CN100543095C - 一种轻质吸音涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质吸音涂料及其制备方法，该涂料主要以平均粒径在0.15～0.5μm的丙烯酸类乳液为粘结料，以开孔膨胀珍珠岩为轻骨料，辅加以颜填料和各种助剂组合而成。通过预混合、分散研磨颜填料和调漆工艺配制成涂料，开孔膨胀珍珠岩在调漆阶段分批加入，并低速搅拌。该涂料密度小，无毒无味，安全环保；生产、施工简便，涂层厚1～5mm，平均吸声系数大于0.4，既具有良好的吸声性能，又能节省室内空间；涂层无接缝，装饰性强，适于居室、客厅、会议室、一般音乐厅、影剧院、大会堂、大教室、播音室等内部的墙面、顶棚部位使用。

Description

一种轻质吸音涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑涂料及其制备方法，更具体地说，本发明涉及一种轻质吸音涂料及其制备方法。

背景技术

噪声污染对人们的健康和日常生活的危害日益为人们所重视，建筑的吸声功能在诸多建筑功能中的地位在逐渐增高。吸声材料不仅可以改善室内的音质环境，而且对噪声控制也起到非常重要的作用。建筑吸声材料的品种很多，目前我国生产使用比较多的主要有石膏装饰吸声板、玻璃棉装饰吸声板、岩(矿)棉装饰吸声板、珍珠岩装饰吸声板、聚苯乙烯泡沫塑料装饰吸声板、金属装饰吸声板、微穿孔结构吸声板等。这些吸声板的规格一般为500mm500mm、600mm600mm，厚度15～20mm，贮存、运输和拼装麻烦，有些表面需有保护和装饰层。并且岩(矿)棉对人体和环境有害(致癌)；聚苯乙烯泡沫塑料吸声板透气性和耐热性不好，遇火会释放出对人体有害的气体；而多孔性金属板吸声材料和微穿孔结构吸声板，造价过高，还没有被广泛使用。

涂料因为色彩丰富，装饰性能好，生产施工简便，兼具有一定的保护作用而成为建筑工程中最重要的建筑装饰材料之一。赋予涂料以吸音功能近年来成为人们努力的目标。专利CN1425720A(申请号03118445.6)公开了一种吸音环保涂料，该涂料采用粉煤灰飘珠作轻骨料，以提高吸音效果，但由于粉煤灰飘珠气孔封闭，不相连通，该涂层吸声效果有限。专利CN1429869A(申请号01145015.0)公开了一种音乐厅闪光吸音特种涂料，该涂料以添加轻质珍珠岩和泡沫聚苯乙烯颗粒来提供吸声效果。泡沫聚苯乙烯颗粒正如前面所述，遇火会释放毒气，该涂层存在安全隐患，而且该发明对选用的轻质珍珠岩也没有作筛选，吸音效果也不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻质吸音涂料，它具有吸音效果好、安全环保3产品轻质，可大大减少建筑物负荷，节省室内空间、施工简便、装饰效果好的涂料。

本发明的另一个目的是提供一种上述吸音涂料的制备方法。

本发明轻质吸音涂料，按重量百分比，该涂料由以下组分组成：

白色颜料                      2～8％

填料                          20～30％

丙烯酸类乳液                  20～30％

开孔膨胀珍珠岩                6～15％

助剂                          3.5～6.5％

水                            22～35％。

上述白色颜料可以是金红石型钛自粉或锐钛型钛白粉或立德粉中的任意一种或几种。白色颜料不仅使涂层具有一定的遮盖力，而且还能增强涂膜本身强度。

上述填料包括325～600目的重质碳酸钙或硅灰石粉或滑石粉或石英粉中的任意一种或几种。填料既可增加涂膜厚度和物理机械性能，使涂膜耐久，提高涂料的遮盖力，改善涂料的流动性，还可以降低成本。上述325～600目之间的填料，由于吸油量较低，在40g/100g以下，可减少粘结剂用量，又由于填料颗粒较粗，可使涂层形成更多的孔隙，从而提高吸声效果。

上述丙烯酸类乳液作为粘结料，可以是苯丙乳液或醋丙乳液或醋叔乳液或纯丙乳液中的任意一种或几种。所述乳液的平均粒径为0.15～0.5μm。选择上述中等粒径的丙烯酸类乳液，以免乳液粒径太细，渗入到开孔膨胀珍珠岩的微孔中，阻塞孔洞，影响吸音效果。优选平均粒径在0.3～0.5μm的醋丙乳液。

在上述组分中，膨胀珍珠岩选择开孔形态的膨胀珍珠岩。膨胀珍珠岩是一种多孔的粒状物料，是以珍珠岩矿石为原料，经过破碎、分级、预热、高温熔烧瞬时急剧加热膨胀而成的一种白色轻质材料。其特点为密度小，导热系数低，化学性稳定，使用温度范围宽，吸湿能力小，无毒无味，不腐蚀，不燃烧，吸音等。根据其膨胀技术条件及用途不同分为三种形态：开放孔，闭孔和中空孔。膨胀珍珠岩特别是开孔膨胀珍珠岩的添加使涂料所形成的涂膜含有大量互相贯通的微孔。由吸音原理可知，当声波入射到多孔涂饰表面时，进入孔隙内部，引起孔隙内部的空气振动，由于摩擦、空气粘滞阻力和涂层内部的热传导作用，使相当一部分声能转化成热能，从而使声波衰减，反射声减弱而达到吸声的目的。

上述开孔膨胀珍珠岩选用15～120目的产品。膨胀珍珠岩颗粒粒级越高，颗粒越细，粘结剂用量越大，漆膜越容易开裂。颗粒粒级越低，颗粒越大，则孔隙太大，吸声效果变差。目数在14～28目之间，即粒径在0.6～1.2mm之间的膨胀珍珠岩对高频吸声效果较好，目数在28目以上，即粒径小于0.6mm的膨胀珍珠岩，对低频吸声效果较好。本发明优选目数在20～60目之间的开孔膨胀珍珠岩，既能使漆膜呈现质感厚实的装饰外观，又能提供更好的吸音效果。

上述助剂是乳胶涂料中的常规助剂，包括增稠剂、润湿剂、分散剂、防霉剂、杀菌剂、pH调节剂、成膜助剂、防冻剂、消泡剂等。

所述增稠剂包括羟乙基纤维素或蒙脱石粘土增稠剂等。加入增稠剂能达到理想的罐内防沉效果和厚涂抗流挂效果，并提高涂料的保水性，使厚涂的漆膜不开裂。上述增稠剂需在水中充分分散直至液体成胶状才能发挥其优越的增稠流变性能，一般在制漆预混合阶段添加。增稠剂添加量为配方总量的0.2～0.5％。

其它助剂所选用的类型在本发明中没有特殊要求，其用量为乳胶涂料制备的常规用量。每种助剂的添加量为配方总量的0.1～2.5％，且各种助剂的总量占配方总量的3.5～6.5％。

制备本发明的轻质吸音涂料的方法依次由以下步骤组成：

(a)预混合：按上述配方量将1/2的水、润湿剂、分散剂、1/2的消泡剂、防霉剂、杀菌剂、增稠剂、pH调节剂加入分散缸中，以300～500转/分的搅拌速率低速搅拌15～20分钟，形成胶状溶液；

(b)分散研磨：按配方量将颜填料加入到上述胶状溶液中，以1200～1500转/分的搅拌速率高速分散15～20分钟，制成均匀浆料；

(c)调漆：按配方量向上述浆料中加入丙烯酸类乳液、成膜助剂和防冻剂，搅拌均匀，然后将开孔膨胀珍珠岩等分为2～3份，分2～3次加入，每次以300～600转/分的搅拌速率低速搅拌均匀后再加余下的开孔膨胀珍珠岩，最后加余下的消泡剂和水，搅拌均匀；

(d)包装。

消泡剂需分两次添加，在预混和阶段添加是为了抑制体系产生的泡沫，在调漆阶段最后添加，是为了消除体系不可避免产生的泡沫，以取得更好的消泡效果。

在调漆阶段，需将开孔膨胀珍珠岩每次按重量百分比的1/2或1/3，分批加入，并以低速搅拌。因为膨胀珍珠岩的密度小，堆积密度为70～250kg/m³，若一次性加入，膨胀珍珠岩浮在漆料表面，易聚集而难以分散均匀，若施加高剪切力使之分散开又会破坏其微孔结构而影响其吸音效果。

该涂料与常用的吸音板和目前建筑市场上的吸音涂料相比，具有以下特点：

1.吸音效果好：开孔膨胀珍珠岩的添加，使漆膜中含有大量互相贯通的微孔，粗粒径的填料也使漆膜的孔隙率增大，吸声效果提高。平均吸声系数大于0.4。

2.安全环保：所采用的原料无毒无害，对人体和环境无不良影响涂层可阻燃。

3.产品轻质，可减少建筑物承重：产品密度小，在1.2g/ml以下，相比其它吸音板材，可大大减少建筑物负荷，更适合高层建筑吸音的需要。

4.节省室内空间：1～5mm厚的涂层即具有良好的吸声效果，且涂层无接缝，与墙体粘结成一个整体，几乎不会占据室内空间。

5.施工简便：无需拼装，表面无需其它保护和装饰层。可直接在合格的基材上喷涂成整体美观的涂层。

6.质感独特，装饰性强；粗粒径的膨胀珍珠岩和填料可形成具有立体风格的装饰效果，涂料颜色可调，可满足个性化的需要。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。在以下实施例中，用平均吸声系数来表示涂层的吸声特性。平均吸声系数越高，吸声效果越好。吸声系数的检测依据GBJ47-83《混响室法吸声系数测量规范》检测。

实施例1

本实施例的组成及重量百分比为：金红石型钛白粉3％，400目重质碳酸钙20％，400目滑石粉8％，醋丙乳液ROVACE^TM661为25％，20～60目开孔膨胀珍珠岩15％，增稠剂NATROSOL PLUS 330为0.4％，润湿剂0.2％，分散剂0.7％，防霉剂0.1％，杀菌剂0.1％，消泡剂0.4％，pH调节剂0.1％，成膜助剂1.2％，防冻剂1.6％，水24.2％。配制工艺步骤为：(a)预混合：按上述重量百分比称取各种物料，将1/2的水、润湿剂、分散剂、1/2的消泡剂、防霉剂、杀菌剂、增稠剂、pH调节剂加入分散缸中，以300～500转/分的搅拌速率低速搅拌15～20分钟，形成胶状溶液；(b)分散研磨：将计量的颜填料金红石钛白粉、400目重质碳酸钙和400目滑石粉加入到上述胶状溶液中，以1200～1500转/分的搅拌速率高速分散15～20分钟，制成均匀浆料；(c)调漆：将计量的醋丙乳液、成膜助剂和防冻剂加入上述浆料中，搅拌均匀。然后将计量的开孔膨胀珍珠岩等分为2～3份，分2～3次加入，每次以300～600转/分的速率低速搅拌均匀后再加余下的开孔膨胀珍珠岩。最后加余下的消泡剂和水，搅拌均匀。(d)无需过滤，直接包装入库。

在石棉水泥板上制备3mm厚的漆膜，采用混响室法检测，平均吸声系数为0.53。

上述醋丙乳液ROVACE^TM661为东方罗门哈斯公司提供，该乳液固含为54～56％，平均粒径0.3～0.5μm，最低成膜温度24℃。上述增稠剂NATROSOLPLUS330为美国赫克力士化工公司提供的疏水改性的羟乙基纤维素。

实施例2

本实施例的组成及重量百分比为：锐钛型钛白粉5％，600目重质碳酸钙15％，400目滑石粉5％，苯丙乳液D-68M 30％，80～120目开孔膨胀珍珠岩8％，增稠剂NATROSOL 250HBR0.35％，润湿剂0.15％，分散剂0.5％，防霉剂0.2％，杀菌剂0.2％，消泡剂0.4％，pH调节剂0.1％，成膜助剂1.5％，防冻剂1.8％，水31.8％。涂料制备工艺重复实施例1的步骤。

在石棉水泥板上制备5mm厚的漆膜，采用混响室法检测，平均吸声系数为0.51。

上述苯丙乳液D-68M为美国陶氏化学上海联碳胶乳有限公司提供该乳液固含为49～51％，平均粒径0.2μm，最低成膜温度21℃。上述增稠剂NATROSOL250HBR为美国赫克力士化工公司提供的羟乙基纤维素。

实施例3

本实施例的组成及重量百分比为：锐钛型钛白粉4％，立德粉4％，400目硅灰石15％，325目石英粉10％，纯丙乳液Revacryl RC41-218为20％，40～80目开孔膨胀珍珠岩12％，增稠剂

 0.35％，润湿剂0.15％，分散剂0.6％，防霉剂0.2％，杀菌剂0.2％，消泡剂0.4％，pH调节剂0.1％，成膜助剂1.0％，防冻剂1.5％，水30.5％。涂料制备工艺重复实施例1的步骤。

在石棉水泥板上制备1mm厚漆膜，采用混响室法检测，平均吸声系数为0.45。

上述纯丙乳液Revacryl RC41-218为马来西亚利富达有限公司提供，该乳液固含为59～62％，平均粒径0.3μm，玻璃化转变温度20℃，最低成膜温度11℃。上述增稠剂

为美国海名斯公司提供的蒙脱石粘土增稠剂。

Claims (8)

1.一种轻质吸音涂料，按重量百分比，该涂料由以下组分组成：

白色颜料                      2～8％

填料                          20～30％

丙烯酸类乳液                  20～30％

目数为15-120目开孔膨胀珍珠岩   6～15％

助剂                          3.5～6.5％

水                            22～35％。

2.按照权利要求1所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于所述助剂包括增稠剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防霉剂、杀菌剂、pH调节剂、成膜助剂和防冻剂，每种助剂的添加量为配方总量的0.1～2.5％。

3.按照权利要求1所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于丙烯酸类乳液是选自苯丙乳液、醋丙乳液、醋叔乳液、纯丙乳液中的任意一种或几种，所述乳液平均粒径为0.15～0.5μm。

4.按照权利要求3所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于丙烯酸类乳液为平均粒径在0.3～0.5μm的醋丙乳液。

5.按照权利要求1所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于开孔膨胀珍珠岩的目数为20～60目。

6.按照权利要求1所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于所述填料选自325～600目的重质碳酸钙、硅灰石粉、滑石粉、石英粉中的任意一种或几种。

7.按照权利要求2所述的一种轻质吸音涂料，其特征在于所选用的增稠剂为羟乙基纤维素或蒙脱石粘土增稠剂。

8.制备权利要求1所述的一种轻质吸音涂料的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(a)预混合：将1/2的水、润湿剂、分散剂、1/2的消泡剂、防霉剂、杀菌剂、增稠剂、pH调节剂加入分散缸中，以300～500转/分的搅拌速率低速搅拌15～20分钟，形成胶状溶液；

(b)分散研磨：将白色颜料和填料加入到上述胶状溶液中，以1200～1500转/分的搅拌速率高速分散15～20分钟，制成均匀浆料；

(c)调漆：向上述浆料中加入丙烯酸类乳液、成膜助剂和防冻剂，搅拌均匀，然后将开孔膨胀珍珠岩等分为2～3份，分2～3次加入，每次以300～600转/分的搅拌速率低速搅拌均匀后再加余下的开孔膨胀珍珠岩，最后加余下的消泡剂和水，搅拌均匀；

(d)包装。