CN106893392A - 一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法，所述添加剂包括组分如下：改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土、白炭黑。制备方法：首先将天然凹凸棒石粘土进行提纯，然后经过酸化、热改性后得到改性后的凹凸棒石粘土；然后将改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土、白炭黑及水混合搅拌均匀，置于湿法磨砂机中，进行以湿法磨砂，出料即得所述涂料添加剂。本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂能够提高涂料的隔音、隔热效果，还具有安全无污染，成本低的特点，具有较好的应用价值。

Description

一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法。
背景技术
随着建筑业、住宅业的迅速发展，我国的建筑涂料行业得到了迅猛发展，节约能源、资源，保护环境是国民经济可持续发展一大课题。对建筑涂料提出了新的要求。由于目前随着人们生活水平的提高，车辆逐渐增多，随之而来的就是噪音污染及环境污染越来越严重，因此，对建筑涂料就提出了新的要求，不仅能够实现本身原有的性能，还要能够对噪音和污染产生一定的消除作用且具有一定的隔热效果，但是目前隔音、隔热建筑涂料产品几乎空白，成为目前研究的重点所在。
专利号为CN100528983C的中国发明专利公开了一种凹凸棒保温涂料添加剂，其技术方案的要点是，凹凸棒保温涂料添加剂是由凹凸棒石粘土、膨胀珍珠岩、硅藻土、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠和钛白粉组成。按照凹凸棒保温涂料添加剂的配料，混合搅拌后通过超细加工为粉状物料，包装为成品；所述的涂料添加剂虽然具有一定的保温效果，但是无法起到较好的隔音效果。
因此，研究开发一种既能实现涂料保温效果，又使得涂料具有一定隔音效果的涂料添加剂成为目前研究的重点，也具有较好的应用前景及使用价值。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法，所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂能够提高涂料的隔音、隔热效果，还具有安全无污染，成本低的特点。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，包括如下重量份的各组分：改性后的凹凸棒石粘土60~80份、硅藻土10~20份、白炭黑3~9份，还包括适量溶剂。
优选地，所述改性后的凹凸棒石粘土78份、硅藻土16份、白炭黑6份。
优选地，所述溶剂为乙醇和水。
本发明还涉及一种制备凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于3000~3500转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤得到滤饼；将滤饼置于烧杯中，加入乙醇，于超声波条件下超声10~20min，真空抽滤，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；
（2）将预处理后的凹凸棒石粘土置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于60~80℃搅拌回流20~30min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；将滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比称取改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土和白炭黑，混合并研磨至粒径为20~30μm，加水混合，置于湿法磨砂机中，以湿法磨砂3~5h，控制浆液中固体微粒的平均粒度为0.3μm~0.6μm，出料，即得所述涂料添加剂。
优选地，所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的5~10倍。
优选地，所述步骤（1）中加乙醇的体积量为凹凸棒石粘土质量的8~15倍。
优选地，所述步骤（2）中稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：2g~10g。
优选地，所述步骤（2）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5~10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。
优选地，所述步骤（3）中加入水的重量为各组分总重量的3~10倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，不仅能够有效提高涂料的隔热、隔音效果，还能大大提高涂料的力学强度和耐刮擦性能，且所采用的材料为纯天然无机组分，安全无污染，且成本较低，为高标准绿色涂料提供了条件，符合市场需求。
（2）本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂采用改性后的凹凸棒石粘土作为基材，由于凹凸棒石粘土独特的层链状结构，使得制备得到的吸音颗粒为具有多层独特层链状微结构的孔道结构，能够对声波进行无数次反射、相互叠加、碰撞，最终使得声波转化为热能，声波强度减弱，声音消失，实现消音的作用；此外由于凹凸棒石粘土优异的耐候性及流行性，使得加入添加剂的涂料具有较好的耐候性及易涂刷、不流挂的特点。
（3）本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂添加有白炭黑，能够大大增加涂料的力学强度及耐刮擦性能。
（4）本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法简单、操作方便、反应条件温和，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册（New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1：
本发明优选实施例的一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法；
所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，由如下重量份的各组分制备而成：
改性后的凹凸棒石粘土 78份；
硅藻土 16份；
白炭黑 6份；
还包括适量溶剂，其中，所述溶剂为乙醇和水。
本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150目，加入凹凸棒石粘土重量的8倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声18 min，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理6min，真空抽滤得到滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入乙醇，于超声波条件下超声15min，真空抽滤，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土，其中，加入乙醇的体积量为凹凸棒石粘土质量的12倍；
（2）将预处理后的凹凸棒石粘土置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于70℃搅拌回流20min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼，其中，加入稀盐酸的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：6g；
将滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于800℃的马弗炉中焙烧3h，冷却后研磨至粒径为200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比称取改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土和白炭黑，混合并研磨至粒径为20μm~30μm，加水混合，置于湿法磨砂机中，以湿法磨砂4h，控制浆液中固体微粒的平均粒度为0.4μm，出料，即得所述涂料添加剂，其中，加入水的重量为各组分总重量的7倍。
步骤（2）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声8 min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。
实施例2：
本发明优选实施例的一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法；
所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，由如下重量份的各组分制备而成：
改性后的凹凸棒石粘土 60份；
硅藻土 10份；
白炭黑 3份；
还包括适量溶剂，其中，所述溶剂为乙醇和水。
本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100目，加入凹凸棒石粘土重量的5倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10 min，取上层悬浊液于3000转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤得到滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入乙醇，于超声波条件下超声10min，真空抽滤，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土，其中，加入乙醇的体积量为凹凸棒石粘土质量的8倍；
（2）将预处理后的凹凸棒石粘土置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于60℃搅拌回流30min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼，其中，加入稀盐酸的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：2g；
将滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于1000℃的马弗炉中焙烧2h，冷却后研磨至粒径为100目，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比称取改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土和白炭黑，混合并研磨至粒径为20~30μm，加水混合，置于湿法磨砂机中，以湿法磨砂3h，控制浆液中固体微粒的平均粒度为0.3μm，出料，即得所述涂料添加剂，其中，加入水的重量为各组分总重量的3倍。
步骤（2）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。
实施例3：
本发明优选实施例的一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂及制备方法；
所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，由如下重量份的各组分制备而成：
改性后的凹凸棒石粘土 80份；
硅藻土 20份；
白炭黑 9份；
还包括适量溶剂，其中，所述溶剂为乙醇和水。
本发明所述凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的方法，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至150目，加入凹凸棒石粘土重量的10倍量的水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声20min，取上层悬浊液于3500转/min的离心机中离心处理10min，真空抽滤得到滤饼；
将滤饼置于烧杯中，加入乙醇，于超声波条件下超声20min，真空抽滤，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土，其中，加入乙醇的体积量为凹凸棒石粘土质量的15倍；
（2）将预处理后的凹凸棒石粘土置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于80℃搅拌回流20min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼，其中，加入稀盐酸的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：10g；
将滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于1000℃的马弗炉中焙烧2h，冷却后研磨至粒径为200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比称取改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土和白炭黑，混合并研磨至粒径为20~30μm，加水混合，置于湿法磨砂机中，以湿法磨砂5h，控制浆液中固体微粒的平均粒度为0.6μm，出料，即得所述涂料添加剂，其中，加入水的重量为各组分总重量的10倍。
步骤（2）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。
实施例4：
将实施例1~3制备得到的涂料添加剂加入涂料中，按照GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》对涂料涂覆后的涂膜进行性能测试，结果如下：
不透水性 粘结强度MPa 低温弯折性
实施例1 规定时间内无透水现象 2.2 无裂纹
实施例2 规定时间内无透水现象 1.9 无裂纹
实施例3 规定时间内无透水现象 2.0 无裂纹
分别将实施例1~3制备得到的涂料添加剂加入到涂料中，检测涂料涂覆在密封空间四面，然后检测其隔音效果如下：
实施例1 实施例2 实施例3
隔音率% 93 91 91
隔热率% 86 83 85
其中，隔热率的监测是在调控好温度后，密闭空间，6h过后检测空间温度得出结果。
综上所述，本发明所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，不仅能够有效提高涂料的隔热、隔音效果，还能大大提高涂料的力学强度，此外，所述制备方法简单易行，条件温和，适合工业生产。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，其特征在于，包括如下重量份的各组分：改性后的凹凸棒石粘土60~80份、硅藻土10~20份、白炭黑3~9份，还包括适量溶剂。
2.根据权利要求1所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，其特征在于，所述改性后的凹凸棒石粘土78份、硅藻土16份、白炭黑6份。
3.根据权利要求1所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂，其特征在于，所述溶剂为乙醇和水。
4.制备如权利要求1~3任一项所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将天然凹凸棒石粘土进行粉碎至100~150目，加水，搅拌形成悬浮泥浆，再通过超声波条件下超声10~20min，取上层悬浊液于3000~3500转/min的离心机中离心处理5~10min，真空抽滤得到滤饼；将滤饼置于烧杯中，加入乙醇，于超声波条件下超声10~20min，真空抽滤，干燥得到预处理后的凹凸棒石粘土；
（2）将预处理后的凹凸棒石粘土置于烧瓶中，加入2mol/L的稀盐酸，于60~80℃搅拌回流20~30min，真空抽滤，并用蒸馏水清洗，得滤饼；将滤饼于真空干燥箱干燥，然后置于800℃~1000℃的马弗炉中焙烧2~3h，冷却后研磨至粒径为100~200目，得到改性后的凹凸棒石粘土；
（3）按照配比称取改性后的凹凸棒石粘土、硅藻土和白炭黑，混合并研磨至粒径为20~30μm，加水混合，置于湿法磨砂机中，以湿法磨砂3~5h，控制浆液中固体微粒的平均粒度为0.3μm~0.6μm，出料，即得所述涂料添加剂。
5.根据权利要求4所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中加水的重量为凹凸棒石粘土重量的5~10倍。
6.根据权利要求4所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中加乙醇的体积量为凹凸棒石粘土质量的8~15倍。
7.根据权利要求4所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中稀盐酸加入的体积量与凹凸棒质量之比为1mL：2g~10g。
8.根据权利要求4所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中滤饼的洗涤步骤包括将滤饼置于蒸馏水中，于超声条件下超声5~10min，抽滤，重复两次操作，使得滤饼的PH值为5~6。
9.根据权利要求4所述的凹凸棒隔音、隔热涂料添加剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中加入水的重量为各组分总重量的3~10倍。
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