机硅树脂有效阻尼性能范围扩大，使其在比较宽的温度范围内都能达到比较好的隔音效果；环氧树脂有良好的附着力与有机硅树脂与改性聚苯基硫醚共同作用，长链互相缠绕形成三维网状立体结构，利用多种不同频段下具有高阻尼性的树脂材料，在声波传来震动时，通过树脂材料的拉伸-回缩克服链段间的内摩擦阻力将声能转化为动能消耗掉。改性炭黑：作为填料，形成骨架结构，并通过孔洞来提升隔音性能和保温性能。其不规则内部裂隙和表面孔洞形成多梯次的微型孔洞，有助于声波的吸收和隔断。改性石墨烯复合气凝胶：作为填料，通过气孔来提升隔音性能和保温性能。具有较大的空隙率，有助于吸收和阻挡声波的传播。重晶石粉末：作为填料，增加涂料的密度和隔音效果。n甲基吡咯烷酮：作为稀释剂，调节涂料的粘度和流变性能。分散剂：帮助将各种固体颗粒均匀分散在液体基质中，提高涂料的稳定性。成膜助剂：促进涂料干燥过程中树脂分子的交联，增加涂层的硬度和耐久性。消泡剂：防止涂料在涂覆过程中产生气泡，提高涂料表面的平整度。去离子水：作为溶剂和稀释剂，调节涂料的粘度和流动性。通过以上各组分的相互作用和协同作用，本技术的高性能隔音涂料能够具有较高的耐水性、附着力和硬度，并且具有优异的隔声性能和保温性能。改性炭黑和改性石墨烯复合气凝胶之间的协同作用可以大大提升涂料的隔音性能和保温性能，其形成的多梯次微型孔洞结构能够更好地阻挡声波传播和热能流动，从而实现更好的隔音效果和保温效果。

5、优选的，所述改性炭黑的制备方法，包括以下步骤：

6、s21、将10gp,p-氧代双苯磺酰肼分散于150-200g乙醇中，然后加入100g炭黑，所述炭黑的颗粒粒径为80-120nm，搅拌均匀；

7、s22、减压蒸馏去除乙醇，得到吸附有p,p-氧代双苯磺酰肼的炭黑，加热至140℃-150℃，持续25-30min；

8、s23、通过管道迅速导入150g液体二氧化碳，加压至7.5mpa，并加热至35℃，成为超临界态，循环15-20min；

9、s24、减压，排出二氧化碳，得到改性炭黑。

10、优选的，在步骤s22中，所述减压蒸馏的工艺为保持真空度为7000pa至8000pa，温度为60-65℃。

11、通过采用上述技术方案，利p,p-氧代双苯磺酰肼的发泡性能以及减压蒸馏，能使炭黑粒子的内部裂隙和表面孔洞膨胀，提升比表面积和孔隙率；而且发泡后的发泡剂残余能对炭黑形成油性包覆层，有效提升了炭黑在涂料中的分散均匀性与分散稳定性；在超临界二氧化碳的作用下，通过高压和高温的条件，改性炭黑表面的官能基与二氧化碳反应，导致孔洞的形成。这个过程导致改性炭黑的表面和内部形成不规则的裂隙和孔洞结构，从而形成多梯次的微型孔洞结构。通过本技术的制备方法，改性炭黑表面、内部形成的多梯次微型孔洞结构能够提升隔音性能和保温性能。

12、优选的，所述改性石墨烯复合气凝胶的制备方法为：将二氧化硅气凝胶、聚乙烯亚胺改性石墨烯、乙醇混合均匀，然后冻干、冻干的温度为-35至-30℃，冷冻时间为2-3小时，制得改性石墨烯气凝胶。

13、优选的，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶、所述聚乙烯亚胺改性石墨烯、所述乙醇的质量比为1:3-5:50-80。

14、通过采用上述技术方案，在所述改性石墨烯复合气凝胶的制备方法中，将二氧化硅气凝胶、聚乙烯亚胺改性石墨烯、乙醇混合均匀后进行冻干的过程的作用及协同作用如下：增加气凝胶的孔隙：通过冻干的过程，将液态混合物中的溶剂乙醇在低温条件下蒸发，使得混合物逐渐凝固并形成孔隙结构。冻干过程中，在逐渐凝固的过程中，通过形成冰晶和留下空隙的机制，形成了气凝胶的孔隙结构，从而增加材料的孔隙率。保持石墨烯的分散性：在冻干的过程中，乙醇的蒸发有助于减小石墨烯复合气凝胶中的团聚现象，保持石墨烯颗粒的分散性，从而使得石墨烯能够较好地与其他组分相互作用，发挥协同效果。通过上述制备方法，改性石墨烯复合气凝胶的制备能够保持石墨烯的高分散性并增加孔隙结构，这使得改性石墨烯复合气凝胶在隔音涂料中能够发挥重要的作用，增强涂料的隔音性能和保温性能。同时，改性石墨烯复合气凝胶与改性炭黑之间存在协同作用，共同提升隔音涂料的性能。

15、优选的，所述聚乙烯亚胺改性石墨烯的制备方法为：将100g石墨烯、8g聚乙烯亚胺、6g氢氧化钾和100g去离子水，搅拌均匀，静置，反应10-12小时，然后冷冻干燥，冷冻温度为-10至-20℃，干燥温度为-35至-30℃，干燥真空度为0.5-0.8pa，干燥时间为20-24h。

16、通过采用上述技术方案，聚乙烯亚胺具有较高的粘附性，将石墨烯与涂料中的其他组分有效地连接在一起，提高涂料的附着力。聚乙烯亚胺具有很好的硬化性能，当与涂料中的其他成膜助剂反应时，能够增加涂料的硬度，提高涂层的耐磨性和耐刮擦性。改性石墨烯经过聚乙烯亚胺改性后，石墨烯表面结合了聚乙烯亚胺分子，形成均匀的纳米复合颗粒。这种改性石墨烯具有更大的比表面积和更多的微孔结构，能够吸收和分散声波能量，提升涂层的隔音性能。同时，由于聚乙烯亚胺的存在，涂料的保温性能也得到了提升，使得涂料具有更好的隔热保温效果。

17、优选的，所述分散剂为硬脂酸钠、十二烷基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种。

18、通过采用上述技术方案，在本技术的高性能隔音涂料中，硬脂酸钠、十二烷基磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠等是常用的分散剂，它们在涂料中的作用及协同作用如下：分散作用：分散剂在涂料中起到分散固体颗粒的作用，使颗粒能够均匀地分散在涂料中，防止颗粒团聚和沉淀，保持涂料的稳定性和均匀性。提高涂料流动性：分散剂能够降低涂料的粘度，提高涂料的流动性，使得涂料容易施工和涂覆，提高工作效率。促进涂料固化和成膜：分散剂对涂料中的成膜助剂和树脂具有亲和力，能够使树脂分子更好地扩散和交联，促进涂料的固化和成膜过程。协同作用：不同种类的分散剂可以相互协同作用，提高涂料中固体颗粒的分散效果，进一步提高涂料的稳定性和均匀性。同时，分散剂也能与其他添加剂发生相互作用，如与消泡剂共同降低涂料表面的气泡含量，提高涂料的质量。

19、优选的，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚按照质量比为3:1-3:2-4的组合物。

20、通过采用上述技术方案，所述成膜助剂为丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丁醚按照质量比为3:1-3:2-4的组合物在高性能隔音涂料中的作用及协同作用如下：提高涂料的流动性和延展性，使涂层具有较好的平整性和减少空隙，有助于溶解和稀释树脂，促进树脂在涂料中的扩散和交联反应；改善涂料的干燥和固化性能，加快涂膜的干燥速度和固化强度；不同种类的成膜助剂通过相互混合和配比，可以发挥协同作用，具有以下效果：提高涂料的流动性和延展性，使涂层更加平整、光滑；促进涂料中的树脂分子扩散和交联，提高涂膜的强度和附着力；加快涂膜的干燥速度，提高涂料的施工效率；改善涂料的稳定性，减少涂料的分层和气泡产生。

21、优选的，所述消泡剂为聚醋酸乙烯酯、苯并三酸酯、二甲基硅油中的一种。

22、第二方面，本技术提供的一种高性能隔音涂料的制备方法，采用如下技术方案：

23、一种高性能隔音涂料的制备方法，采用上述一种高性能隔音涂料的原料，包括以下步骤：

24、s101、按照质量份数，分别将环氧树脂、有机硅树脂、改性聚苯基硫醚、改性炭黑、改性石墨烯复合气凝胶、重晶石粉末、n-甲基吡咯烷酮、去离子水加入反应器中，以300-400r/min的速度搅拌30-40min，得到混合液；

25、s102、按照质量份数，将分散剂、成膜助剂、消泡剂，加入混合液中，以1000-1500r/min的速度搅拌20-30min，得到高性能隔音涂料。

26、通过采用上述技术方案，本技术的高性能隔音涂料具有耐水性、附着力和硬度较高，同时具有优异的隔声和保温性能，能够有效提升建筑材料的隔音效果和保温性能。

27、综上所述，本技术的有益技术效果：

28、1.高耐水性：涂料中的环氧树脂、有机硅树脂和成膜助剂能够增强涂膜的耐水性，使涂料在潮湿环境下维持良好的性能。

29、2.优异附着力：涂料中的改性聚苯基硫醚具有良好的粘附性能，能够有效地附着在不同材料表面，提高涂层的附着力。

30、3.较高硬度：涂料中的重晶石粉末具有较高的硬度，能够增加涂层的抗磨损性和耐久性。

31、4.优异隔声性能：改性炭黑和改性石墨烯复合气凝胶在涂料中形成多梯次的微型孔洞和气大的空隙率，有效隔离声波的传播，提高隔音性能。

32、5.优异保温性能：改性炭黑和改性石墨烯复合气凝胶的高导热性能，能够减少热量的传递，提高涂料的保温性能。