一种吸音粉末涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料，具体涉及一种吸音粉末涂料及其制备方法。

背景技术：

1、吸音涂料常采用植物纤维、矿物纤维等为主要原料结合其他防火剂、防湿、防酶腐剂等，使用普通喷涂机、喷壶即可喷附于内屋面、墙面，形成2～10mm厚的表观具有多孔隙棉状涂层材料。

2、现有的吸音涂料常添加大量植物纤维或硅藻泥，长期暴露在空气和潮湿的环境中，因植物纤维和硅藻泥与涂料的兼容性不够，容易造成墙面掉皮脱落，得到的涂层机械性能差，导致吸音涂料表面损伤，影响吸音效果。

3、因此，亟需提供一种不含植物纤维、硅藻泥的吸音涂料，以解决现有吸音涂料附着力差且吸音效果不够的技术问题。

技术实现思路

1、本发明基于上述技术问题的解决，从而提供本发明的技术方案。本发明提供的吸音粉末涂料具有高效的吸音效果，同时还具有优异附着力和机械强度。

2、具体而言，本发明使用环氧树脂和丙烯酸树脂，采用异氰酸酯固化剂进行固化，赋予涂料优异的附着力和抗冲击强度。在涂料中使用硅藻土和吸音因子，以提供涂料高强度的吸音效果。同时，在吸音因子中使用高空隙率的浮石和海泡石作为基料，增加涂料的吸音效果和强度；进一步地对浮石和海泡石进行热处理和有机化处理，增加吸音因子的吸音效果同时也增加涂料体系的附着效果和抗冲击强度能力。

3、一方面地，本发明提供一种吸音粉末涂料，以质量份数计，含有：25-40份环氧树脂，20-35份丙烯酸树脂，5-15份异氰酸酯，7-12份吸音因子，2-5份硅藻泥，1-5份流平剂，1-4份分散剂，6-25份填料，1-3份消泡剂。

4、进一步地，所述环氧树脂在涂料中的质量份用量还可选择为28、30、32、34、36、38、39这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。

5、进一步地，所述丙烯酸树脂在涂料中的质量份用量还可选择为22、24、25、28、30、32、34这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。

6、进一步地，所述异氰酸酯在涂料中的质量份用量还可选择为6、7、8、9、10、11、12、13、14这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯中的至少一种。

7、进一步地，所述吸音因子在涂料中的质量份用量还可选择为8、9、9.5、10、10.5、11、11.5这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。

8、进一步地，所述吸音因子包括将海泡石和浮石共同依次经热处理和有机化处理得到的混合物。

9、所述热处理包括使用1380-1480℃的温度进行处理。

10、进一步地，所述热处理包括如下步骤：步骤一、将海泡石和浮石分别粉碎，选择海泡石和浮石颗粒的粒径为10-120微米，备用；步骤二、将筛选备用的海泡石颗粒和浮石颗粒按照质量比为1：(1.5-2.3)混合均匀，使用1380-1480℃的温度进行处理1-10小时；

11、步骤三、取出进行冷却，得到热处理的混合物。

12、进一步地，所述步骤一中海泡石和浮石颗粒的粒径还可为20、30、40、50、60、70、80、90、100、110微米这样上述任意两数值之间的粒径范围。

13、进一步地，所述步骤二中海泡石颗粒和浮石颗粒按照质量比为1：1.6、1：1.7、1：1.8、1：1.9、1：2、1：2.1这样数值或者上述任意两数值之间的范围。

14、进一步地，所述步骤二中使用1380-1480℃的温度进行处理可为将粉末置于1380-1480℃的环境中保温。

15、进一步地，所述步骤二中温度为1390℃、1400℃、1410℃、1420℃、1430℃、1440℃、1450℃、1460℃、1470℃中的任意值或上述任意两数值之间的温度范围。

16、进一步地，所述步骤二中处理时间还可为2、3、4、5、6、7、8、9小时中的任意值或上述任意两数值之间的时间范围。

17、进一步地，所述步骤三中冷却至室温。

18、进一步地，所述热处理包括如下步骤：

19、步骤一、将海泡石和浮石分别粉碎，选择海泡石和浮石颗粒的粒径为10-120微米，备用；

20、步骤二、将筛选粒径备用的海泡石颗粒和浮石颗粒按照质量比为1：(1.5-2.3)混合均匀，置于1380-1480℃的环境中保温1-10小时；

21、步骤三、取出，冷却至室温，得到热处理的混合物。

22、进一步地，所述有机化处理包括使用异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液进行处理。

23、进一步地，所述有机化处理包括使用异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液对上述热处理的混合物进行处理的步骤。

24、进一步地，所述有机化处理的步骤包括：步骤a、将上述热处理的混合物与乙醇水溶液进行搅拌均匀；步骤b、再加入异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液，搅拌均匀；步骤c、过滤、滤渣进行干燥，得到所述吸音因子。

25、进一步地，所述步骤a中热处理的混合物与乙醇水溶液的质量比为1：(5-100)，或1：10、1：15、1：20、1：25、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80、1：90的比值或者上述任意两比值之间的范围。

26、进一步地，所述步骤a中乙醇水溶液中乙醇的质量百分比浓度为25％-55％，或30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％、50％的百分比或者上述任意两百分比之间的范围。

27、进一步地，所述步骤a、b中的搅拌转速均可为100-4500转/分，或200、300、400、500、800、1000、2000、3000、4000转/分或上述任意两转速之间的范围。

28、进一步地，所述步骤a、b中的搅拌时间均可选择为0.5-10小时，或1、2、3、4、5、6、7、8、9小时或上述任意两时间之间的范围。

29、进一步地，所述步骤a、b中的搅拌温度均可选择为20-65℃，或25、28、30、35、40、45、50、55、60℃或上述任意两温度之间的范围。

30、进一步地，所述步骤b中的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液加入量为热处理的混合物质量的(1-10)倍，或2、3、4、5、6、7、8、9倍或上述任意两倍数之间的范围。

31、进一步地，所述步骤b中异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量比为(1.2-2.2)：1，或1.4：1、1.5：1、1.6：1、1.7：1、1.8：1、1.9：1、2：1、2.1：1的比值或上述任意两比值之间的范围。

32、进一步地，所述步骤b中的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液为异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷与乙醇水溶液的混合物。所述乙醇水溶液中乙醇的质量百分比浓度为25％-55％，或30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％、50％的百分比或者上述任意两百分比之间的范围。且所述异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷总质量与乙醇溶液的质量比为1：(4-20)，值或上述任意两比值之间的范围。

33、进一步地，所述步骤c的干燥为90-115℃的温度进行干燥，更进一步地，选择干燥温度为95、100、102、105、108、110、114℃或上述任意两温度之间的范围。

34、进一步地，所述步骤c的干燥至含水量低于10％、低于95、diyu8％、低于7％、低于6％或低于5％。

35、进一步地，所述有机化处理的步骤包括：

36、步骤a：将上述热处理的混合物与质量百分比浓度为25％-55％的乙醇水溶液按照质量比为1：(5-100)，在温度为20-65℃、搅拌转速为100-4500转/分下进行搅拌0.5-10小时，搅拌均匀；

37、步骤b：再加入质量倍数为热处理的混合物的(1-10)倍的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液，在温度为20-65℃、搅拌转速为100-4500转/分下进行搅拌0.5-10小时，搅拌均匀；其中，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量比为(1.2-2.2)：1，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液为异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和质量百分比浓度为25％-55％的乙醇水溶液组成的混合物，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷总质量与乙醇水溶液的质量比为1：(4-20)；

38、步骤c：过滤、滤渣在90-115℃温度下进行干燥，至含水量低于10％，得到所述吸音因子。

39、进一步地，所述吸音因子的制备方法包括：

40、(一)、热处理的步骤，如下：

41、步骤一：将海泡石和浮石分别粉碎，选择海泡石和浮石颗粒的粒径为10-120微米，备用；

42、步骤二：将筛选粒径备用的海泡石颗粒和浮石颗粒按照质量比为1：(1.5-2.3)混合均匀，然后置于1380-1480℃的环境中保温1-10小时；

43、步骤三：取出，冷却至室温，得到热处理的混合物。

44、(二)、有机化处理的步骤，如下：

45、步骤a：将上述热处理的混合物与质量百分比浓度为25％-55％的乙醇水溶液按照质量比为1：(5-100)，在温度为20-65℃、搅拌转速为100-4500转/分下，进行搅拌0.5-10小时，搅拌均匀；

46、步骤b：再加入质量倍数为热处理的混合物(1-10)倍的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液，在温度为20-65℃、搅拌转速为100-4500转/分下，进行搅拌0.5-10小时，搅拌均匀；其中，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的质量比为(1.2-2.2)：1，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的溶液为异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和质量百分比浓度为25％-55％的乙醇水溶液组成的混合物，异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷总质量与乙醇水溶液的质量比为1：(4-20)；

47、步骤c：过滤、滤渣在90-115℃温度下进行干燥，至含水量低于10％，得到所述吸音因子。

48、进一步地，所述硅藻泥在涂料中的质量份用量还可选择为2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.5这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。

49、进一步地，所述流平剂在涂料中的质量份用量还可选择为1.2、1.5、2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.5这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。所述流平剂包括efka lf-3600、efkalf-3777、byk-302、byk-333、byk-345中的至少一种。

50、进一步地，所述分散剂在涂料中的质量份用量还可选择为1.2、1.5、2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。所述分散剂包括烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

51、进一步地，所述填料在涂料中的质量份用量还可选择为7、9、11、13、15、17、19、20、21、23、24这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。所述填料包括硫酸钙、碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅中的至少一种。

52、进一步地，所述消泡剂在涂料中的质量份用量还可选择为1.2、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8这样数值的份数或者上述任意两数值之间范围的份数。所述消泡剂包括聚乙酸丁酯、聚二甲基硅氧烷中至少一种。

53、另一方面地，本发明还提供所述吸音粉末涂料的制备方法，包括如下步骤：

54、步骤1、称取各原料；

55、步骤2、在反应容器中混合原料；

56、步骤3、递送于挤出机中进行熔融挤出，然后经过压片处理，破碎处理，再经过筛分，得到所述吸音粉末涂料。

57、进一步地，所述步骤3的熔融温度为85-105℃，或88、90、92、95、98、100、102、104℃或上述任意两温度之间的范围。

58、进一步地，所述步骤3挤出机的螺杆转速频率为10-120hz，或20、30、40、50、60、70、80、90、100、110hz或上述任意两频率之间的范围。

59、进一步地，所述步骤3筛分的粒径为100-500目，或选自100、200、300、400、500中任意两个数值之间的目数。

60、另一方面地，本发明还提供一种涂层，所述涂层包括使用本发明所述吸音涂料制备得到。

61、另一方面地，本发明还提供一种物件，所述物件的表面包括使用本发明所述吸音涂料制备得到的涂层。

62、有益效果

63、本发明使用环氧树脂和丙烯酸树脂，采用异氰酸酯固化剂进行固化，赋予涂料优异的附着力和抗冲击强度。在涂料中使用硅藻土和吸音因子，以提供涂料高强度的吸音效果。同时，在吸音因子中使用高空隙率的浮石和海泡石作为基料，增加涂料的吸音效果和强度；进一步地对浮石和海泡石进行热处理和有机化处理，增加吸音因子的吸音效果同时也增加涂料体系的附着效果和抗冲击强度能力。

64、本发明在涂料中使用硅藻土和吸音因子，以提供涂料高强度的吸音效果，特别是在吸音因子中使用高空隙率的浮石和海泡石作为基料并进行改进处理，使得本发明的涂料具有优异的吸音效果，本发明涂料能阻隔46.21分贝的音量，对噪音减少效果的比例达到了67.24％，具有高效的降噪效果，应用前景广泛。

65、本发明热处理1380-1480℃的温度能促进吸音因子提高噪音的吸收效果，赋予吸音涂料高效降噪效果。

66、本发明使用浮石和海泡石的搭配作为吸音因子基料，两者相互促进、协调作用，能显著促进吸音涂料的吸收噪音效果。当两者的质量比为1：(1.5-2.3)时，得到的涂料的吸音效果更为优异。

67、本发明有机化处理海泡石和浮石，能显著增强吸音因子的效果。使用的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷两者能产生协同增加的作用，增强吸音因子与体系的兼容效果和吸音性能的发挥，从而协同增强吸音因子促进涂料的降噪效果。而且当两者比例达到(1.2-2.2)：1，得到的涂料的吸音效果更好。

68、本发明制备的吸音涂料得到的涂层附着力和抗冲击强度优异，附着力等级高达0级别，抗冲击性能指标达到61.47kg/cm，本发明涂料得到的涂层具有优异机械性能，使用效果较好。

69、本发明使用异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷处理得到的吸音因子在促进吸音效果之外，还能至少地增加涂层的附着力和抗冲击效果，两者的搭配在增加涂层机械性能效果上具有相互促进的作用关系，两者在正向作用增加涂层机械性能效果上具有正向促进的作用。

70、本发明在使用异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷提高涂层抗冲击和附着力性能时，当两者质量比符合1.2-2.2)：1范围时，得到的产品的抗冲击性能和附着力效果最佳。

71、在本发明体系中使用的异丙基二硬脂酸酰氧基铝酸酯和乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的搭配，相较于其他有机化处理得到的吸音因子更适合本发明体系，能进一步促进涂层的抗冲击效果和附着力性能。