具有包括明胶的微孔结构的隔音板材和/或制备方法
【专利说明】具有包括明胶的微孔结构的隔音板材和/或制备方法
[0001] 本发明涉及具有微孔结构的并且具有隔音特性的板材，并且本发明特别是涉及用 于制造所述板材的并且是环境友好的组合物。本发明还涉及用于制备所述板材的方法。
【背景技术】
[0002] 具有高传声损失的材料具有隔音特性。材料的传声损失由多个不同的物理因素来 确定，例如质量和刚性。每单位面积材料的质量是控制声音经过材料传输的最为重要的因 素。所谓的质量定律在本文中是值得重复的，因为其对于绝大多数材料是最为常见的：
[0003] TL = 201ogi〇(msf)-48〇
[0004] 其中：TL =传声损失(dB)
[0005] ms =每单位面积质量(kg/m2)
[0006] f =声音频率(Hz)
[0007] 材料的刚性是影响TL的另一个因素。更硬的材料表现出"一致倾斜"，其无法由如 上的质量定律来解释。一致性或临界频率表示如下：
[0008] fc = A/t
[0009] 其中:A为材料常数
[0010] t为材料厚度（mm)
[0011] 通常用于制备具有隔音特性的板材的组合物的一个例子为所谓的加载乙烯树脂。 在这样的组合物中，具有高密度的材料在配制阶段与乙烯树脂结合。所获得的产物具有高 密度，同时仍保持高弹性，并由此提供隔音特性。
[0012] 然而，乙烯树脂为衍生自油气源的产物，所以其成本和生产是与油价直接相关的， 并由油源来决定。此外，乙烯树脂并不是容易生物降解的，并且在燃烧时还会产生有毒烟 尘。当加载乙烯树脂在建筑领域中使用的时候，这会产生特别的问题。
[0013] 据此，需要可用于制造具有隔音特性的板材并克服加载乙烯树脂缺点的替代材 料。
[0014] 提供这样的材料的一种尝试描述于WO 2006/053393中，其描述了用于制备板材的 组合物，由水、明胶、甘油和填料构成。然而，发现由这样的组合物制备的板材在高于25 °C的 温度下是不稳定的，特别是在制备之后立即包装并随后暴露至阳光下的时候。发现所述材 料会熔融并变形，当在建筑领域中使用这种材料时会提供所不期望的特性。
[0015] 本发明试图提供用于制备具有隔音特性的板材的组合物，其旨在解决如上所述的 问题。本发明还试图提供用于制备这样的板材的方法。
[0016] 发明概述
[0017] 根据本发明的一个方面，提供了用于制备具有微孔结构的板材的组合物，所述组 合物包括如下组分：
[0018] (a)约 5wt% 至约 25wt% 的明胶，
[0019] (b)约 25wt% 至约 60wt% 的填料，
[0020] (c)约 15wt% 至约 40wt% 的水，和
[0021] (d)微孔结构促进剂。
[0022] 在一种实施方式中，微孔结构促进剂与组分(a)、（b)和/或（C)中的一种或多种反 应以提供板材的微孔结构。在一种实施方式中，微孔结构促进剂与组分(a)、（b)和/或(c)中 的一种或多种反应以产生在组合物内形成微孔结构的气体，在固化时提供板材的微孔结 构。
[0023] 根据本发明的另一个方面，提供了用于制备具有微孔结构的板材，所述组合物基 本上由如下组分构成：
[0024] (a)约 5wt% 至约 25wt% 的明胶，
[0025] (b)约 25wt% 至约 60wt% 的填料，
[0026] (c)约 15wt% 至约 40wt% 的水，
[0027 ] (d)约0 · 5wt %至约2wt %的微孔结构促进剂，和
[0028] (e)约IOwt %至约30wt %的润滑化合物。
[0029] 在一种实施方式中，除了组分(a)至(e)，所述组合物的余量由选自如下的一种或 多种的组分组成:谷蛋白、淀粉、一种或多种碱土金属、颜料、杀菌剂、香料和除臭剂。
[0030] 在一种实施方式中，微孔结构促进剂为包括过氧基团的组分。在一种实施方式中， 微孔结构促进剂为过碳酸钠。在一种实施方式中，微孔结构促进剂与组合物中的水反应以 产生在组合物中提供微孔结构的氧气。在一种实施方式中，所述组合物包括约0.2wt %至约 5wt %，并且优选0.5wt %至约2wt %的微孔结构促进剂。在另一种实施方式中，所述组合物 包括约Iwt %至约2wt %的微孔结构化试剂。
[0031] 在一种实施方式中，所述组合物包括约20wt%至约30wt%的水。
[0032]在一种实施方式中，所述组合物进一步包括润滑化合物，例如乙二醇和丙二醇，丙 三醇(甘油）。在一种实施方式中，所述组合物包括约IOwt %至约30wt %的润滑化合物。在另 一种实施方式中，所述组合物包括约l〇wt%至约15wt%的润滑化合物。在一种实施方式中， 所述润滑化合物方甘油。
[0033]在一种实施方式中，所述组合物进一步包括碱土金属氯化物。在一种实施方式中， 所述组合物包括约Iwt %至约5wt %的碱土金属氯化物。在另一种实施方式中，所述组合物 包括约Iwt %至约2wt %的碱土金属氯化物。在一种实施方式中，碱土金属氯化物为氯化镁。
[0034] 在一种实施方式中，所述组合物进一步包括谷蛋白。在一种实施方式中，所述组合 物包括约lwt%至约5wt%的谷蛋白。在另一种实施方式中，所述组合物包括约2wt%至约 4wt%的谷蛋白。
[0035] 在一种实施方式中，所述组合物包括淀粉。在一种实施方式中，所述淀粉为木薯淀 粉的形式。在一种实施方式中，所述组合物包括约Iwt%至约5wt%的淀粉。在另一种实施方 式中，所述组合物包括约2wt %至约4wt %的淀粉。
[0036] 在一种实施方式中，明胶具有约220至约260的勃鲁(bloom)。在一种实施方式中， 所述明胶具有约250的勃鲁。在一种实施方式中，所述明胶为B型明胶。在一种实施方式中， 所述组合物包括约5wt %至约15wt %的明胶。在另一种实施方式中，所述组合物包括约 10界1:%至15￥1:%的明胶。
[0037]在一种实施方式中，填料的密度大于lg/cm3。在一种实施方式中，填料的密度为约 2.0至约5. Og/cm3。在一种实施方式中，填料选自碳酸钙和/或硫酸钡。在一种实施方式中， 所述组合物包括约30wt %至约50wt %的填料。在另一种实施方式中，所述组合物包括约 35wt%至约45wt%的填料。在一种实施方式中，所述填料选自碳酸钙和硫酸钡的组合。在一 种实施方式中，所述填料为碳酸钙。
[0038] 在一种实施方式中，所述组合物进一步包括杀菌剂。
[0039] 在一种实施方式中，所述组合物进一步包括除臭剂。
[0040] 在一种实施方式中，所述组合物进一步包括香料化合物。
[0041] 在一种实施方式中，所述组合物进一步包括颜料。在另一种实施方式中，所述颜料 为水基的。
[0042] 根据本发明的另一个方面，提供了用于制备具有微孔结构的板材的方法，所述方 法包括步骤：
[0043] a.制备组合物，包括步骤：
[0044] i ·提供 15wt% 至约40wt% 的水；
[0045] ii.将约5wt%至约25wt%的明胶溶解于水中，以提供第一混合物；
[0046] iii .将约20wt%至约60wt%的填料混合于第一混合物中，从而形成第二混合物； [0047] iv.将微孔结构促进剂引入至第二混合物以形成所述组合物，上述的wt%均基于 全部组合物的总重量计，
[0048] b.使所述组合物成型为板材;和
[0049] c.使所述板材固化。
[0050] 在一种实施方式中，微孔结构促进剂选自包括过氧基团的组分。在一种实施方式 中，微孔结构促进剂为过碳酸钠。在一种实施方式中，微孔结构促进剂与组合物中的水反应 以产生在组合物中提供微孔结构的氧气，所述氧气在固化时提供板材内的微孔结构。
[0051 ]在一种实施方式中，制备所述组合物的步骤a.在约75°C至约95°C的温度下实施。 在一种实施方式中，步骤a.在约80°C的温度下实施。
[0052]在一种实施方式中，步骤iii .的填料为碳酸钙。
[0053] 在一种实施方式中，在步骤a. iii