CN104343194A - 橡胶颗粒隔音卷材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隔音材料加工领域，具体而言，涉及橡胶颗粒隔音卷材及其制备方法，有助于提高最终的产品性能。包括以下步骤：选材：准备粒径为0.3-0.4mm、0.8-1.2mm、3-3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：4：15-1：5：20的比例混合，混合均匀后加入粘接剂；胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用所述粘接剂浸透过的胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入固化装置进行固化，胎基制作完成；挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入挤压成型设备和滚压设备进行压制；固化：所述压制后再次送入固化装置固化；覆膜：固化后，在成形的所述胎基表面贴保护膜。
Description
技术领域
本发明属于隔音材料加工领域，具体而言，涉及橡胶颗粒隔音卷材及其制备方法。
背景技术
一般的物体都具有隔音效果，但是我们把平均隔声量(在无限大的空间中，声源与被测点之间放一张无限大的材料)超过30dB的板材才称作隔音板。隔音板一般为高密度材料。声音是一种波状能量，需要介质才能传播。声音在同一种介质中传播时，介质密度越大，传播速度越快。比如在常温空气中的传播速度约为340米/秒，在铁轨中的传播速度约为5200米/秒。声音的另一种传播就是跨介质传播。即从一种介质，穿过两种介质的临界接触面进入另一种介质，此时，声能的传递实质是振动幅度的传递。跨介质传播时，两种介质的密度相差越大，声能的损耗越大。
而实际应用中，空气为人类常态下活动空间，于是与空气密度相差越大的材料一般为密度很高的材料，即可视为隔音材料。密度越高，隔音效果越好。这样的材料制成的板材，称为隔音板。
市场上有一些隔音板是在两块板之间安装橡胶层、减振材料或隔音毡等做成的，采用这种方法，在短期里可以在一定程度上提高隔音效果，但是其隔音效果会随着时间而逐渐降低。众所周知，橡胶等材料在空气中会慢慢老化，导致其逐渐变硬而丧失弹性，从而导致隔音效果随着时间而逐渐降低。另一方面，这种在两块板中间安装橡胶层或隔音毡层的做法，工程造价也非常高。
目前隔音性能最佳的隔音板是一种约束阻尼结构的阻尼隔音板，是由两块建筑板材，如石膏板，玻镁板，硅酸钙板，水泥压力纤维板等材料两两中间夹着一层高分子阻尼材料，如聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶及丁腈橡胶等形成，属于绿色建筑领域优选的新型材料。该隔音板因具有在阻尼层较大的声能转化消耗原理而使透射量大减，透声系数低，隔声量大大提升。同时，带高分子阻尼材料的复合结构起到解耦消振的作用，使板材和系统的吻合效应大大削弱，隔声量提升明显。
目前已有使用橡胶颗粒制作隔音板的技术，比如专利：
公开号CN201364729Y，橡胶颗粒隔音减振板；
公开号CN102094512A，一种隔音减振板及其制备方法。
但是，由于目前城市化的加剧，居住在城市中的居民工作压力大，当回到家里休息时需要一个更加安静的环境，目前此类的隔音板的隔音效果远不能达到人们的要求，而且此类隔音板的加工工艺还不够成熟，隔音板的抗震性能较差，容易开裂；加工生产过程中的人为因素较多，往往会影响最终隔音板的品质，比如，一块隔音板的不同位置的隔音效果不同，在进行室内装修铺设地砖砂浆时，容易渗入到隔音垫内形成声桥，影响隔音性能。同时在加工过程中，会产生刺激性气体，影响作业人员健康。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够产业化生产，而且品质更高、更环保的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供一种采用前述方法制备的橡胶颗粒隔音卷材。
在本发明的目的是这样实现的：橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，包括以下步骤：
选材：准备粒径为0.3-0.4mm、0.8-1.2mm、3-3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：4：15-1：5：20的比例混合，混合均匀后加入粘接剂；
胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用所述粘接剂浸透过的胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入固化装置进行固化，胎基制作完成；
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入挤压成型设备和滚压设备进行压制；
平整度、厚度、密度
固化：所述压制后再次送入固化装置固化；
覆膜：固化后，在成形的所述胎基表面贴保护膜。
本发明提供的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法中，将不同等级的橡胶颗粒按照一定质量比例混合，并加入粘接剂进行混匀制成胎基的过程中，粘接剂和橡胶颗粒粘合在一起形成一个粘结体，该粘结体因为不同粒径等级的橡胶颗粒按照特定比例分布在其中，进而提高了粘结体的密度。
将该粘结体摊敷在使用粘接剂浸透过的胎基薄膜上之后，粘结体会在一定时间内由于重力作用形成一个平面，并于胎基薄膜粘结在一起，粘接之后为了消除胎基薄膜与粘结体之间的间隙，进行滚压消泡，之后送入固化装置使其初步成形，胎基制作完成。此时，其中的橡胶颗粒为半固化状态。
为了使得橡胶颗粒与胎基薄膜之间粘结的更加紧固，将其依次进行挤压和滚压，在橡胶颗粒与胎基薄膜进一步紧密粘结的同时，整个胎基的平整度和厚度，以及橡胶颗粒在胎基中的分布密度也得到了进一步均质化，进而使得胎基内部的橡胶颗粒的密度分布更加均匀，间隙更小也更均匀，而成形的间隙受挤压完全密封成为真空间隙，进一步提高了最终成形板材的隔音效果。
在进行滚压完成之后，胎基内部结构基本稳定，此时进行固化，使得其中的橡胶颗粒完全固化，胎基结构成型。成型后的胎基为了提高其抗振防裂性能，可在其表面裹附一层保护膜，同时也能够进一步提高最终卷材的隔音效果。完全处理完毕之后可以按照规格进行卷裁、包装。
所以，本发明提供的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，能够完全工业化生产，操作简单，铺设速度快，标准统一，有助于提高最终的产品性能。通过该方法制成的隔音卷材具有胎基薄膜和表面的贴敷的保护膜，可以防止在铺设地砖时砂浆渗入隔音卷材内形成声桥，颗粒表面覆膜可以在铺设地砖后形成真空，使隔音卷材隔音性能不会随时间推移而降低。而且隔音卷材的材料每个位置的隔音效果相同。按照称重方法检测制得的隔音卷裁的孔隙率为10-12％，隔音音量能够得到70-80分贝。而且制成卷材，包装、卸载方便，容易堆放和运输。
进一步地，所述选材步骤中，混合时，使用搅拌机混合5-10分钟。
进一步地，所述选材步骤中，所述橡胶颗粒的总质量与加入的所述粘接剂的质量比为3：1-10：1。
其中粘接剂和不同粒径的橡胶颗粒需要充分地融合粘结，所以，优选地，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为3：1-10：1。
进一步地，所述粘接剂为加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂。
其中粘接剂优选为加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂，因为这些材料环保，无异味，同时进行专业测试和ROS认证检测，此类材料无挥发物，不含重金属。
进一步地，所述胎基制作步骤中，所述胎基薄膜为无纺布，或者由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜。
使用无纺布，或者由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜做成胎基薄膜，致密而富有弹性，具有良好地防水性能，同时还能提高胎基的抗撕裂性能。
进一步地，所述挤压、滚压步骤中，所述挤压成型设备中设有所述固化装置。
为了防止分布好的橡胶颗粒在挤压过程中会产生较大的移位，破坏胎基的成型结构，优选在挤压成型设备中设置固化装置，使得完全没有固化的橡胶颗粒进行初步固化。
进一步地，所述挤压、滚压步骤中，进行挤压完成后，紧接着进行滚压；所述滚压设备为滚压机。
进一步地，所述固化装置为烘箱或者UV光固化箱。
进一步地，制成的所述胎基的厚度为0.3-1.5mm。
进一步地，制成的所述胎基的厚度为0.8-1.2mm。
本发明还提供一种采用前述方法制备的橡胶颗粒隔音卷材。最终制成的卷材的厚度可以根据实际需要制作成不同的厚度，比如5mm，8mm，10mm，12mm，15mm，18mm等。
说明书附图
图1为采用本发明提供方法制备的隔音卷材的一段卷材的截面图；
图2为实验例2中提供的清华大学建筑环境检测中心检测使用的一段卷材的截面图；
图3为实验例2中提供的清华大学建筑环境检测中心检测的实施例1提供的隔音卷材的检测图谱。
1、粘结体，2、胎基薄膜，3、保护膜，4、12mm厚地砖，5、40mm厚1：4干硬性水泥砂浆，6、8mm厚隔音卷材，7、120mm厚预制楼板。
具体实施方式
下面通过具体的实施例子结合附图对本发明做进一步的详细描述。
橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，包括以下步骤：
选材：准备粒径为0.3-0.4mm、0.8-1.2mm、3-3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：4：15-1：5：20的比例混合，混合均匀后加入粘接剂；
为了提高制成的隔音卷材的质量，而加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂，环保，无异味，进行专业测试和ROS认证检测，此类材料无挥发物，不含重金属。所以，优选为所述粘接剂为加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂。
其中粘接剂和不同粒径的橡胶颗粒需要充分地融合粘结，同时为了提高制成的胎基的面密度，优选地，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为3：1-10：1，更优选地，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为7：1-8：1。
优选地，混合时，使用搅拌机混合5-10分钟。为了提高效率，更优选地，混合时间为6-8分钟。
胎基制作：如图1所示，将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用所述粘接剂浸透过的胎基薄膜2上，并经过滚压消泡后送入固化装置进行固化，胎基制作完成；
使用无纺布，或者由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜做成胎基薄膜2，致密而富有弹性，具有良好地防水性能，同时还能提高胎基的抗撕裂性能。优选地，所述胎基制作步骤中，所述胎基薄膜2为无纺布，或者由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜。其中，使用由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜作为胎基薄膜2，最终制成的隔音卷材的隔音效果更好。但是，使用无纺布成本更低，也能达到需要的隔音效果。
滚压消泡后送入固化装置进行固化，使得胎基初步成形。固化装置优选使用烘箱或者UV固化箱。
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入挤压成型设备和滚压设备进行压制；
将制好的胎基先送入挤压成型设备中进行挤压，将其初步固定成形，挤压成型设备优选为挤压机。在挤压的过程中，为了防止完全未固化的橡胶颗粒移位，优选，使用设有固化装置的挤压机进行挤压的同时对完全未固化的橡胶颗粒进行固化，其中固化装置优选为烘箱或者UV固化箱。
挤压之后再进行滚压，滚压是将胎基进一步固化，使其初步达到要求的厚度，提高其平整度，均匀化其密度，使得成形的胎基内部的颗粒分布更均匀，间隙更小，隔音效果更好。
固化：所述压制后再次送入固化装置固化；其中的固化装置优选为烘箱或者UV固化箱，对胎基进行最终的完全固化成形。根据实际美观、挪动以及使用的需求，而且节约成本，成形之后的胎基的厚度通常为0.3-1.5mm，优选制成的胎基厚度为0.8-1.2mm。
覆膜：固化完成后，将胎基送入覆膜机，在成形的胎基表面贴保护膜3。最后在胎基表面覆上保护膜能够保护胎基，因为胎基较薄，所以优选将成品制成卷材的形式，便于搬运，防止损坏。
本发明提供的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法中，将不同等级的橡胶颗粒按照一定质量比例混合，并加入粘接剂进行混匀制成胎基的过程中，粘接剂和橡胶颗粒粘合在一起形成一个粘结体1，该粘结体1因为不同粒径等级的橡胶颗粒按照特定比例分布在其中，进而提高了粘结体1的密度。
将该粘结体1摊敷在使用粘接剂浸透过的胎基薄膜2上之后，粘结体1会在一定时间内由于重力作用形成一个平面，并于胎基薄膜2粘结在一起，粘接之后为了消除胎基薄膜2与粘结体1之间的间隙，进行滚压消泡，之后送入固化装置使其初步成形，胎基制作完成。此时，其中的橡胶颗粒为半固化状态。
为了使得橡胶颗粒与胎基薄膜2之间粘结的更加紧固，将其依次进行挤压和滚压，在橡胶颗粒与胎基薄膜2进一步紧密粘结的同时，整个胎基的平整度和厚度，以及橡胶颗粒在胎基中的分布密度也得到了进一步均质化，进而使得胎基内部的橡胶颗粒的密度分布更加均匀，间隙更小也更均匀，而成形的间隙受挤压完全密封成为真空间隙，进一步提高了最终成形板材的隔音效果。
在进行滚压完成之后，胎基内部结构基本稳定，此时进行固化，使得其中的橡胶颗粒完全固化，胎基结构成型。成型后的胎基为了提高其抗振防裂性能，可在其表面裹附一层保护膜3，同时也能够进一步提高最终卷材的隔音效果。完全处理完毕之后可以按照规格进行卷裁、包装。
所以，本发明提供的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，能够完全工业化生产，操作简单，铺设速度快，标准统一，有助于提高最终的产品性能。通过该方法制成的隔音卷材具有胎基薄膜2和表面的贴敷的保护膜3，可以防止在铺设地砖时砂浆渗入隔音卷材内形成声桥，颗粒表面覆膜可以在铺设地砖后形成真空，使隔音卷材隔音性能不会随时间推移而降低。而且隔音卷材的材料每个位置的隔音效果相同。而且制成卷材，包装、卸载方便，容易堆放和运输。
实施例1：
选材：准备粒径为0.3mm、0.8mm、3mm的橡胶颗粒，按质量比为1：4：15的比例混合，并使用搅拌机混合5分钟至均匀后加入由加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂制成的粘接剂；其中，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为6：1。
胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用上述粘接剂浸透过的无纺布胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入烘箱进行固化，胎基制作完成。
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入设有UV固化箱的挤压机加压完成后，挤压时的压力为10Mpa，再送入滚压机进行滚压；滚压时的压力为3010Mpa。
固化：所述压制后再次送入UV固化箱，对胎基进行最终的完全固化成形。成形之后的胎基的厚度为1.5mm。
覆膜：固化完成后，将胎基送入覆膜机，在成形的胎基表面贴保护膜。
该实施例制得的隔音卷材的厚度为8mm，孔隙率为10％。
实施例2：
选材：准备粒径为0.4mm、1.2mm、3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：5：20的比例混合，并使用搅拌机混合10分钟至均匀后加入由加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂制成的粘接剂；其中，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为8：1。
胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用上述粘接剂浸透过的由聚氨酯发泡材料制成的胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入UV固化箱进行固化，胎基制作完成。
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入设有UV固化箱的挤压机加压完成后，挤压时的压力为10Mpa，再送入滚压机进行滚压；滚压时的压力为3010Mpa。
固化：所述压制后再次送入UV固化箱，对胎基进行最终的完全固化成形。成形之后的胎基的厚度为1.5mm。
覆膜：固化完成后，将胎基送入覆膜机，在成形的胎基表面贴保护膜。
该实施例制得的隔音卷材的厚度为10mm，孔隙率为12％。
实施例3：
选材：准备粒径为0.4mm、1.2mm、3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：5：15的比例混合，并使用搅拌机混合8分钟至均匀后加入由加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂制成的粘接剂；其中，橡胶颗粒的总量与加入粘接剂的质量比为7：1。
胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用上述粘接剂浸透过的由聚氨酯发泡材料制成的胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入UV固化箱进行固化，胎基制作完成。
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入设有UV固化箱的挤压机加压完成后，挤压时的压力为10Mpa，再送入滚压机进行滚压；滚压时的压力为3010Mpa。
固化：所述压制后再次送入UV固化箱，对胎基进行最终的完全固化成形。成形之后的胎基的厚度为1.5mm。
覆膜：固化完成后，将胎基送入覆膜机，在成形的胎基表面贴保护膜。
该实施例制得的隔音卷材的厚度为15mm，孔隙率为11％。
实验例1：楼板撞击隔音试验
将铺设有实施例3制备的隔音减振板的建筑物的门窗全部关闭，其中只要为发声室，与发声室相邻只间隔铺设隔音板的楼板作为受声室，然后按照国家标准《建筑隔音测量规范》(GBJ75-84)中的“楼板撞击声隔声的现场测量”的规定检测，根据检测结果计算标准化撞击声压级，其中，检测仪器为双通道生涯测量系统、声级校准器、标准撞击器、撞击声隔声单位按照GB/T50121-2005评定。
检测结果如表1所示：
表1隔音减振板的楼板撞击声隔声现场检测结果
检测结果标明：将本发明实施例3制备的厚度为15mm的隔音卷材运用在楼板中，计权撞击声压级按照国家标准《建筑隔音测量规范》(GBJ75-84)中的“楼板撞击声隔声的现场测量”检测加过，计算得到的标准化撞击声压级分别为30db，32db，35db，远远的低于国家标准《住宅性能评定技术标准GB/T50362-2005》中住宅最高登记3A住宅的楼板计权撞击声压级65db，减震效果远远高于达到国家标准。
实验例2：
本发明实施例1制备的隔音卷材应用于楼板中，具体地结构为：如图2和图3所示，在120mm厚预制楼板7上铺设8mm厚隔音卷材6，在8mm厚隔音卷材6上依次铺设40mm厚1：4干硬性水泥砂浆5和12mm厚地砖4，成形后的板材，其中使用的8mm厚隔音卷材，橡胶颗粒状复合在一层透明薄膜上，面密度约5.8kg/m2；12mm厚地砖面密度约28kg/m2。经过清华大学建筑环境检测中心(Centerfor Building Environment Test，Tsinghua University)检测，其具体检测结果如下：
注：1)Lnw为计权规范化撞击声压级，ΔLw为计权撞击声压级改善量，表征了实验室人工声源(标准撞击器)条件下测量的标准值。
2)CIr为Lnw的频谱修正量，CIΔ为ΔLw的频谱修正量。在表征实际声源撞击情况下，宜加上相对应的频谱修正量。
从图3的曲线图中可以看出，经过试验，使用本发明提供的隔音卷材和楼板以及水泥砂浆和地砖构成的复合结构，随着振动频率的提升，其规范化撞击声压级明显地呈现降低趋势。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
选材：准备粒径为0.3-0.4mm、0.8-1.2mm、3-3.5mm的橡胶颗粒，按质量比为1：4：15-1：5：20的比例混合，混合均匀后加入粘接剂；
胎基制作：将所述橡胶颗粒与所述粘接剂的混合物摊敷在使用所述粘接剂浸透过的胎基薄膜上，并经过滚压消泡后送入固化装置进行固化，胎基制作完成；
挤压、滚压：将制作好的所述胎基依次送入挤压成型设备和滚压设备进行压制；
固化：所述压制后再次送入固化装置固化；
覆膜：固化后，在成形的所述胎基表面贴保护膜。
2.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述选材步骤中，混合时，使用搅拌机混合5-10分钟。
3.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述选材步骤中，所述橡胶颗粒的总质量与加入的所述粘接剂的质量比为3：1-10：1。
4.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述粘接剂为加热固化型弹性聚氨酯，或加热固化弹性树脂，或弹性UV光固化树脂。
5.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述胎基制作步骤中，所述胎基薄膜为无纺布，或者由聚氨酯发泡材料、PVC、EVA发泡材料制成的薄膜。
6.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述挤压、滚压步骤中，所述挤压成型设备中设有所述固化装置。
7.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述挤压、滚压步骤中，进行挤压完成后，紧接着进行滚压；
所述滚压设备为滚压机。
8.根据权利要求1-7任一项所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
所述固化装置为烘箱或者UV光固化箱。
9.根据权利要求1所述的橡胶颗粒隔音卷材的制备方法，其特征在于，
制成的所述胎基的厚度为0.3-1.5mm。
10.采用权利要求1-9任一项所述方法制备的橡胶颗粒隔音卷材。
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