CN105220785A

CN105220785A - 复合保温隔音板

Info

Publication number: CN105220785A
Application number: CN201510710928.3A
Authority: CN
Inventors: 王芬; 陆群; 刘志成
Original assignee: Nanjing Nanshi New Material Co Ltd
Current assignee: Nanjing Beidi New Material Technology Co ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN105220785B

Abstract

本发明公开了一种复合保温隔音板。复合保温隔音板包括依次层叠的第一层、聚脲气凝胶层和第二层；第一层与聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第一消音介面，第二层与聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第二消音介面。在声音传递的过程中，声音经过数次跨介质传输，导致了声音能量的大量损耗。其次，复合保温隔音板的聚脲气凝胶层内的聚脲纳米纤维和纳米粒子自组装成的微纳级多孔结构能够有效衰减声波能量，达到隔音降噪的效果。同时，由于聚脲气凝胶层为多孔材料，也能够起到保温的功能。此外，本发明的聚脲气凝胶层的尺寸较大，可以直接用作建筑板材。因此，本发明的复合保温隔音板可用作建筑材料，起到保温隔音的功能。

Description

复合保温隔音板

技术领域

本发明涉及保温隔音材料领域，特别是涉及一种复合保温隔音板。

背景技术

随着社会工业化的发展，我们生活的周围环境中充斥着越来越多的噪音，例如建筑工程和车辆等产生的噪音、人多的地方嘈杂的噪音等，这些噪音对我们的生活造成了很大的影响。因此，人们对能够减少这些噪音的隔音材料的需求与日俱增。而有的材料虽然具有隔音的功能，但往往会降低保温效果。

建筑方面的保温隔音材料主要有以下几类：第一类是玻璃棉、岩棉等，这类材料存在重量大、施工复杂、环境污染严重、对施工人员身体健康有损害等弊端；第二类是聚苯烯乙烯泡沫、聚氯乙烯聚氨酯泡沫制品，这类材料普遍存在隔音效果差、保温性能差、易老化等缺点；第三类是以酚醛泡沫为代表的新型材料，存在着抗拉强度低、易掉渣、脱粉、表面粘结强度差、易变性、脆性大、施工过程中易断裂，施工难度大、尺寸稳定性差等弊端。综上所述，传统的建筑保温隔音材料存在种种弊端，不适于应用。

发明内容

基于此，有必要针对传统的建筑保温隔音材料存在种种弊端而不适于应用的问题，提供一种适于应用的能够减少噪音的复合保温隔音板。

一种复合保温隔音板，所述复合保温隔音板包括依次层叠的第一层、聚脲气凝胶层和第二层；所述第一层与所述聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第一消音介面，所述第二层与所述聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第二消音介面。

当声音从上述复合保温隔音板的一侧传到另一侧时，需要依次经过第一层、第一消音介面、聚脲气凝胶层、第二消音介面以及第二层，在这个声音传递的过程中，声音经过数次跨介质传输，导致了声音能量的大量损耗。其次，复合保温隔音板的聚脲气凝胶层内的聚脲纳米纤维和纳米粒子自组装成的微纳级多孔结构能够有效衰减声波能量，达到隔音降噪的效果。同时，由于聚脲气凝胶层为多孔材料，也能够起到保温的功能。此外，本发明的聚脲气凝胶层的尺寸较大，可以直接用作建筑板材。因此，与传统的建筑材料相比，本发明的复合保温隔音板可用作建筑材料，起到保温隔音的功能。

在其中一个实施例中，所述第一层和所述第二层独立选自纸面石膏层、轻钢龙骨支撑的石膏层、玻璃纤维增强混凝土层、水泥层或木材层中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层的厚度为1μm～100mm。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层的密度为16kg/cm³～650kg/cm³。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层的密度沿所述第一层向所述第二层的方向为减函数或增函数，或者所述聚脲气凝胶层沿所述第一层向所述第二层的方向的密度函数的导函数为减函数或增函数。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层包括层叠的至少两个子层，相邻两个所述子层的密度不同。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层包括若干聚脲气凝胶板条，所述若干聚脲气凝胶板条按照成行或成列的方式排成阵列，且相邻两个所述聚脲气凝胶板条之间设置有间隙。

在其中一个实施例中，所述间隙内填充有隔音棉或吸音棉。

在其中一个实施例中，所述聚脲气凝胶层上设置有若干孔洞，所述若干孔洞按照成行或成列的方式排成阵列，且所述孔洞的开口形状为圆形、矩形或三角形。

在其中一个实施例中，所述复合保温隔音板还包括位于所述第一层外侧的第一防火层或者位于所述第二层外侧的第二防火层。

附图说明

图1为一实施方式的聚脲气凝胶层的扫描电镜图；

图2为实施例1的复合保温隔音板的结构示意图；

图3为实施例2的复合保温隔音板的结构示意图；

图4为实施例4的复合保温隔音板的结构示意图；

图5为实施例5的复合保温隔音板的立体结构示意图；

图6为实施例6的聚脲气凝胶层的结构示意图；

图7为实施例7的聚脲气凝胶层的结构示意图；

图8为实施例8的聚脲气凝胶层的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的复合保温隔音板包括依次层叠的第一层、聚脲气凝胶层和第二层。可以通过压合或者粘合等方法将上述第一层、聚脲气凝胶层和第二层复合在一起。上述复合保温隔音板可用于建筑材料，起到保温隔音的功能。

第一层与聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第一消音介面，第二层与聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第二消音介面。当声音从上述复合保温隔音板的一侧传到另一侧时，第一消音介面与第二消音介面起到消音的功能。

第一层和第二层独立选自纸面石膏层、轻钢龙骨支撑的石膏层、玻璃纤维增强混凝土层(GRC，GlassfiberReinforcedConcrete)、水泥层或木材层中的至少一种。

聚脲气凝胶层可以制作成面积较大的板材，具体可以根据需要进行制作。例如聚脲气凝胶层的长宽尺寸为1.2m×2.4m，亦或比该尺寸更大。

聚脲气凝胶层的扫描电镜图如图1所示，图1清楚地展示了聚脲气凝胶层的内部结构。从图中可以看出，聚脲高分子成纤维状，纳米纤维自组装成孔隙率极高的气凝胶结构，层层叠错。而其纳米级的纤维结构和致密的微纳尺度孔洞分布均匀，能够达到隔音降噪、保温节能的效果。

优选地，本实施例采用的聚脲气凝胶的性能参数如表1所示。

表1聚脲气凝胶的性能参数表

试验项目	单位	测试结果
			密度	kg/m³	16～650
隔声量	dB	20～50
			吸水率	％	＜5
抗压系数	Mpa	0.25～200
			导热系数	W/Mk	0.018～0.06
能量吸收率	J/g	9.7～100

由表1可以看出，一实施方式的聚脲气凝胶的密度为16kg/m³～650kg/m³，密度相对较小，对于复合保温隔音板的总质量影响微小，便于运输和施工。厚度为一厘米的聚脲气凝胶的隔声量为20dB～50dB，较之已公布的专利建筑用隔音材料5dB～10dB的隔音量，其隔音性能有突破性提高。此外，本实施例采用的聚脲气凝胶的吸水率＜5％，具有防水的功能；抗压系数为0.25Mpa～200Mpa，具有抗压的功能；导热系数为0.018W/Mk～0.06W/Mk，能量吸收率达到9.7J/g～100J/g，因此具有隔热节能等优点。

需要说明的是，整个聚脲气凝胶层的密度可以保持均一，也可以沿某个方向而发生变化。例如，聚脲气凝胶层的密度可以沿第一层向第二层的方向连续变化，例如可以为减函数或增函数，或者聚脲气凝胶层沿第一层向第二层的方向的密度函数的导函数为减函数或增函数。在声音传播的方向，渐变密度的聚脲气凝胶层的内部材料结构不是均一不变的，而是逐渐变化的，因此，可以更广泛地减弱不同波长下的声音，同时可有效消除声音共振而带来的不良影响。

此外，聚脲气凝胶层可以包括层叠的至少两个子层，相邻两个子层的密度可以不同。同样的，每层聚脲气凝胶层的密度可以都保持均一，也可以都沿某个方向而发生连续变化，还可以部分子层的密度均一，而其他子层的密度沿某个方向而发生连续变化。当然，当聚脲气凝胶包括至少两个子层时，相邻两个子层的密度也可以相同。

可以在聚脲气凝胶层上设置有若干孔洞，若干孔洞按照成行或成列的方式排成阵列，且孔洞的开口形状为圆形、矩形或三角形。当然，孔洞的排列方式和开口形状均不以此为限。当至少两层设置有若干孔洞的聚脲气凝胶层层叠在一起时，孔洞需错层拼接，即每层聚脲气凝胶层的孔洞位于相邻层的实体部分。

聚脲气凝胶层可以包括若干聚脲气凝胶板条，上述若干聚脲气凝胶板条按照成行或成列的方式排成阵列，且相邻两个聚脲气凝胶板条之间设置有间隙。上述间隙可以为任意形状，例如可以是矩形、三角形或椭圆形等。

由于声音在通过上述孔洞或者间隙传播的速度比通过固体传播的速度慢，能量损耗比固体大，因此，在聚脲气凝胶层中设置上述孔洞或间隙更能够起到隔音降噪的功能。

为了达到更好的隔音效果，可以在上述孔洞或间隙内填充有隔音棉或吸音棉。

在一个较优的实施例中，聚脲气凝胶层包括层叠的第一子层和第二子层，第一子层和第二子层均包括若干聚脲气凝胶板条，第一子层的若干聚脲气凝胶板条与第二子层的若干聚脲气凝胶板条均按照成行或成列的方式排成阵列，且第一子层的相邻两个聚脲气凝胶板条之间与第二子层的相邻两个聚脲气凝胶板条之间均设置有间隙。

聚脲气凝胶板条的宽度可以为10cm～300cm之间的任意数值。每个子层中相邻两个聚脲气凝胶板条之间的距离可以为5cm～300cm之间的任意数值。当然，聚脲气凝胶板条的宽度以及每个子层中相邻两个聚脲气凝胶板条之间的距离不限于此，具体可根据施工墙体大小决定。

此外，在一个较优的实施例中，第一层的厚度为8mm～800mm。第二层的厚度为8mm～800mm。聚脲气凝胶层的厚度为1μm～100mm。

复合保温隔音板还可以包括位于第一层外侧的第一防火层或者位于第二层外侧的第二防火层。第一防火层与第二防火层均为防火层，可以起到防火的作用。第一防火层与第二防火层均可以包括多个子层。在具体建筑实施中，第一防火层与第二防火层均安装在远离墙面的一侧，复合保温隔音板的另一面安装在靠近墙面的一侧。

第一防火层和第二防火层独立选自石膏层、玻璃纤维水泥板层、地砖层或瓷砖层中的至少一种。石膏板是一种以建筑石膏为主要原料制成的材料。它是一种重量轻、强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能较好的建筑材料，是当前着重发展的新型轻质板材之一。石膏板已广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板(代替墙面抹灰层)、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。本申请的防火层还可以为其他建筑板材。

在一个较优的实施例中，第一防火层的厚度为5μm～20mm。第二防火层的厚度为5μm～20mm。

包含有第一防火层或第二防火层的复合保温隔音板可用于防火和/或保温隔音，因此，该复合保温隔音板的用途为防火和/或保温隔音的建筑材料。

下面为具体实施例：

实施例1

本实施例的复合保温隔音板100如图2所示，包括依次层叠的第一层110、聚脲气凝胶层120和第二层130。上述三层依次粘合在一起。第一层110和第二层130均为纸面石膏层。第一层110、聚脲气凝胶层120和第二层130的厚度分别为12mm、5mm和12mm。聚脲气凝胶层120的密度为15kg/cm³。本实施例的复合保温隔音板100的尺寸是1.2m×2.4m。

实施例2

本实施例的复合保温隔音板200如图3所示，除了包括依次层叠的第一层210、聚脲气凝胶层220和第二层230之外，还包括位于第一层210外侧的第一防火层240以及位于第二层230外侧的第二防火层250。上述五层依次粘合在一起。第一层210和第二层230均为纸面石膏层。第一层210、聚脲气凝胶层220和第二层230的厚度分别为12mm、2mm和12mm。第一防火层240与第二防火层250的厚度均为5mm。聚脲气凝胶层220的密度为15kg/cm³。本实施例的复合保温隔音板200的尺寸是1.2m×2.4m。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于复合保温隔音板不包括第二防火层。在用作建筑板材并具体实施时，第一防火层置于远离墙面的一侧，第二层置于靠近墙面的一侧，并与墙面表面接触。

实施例4

本实施例的复合保温隔音板400与实施例1的复合保温隔音板100的区别在于，复合保温隔音板400中聚脲气凝胶层的层数为两层。如图4所示，复合保温隔音板400包括依次层叠的第一层410、第一聚脲气凝胶层421、第二聚脲气凝胶层422和第二层430。上述四层依次粘合在一起。

其中，第一层410和第二层430均为纸面石膏层。第一层410、第一聚脲气凝胶层421、第二聚脲气凝胶层422和第二层430的厚度分别为200mm、5mm、5mm和200mm。

本实施例的复合保温隔音板400中第一聚脲气凝胶层421的密度70kg/cm³，第二聚脲气凝胶层422的密度160kg/cm³。可以更广泛地减弱不同波长下的声音，同时可有效消除声音共振而带来的不良影响。

实施例5

如图5所示，本实施例的复合保温隔音板500包括依次层叠的第一层510、第一聚脲气凝胶层521、第二聚脲气凝胶层522和第二层530。上述四层依次粘合在一起。

其中，本实施例的复合保温隔音板500与实施例4的复合保温隔音板400的区别在于，第一层510为轻钢龙骨支撑的石膏层。第一层510包括第一石膏层511、轻钢龙骨512和第二石膏层513。本实施例中的轻钢龙骨512作为支架，用于支撑第一石膏层511和第二石膏层513。

如图中所示，第一石膏层511、相邻轻钢龙骨512和第二石膏层513四者围成一个空腔区域。当声音在传递的过程中，声音不仅在经过多层气凝胶板、石膏板后得到有效衰减，同时有效联合利用轻钢龙骨支撑形成的空腔区域阻碍弯曲波的传递，导致了声音能量的大量损耗，更有利于增加隔音效果。

实施例6

本实施例与实施例4的区别在于，聚脲气凝胶层620包括层叠的第一子层621和第二子层622。第一子层621和第二子层622均包括若干聚脲气凝胶板条。第一子层621的若干聚脲气凝胶板条与第二子层622的若干聚脲气凝胶板条均按照成行或成列的方式排成阵列，且第一子层621的相邻两个聚脲气凝胶板条之间与第二子层622的相邻两个聚脲气凝胶板条之间均设置有间隙，因此使得最终的聚脲气凝胶层620内形成矩形空腔623，如图6所示。

此外，本实施例中聚脲气凝胶板条的宽度均为300mm，厚度为5mm。第一子层621的相邻两个聚脲气凝胶板条之间的距离与第二子层622的相邻两个聚脲气凝胶板条之间的距离均为300mm。

实施例7

本实施例与实施例6的区别在于，聚脲气凝胶层720的第一子层721的聚脲气凝胶板条和第二子层722的聚脲气凝胶板条相互平行，如图7所示。且第二子层722的聚脲气凝胶板条位于第一子层721的相邻两个聚脲气凝胶板条之间的空隙处，而第一子层721的聚脲气凝胶板条位于第二子层722的相邻两个聚脲气凝胶板条之间的空隙处。

实施例8

本实施例与实施例7的区别在于，聚脲气凝胶层820的每个子层上设置有成行成列且均匀排列的正方形孔洞，如图8所示，上述正方形孔洞的尺寸为2cm×2cm，相邻两个正方形孔洞的距离为2cm。此外，两层聚脲气凝胶层层叠之后，上述方形孔洞错层拼接，错层拼接之后如图8所示，图中正方形实线部分为第一聚脲气凝胶层的孔洞部分，而虚线部分为第二聚脲气凝胶层的孔洞部分。

本实施例的聚脲气凝胶层820与层叠在聚脲气凝胶层820两侧的两个石膏层形成密封的空腔结构，能够阻碍声音的传播。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种复合保温隔音板，其特征在于，所述复合保温隔音板包括依次层叠的第一层、聚脲气凝胶层和第二层；所述第一层与所述聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第一消音介面，所述第二层与所述聚脲气凝胶层之间形成用于消音的第二消音介面。

2.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述第一层和所述第二层独立选自纸面石膏层、轻钢龙骨支撑的石膏层、玻璃纤维增强混凝土层、水泥层或木材层中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层的厚度为1μm～100mm。

4.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层的密度为16kg/cm³～650kg/cm³。

5.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层的密度沿所述第一层向所述第二层的方向为减函数或增函数，或者所述聚脲气凝胶层沿所述第一层向所述第二层的方向的密度函数的导函数为减函数或增函数。

6.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层包括层叠的至少两个子层，相邻两个所述子层的密度不同。

7.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层包括若干聚脲气凝胶板条，所述若干聚脲气凝胶板条按照成行或成列的方式排成阵列，且相邻两个所述聚脲气凝胶板条之间设置有间隙。

8.根据权利要求7所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述间隙内填充有隔音棉或吸音棉。

9.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述聚脲气凝胶层上设置有若干孔洞，所述若干孔洞按照成行或成列的方式排成阵列，且所述孔洞的开口形状为圆形、矩形或三角形。

10.根据权利要求1所述的复合保温隔音板，其特征在于，所述复合保温隔音板还包括位于所述第一层外侧的第一防火层或者位于所述第二层外侧的第二防火层。