CN107216067A - 一种吸音材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石18～27份、改性淀粉15～25份、凹凸棒石粘土13～28份、改性树木灰烬7～10份、陶粒10～30份、煅烧铝矾土9～18份、纳米硅灰石粉4～6份、苯丙乳液8～16份、石墨粉5～12份、聚丙烯纤维5～15份、硬脂酸钙2～3份、氢氧化铝1～2份、发泡剂2～3份、多聚磷酸钠1.3～2.3份、聚丙烯酰胺3～5份、稀土催化剂1.5～2.5份。所述吸音材料造价低、密度小、使用方便、结构强度高，吸音降噪效果好、化学稳定性优良，适用于多种场合。

Description

一种吸音材料及其制备方法
技术领域
本发明属于吸音材料技术领域，具体涉及一种吸音材料及其制备方法。
背景技术
目前，现有技术中的建筑材料大多采用泥土或水泥和其它无机材料制作而成，这不仅浪费了许多土地资源和破坏了生态环境，而且现有的建筑材料还存在着制作成本高、吸音效果差、使用时重量较重等缺点，很不适合于作为建筑装饰材料使用，因此现有的建筑材料使用时还是不够理想。
发明内容
本发明提供了一种吸音材料及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题，所述吸音材料造价低、密度小、使用方便、结构强度高，吸音降噪效果好、化学稳定性优良，适用于多种场合。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石18～27份、改性淀粉15～25份、凹凸棒石粘土13～28份、改性树木灰烬7～10份、陶粒10～30份、煅烧铝矾土9～18份、纳米硅灰石粉4～6份、苯丙乳液8～16份、石墨粉5～12份、聚丙烯纤维5～15份、硬脂酸钙2～3份、氢氧化铝1～2份、发泡剂2～3份、多聚磷酸钠1.3～2.3份、聚丙烯酰胺3～5份、稀土催化剂1.5～2.5份。
优选的，所述吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石25份、改性淀粉18份、凹凸棒石粘土22份、改性树木灰烬8份、陶粒25份、煅烧铝矾土17份、纳米硅灰石粉5份、苯丙乳液13份、石墨粉10份、聚丙烯纤维14份、硬脂酸钙2.5份、氢氧化铝1.3份、发泡剂2.7份、多聚磷酸钠1.8份、聚丙烯酰胺4份、稀土催化剂1.9份。
优选的，所述改性淀粉由以下方法制得：
（1）按重量份计，将5～7份甲基丙烯酸、3～4份苯乙烯和1.5～2.5份硬脂酸钠混合在超声波条件下进行乳化反应40～50min，制得乳化液；
（2）按重量份计，将18～23份玉米淀粉在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为60～70℃时预热40～50min，保温并加入1.7～2.3份过氧化氢反应10～15min，得反应物；
（3）将步骤（1）制的乳化液和步骤（2）得到的反应物混合，进行化学反应30～60min，即制得改性淀粉。
优选的，所述发泡剂为碳化硅。
优选的，所述稀土催化剂为氯化镧。
一种制备所述吸音材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬、陶粒、煅烧铝矾土、纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉、聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、发泡剂、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，备用；
（2）将改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬及煅烧铝矾土混合均匀，置于球磨机中球磨1～2小时，得混合粉末；
（3）先将海泡石和纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉置于搅拌机中混合搅拌均匀后，再与步骤（2）制得的混合粉末，搅拌均匀，得混合物料A；
（4）将发泡剂置于发泡机中，加水混合均匀，进行发泡处理2～3小时，再加入聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，搅拌混合均匀，得混合物料B；
（5）将混合物料A加入至混合物料B中，搅拌混合均匀，然后加热至50～80℃，超声波处理5～10分钟，保温静置1～2小时，制得吸音材料浆料；
（6）将吸音材料浆料通过注浆机加入到模具中，静置，形成吸音材料板坯，进行养护处理，即得所述吸音材料。
优选的，所述步骤（4）中加水量为海泡石重量的2～3倍。
优选的，所述步骤（6）中养护处理的养护温度65～75℃，相对湿度50～100％，养护时间24～36小时。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述吸音材料造价低、密度小、使用方便、结构强度高，吸音降噪效果好、化学稳定性优良，适用于多种场合，具体如下：
（1）本发明主要是利用发泡剂的发泡效应，在浆料中引入大量细小、均匀分布的气泡，并使其在物料硬化后仍保留下来，以及通过原料粒度间的合理搭配，使吸音材料具有许多微小的间隙和连续的气泡，这样不但具有相当好的通气性，而且获得良好的吸音性能；
（2）本发明通过对配方调整和工艺改进，利用改性树木灰烬和陶粒、海泡石、凹凸棒是粘土之间的协同作用，从而提高吸音材料的吸音效果和强度，很好地解决了吸音材料强度和吸音性能不能兼得的矛盾，并且制备出的吸音材料密度低，化学稳定性优良；
（3）本发明所述的吸音材料主要来源广泛、价格低廉的陶粒、海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬作为主要原料，大大降低了生产的成本，提高了经济效益，由于材料所采用的陶粒原为工业废料，所以本发明可以较好地变废为宝，节约自然资源，环保效果较好。
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。
实施例1
本实施例涉及一种吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石18份、改性淀粉15份、凹凸棒石粘土13份、改性树木灰烬7份、陶粒10份、煅烧铝矾土9份、纳米硅灰石粉4份、苯丙乳液8份、石墨粉5份、聚丙烯纤维5份、硬脂酸钙2份、氢氧化铝1份、发泡剂2份、多聚磷酸钠1.3份、聚丙烯酰胺3份、稀土催化剂1.5份。
其中，所述改性淀粉由以下方法制得：
（1）按重量份计，将5份甲基丙烯酸、3份苯乙烯和1.5份硬脂酸钠混合在超声波条件下进行乳化反应40min，制得乳化液；
（2）按重量份计，将18份玉米淀粉在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为60℃时预热40min，保温并加入1.7份过氧化氢反应10min，得反应物；
（3）将步骤（1）制的乳化液和步骤（2）得到的反应物混合，进行化学反应30min，即制得改性淀粉。
其中，所述发泡剂为碳化硅。
其中，所述稀土催化剂为氯化镧。
一种制备所述吸音材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬、陶粒、煅烧铝矾土、纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉、聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、发泡剂、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，备用；
（2）将改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬及煅烧铝矾土混合均匀，置于球磨机中球磨1小时，得混合粉末；
（3）先将海泡石和纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉置于搅拌机中混合搅拌均匀后，再与步骤（2）制得的混合粉末，搅拌均匀，得混合物料A；
（4）将发泡剂置于发泡机中，加水混合均匀，进行发泡处理2小时，再加入聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，搅拌混合均匀，得混合物料B；
（5）将混合物料A加入至混合物料B中，搅拌混合均匀，然后加热至50℃，超声波处理5分钟，保温静置1小时，制得吸音材料浆料；
（6）将吸音材料浆料通过注浆机加入到模具中，静置，形成吸音材料板坯，进行养护处理，养护温度65℃，相对湿度50％，养护时间24小时，即得所述吸音材料。
其中，所述步骤（4）中加水量为海泡石重量的2倍。
实施例2
本实施例涉及一种吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石27份、改性淀粉25份、凹凸棒石粘土28份、改性树木灰烬10份、陶粒30份、煅烧铝矾土18份、纳米硅灰石粉6份、苯丙乳液16份、石墨粉12份、聚丙烯纤维15份、硬脂酸钙3份、氢氧化铝2份、发泡剂3份、多聚磷酸钠2.3份、聚丙烯酰胺5份、稀土催化剂2.5份。
其中，所述改性淀粉由以下方法制得：
（1）按重量份计，将7份甲基丙烯酸、4份苯乙烯和2.5份硬脂酸钠混合在超声波条件下进行乳化反应50min，制得乳化液；
（2）按重量份计，将23份玉米淀粉在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为70℃时预热50min，保温并加入2.3份过氧化氢反应15min，得反应物；
（3）将步骤（1）制的乳化液和步骤（2）得到的反应物混合，进行化学反应60min，即制得改性淀粉。
其中，所述发泡剂为碳化硅。
其中，所述稀土催化剂为氯化镧。
一种制备所述吸音材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬、陶粒、煅烧铝矾土、纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉、聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、发泡剂、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，备用；
（2）将改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬及煅烧铝矾土混合均匀，置于球磨机中球磨1～2小时，得混合粉末；
（3）先将海泡石和纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉置于搅拌机中混合搅拌均匀后，再与步骤（2）制得的混合粉末，搅拌均匀，得混合物料A；
（4）将发泡剂置于发泡机中，加水混合均匀，进行发泡处理3小时，再加入聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，搅拌混合均匀，得混合物料B；
（5）将混合物料A加入至混合物料B中，搅拌混合均匀，然后加热至80℃，超声波处理10分钟，保温静置2小时，制得吸音材料浆料；
（6）将吸音材料浆料通过注浆机加入到模具中，静置，形成吸音材料板坯，进行养护处理，养护温度75℃，相对湿度100％，养护时间36小时，即得所述吸音材料。
其中，所述步骤（4）中加水量为海泡石重量的3倍。
实施例3
本实施例涉及一种吸音材料，包括如下重量份的原料：海泡石25份、改性淀粉18份、凹凸棒石粘土22份、改性树木灰烬8份、陶粒25份、煅烧铝矾土17份、纳米硅灰石粉5份、苯丙乳液13份、石墨粉10份、聚丙烯纤维14份、硬脂酸钙2.5份、氢氧化铝1.3份、发泡剂2.7份、多聚磷酸钠1.8份、聚丙烯酰胺4份、稀土催化剂1.9份。
其中，所述改性淀粉由以下方法制得：
（1）按重量份计，将6份甲基丙烯酸、3.5份苯乙烯和2份硬脂酸钠混合在超声波条件下进行乳化反应45min，制得乳化液；
（2）按重量份计，将20份玉米淀粉在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为65℃时预热45min，保温并加入2份过氧化氢反应13min，得反应物；
（3）将步骤（1）制的乳化液和步骤（2）得到的反应物混合，进行化学反应45min，即制得改性淀粉。
其中，所述发泡剂为碳化硅。
其中，所述稀土催化剂为氯化镧。
一种制备所述吸音材料的方法，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬、陶粒、煅烧铝矾土、纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉、聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、发泡剂、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，备用；
（2）将改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬及煅烧铝矾土混合均匀，置于球磨机中球磨1～2小时，得混合粉末；
（3）先将海泡石和纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉置于搅拌机中混合搅拌均匀后，再与步骤（2）制得的混合粉末，搅拌均匀，得混合物料A；
（4）将发泡剂置于发泡机中，加水混合均匀，进行发泡处理2.5小时，再加入聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，搅拌混合均匀，得混合物料B；
（5）将混合物料A加入至混合物料B中，搅拌混合均匀，然后加热至65℃，超声波处理7分钟，保温静置1.5小时，制得吸音材料浆料；
（6）将吸音材料浆料通过注浆机加入到模具中，静置，形成吸音材料板坯，进行养护处理，养护温度70℃，相对湿度75％，养护时间30小时，即得所述吸音材料。
其中，所述步骤（4）中加水量为海泡石重量的2.5倍。
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 (8)

1.一种吸音材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：海泡石18～27份、改性淀粉15～25份、凹凸棒石粘土13～28份、改性树木灰烬7～10份、陶粒10～30份、煅烧铝矾土9～18份、纳米硅灰石粉4～6份、苯丙乳液8～16份、石墨粉5～12份、聚丙烯纤维5～15份、硬脂酸钙2～3份、氢氧化铝1～2份、发泡剂2～3份、多聚磷酸钠1.3～2.3份、聚丙烯酰胺3～5份、稀土催化剂1.5～2.5份。
2.根据权利要求1所述的吸音材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：海泡石25份、改性淀粉18份、凹凸棒石粘土22份、改性树木灰烬8份、陶粒25份、煅烧铝矾土17份、纳米硅灰石粉5份、苯丙乳液13份、石墨粉10份、聚丙烯纤维14份、硬脂酸钙2.5份、氢氧化铝1.3份、发泡剂2.7份、多聚磷酸钠1.8份、聚丙烯酰胺4份、稀土催化剂1.9份。
3.根据权利要求1所述的吸音材料，其特征在于，所述改性淀粉由以下方法制得：
（1）按重量份计，将5～7份甲基丙烯酸、3～4份苯乙烯和1.5～2.5份硬脂酸钠混合在超声波条件下进行乳化反应40～50min，制得乳化液；
（2）按重量份计，将18～23份玉米淀粉在超声波条件下，室温环境中通氮气保护，在温度为60～70℃时预热40～50min，保温并加入1.7～2.3份过氧化氢反应10～15min，得反应物；
（3）将步骤（1）制的乳化液和步骤（2）得到的反应物混合，进行化学反应30～60min，即制得改性淀粉。
4.根据权利要求1所述的吸音材料，其特征在于，所述发泡剂为碳化硅。
5.根据权利要求1所述的吸音材料，其特征在于，所述稀土催化剂为氯化镧。
6.一种制备权利要求1～5任一项所述吸音材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按上述配方称取海泡石、改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬、陶粒、煅烧铝矾土、纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉、聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、发泡剂、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，备用；
（2）将改性淀粉、凹凸棒石粘土、改性树木灰烬及煅烧铝矾土混合均匀，置于球磨机中球磨1～2小时，得混合粉末；
（3）先将海泡石和纳米硅灰石粉、苯丙乳液、石墨粉置于搅拌机中混合搅拌均匀后，再与步骤（2）制得的混合粉末，搅拌均匀，得混合物料A；
（4）将发泡剂置于发泡机中，加水混合均匀，进行发泡处理2～3小时，再加入聚丙烯纤维、硬脂酸钙、氢氧化铝、多聚磷酸钠、聚丙烯酰胺及稀土催化剂，搅拌混合均匀，得混合物料B；
（5）将混合物料A加入至混合物料B中，搅拌混合均匀，然后加热至50～80℃，超声波处理5～10分钟，保温静置1～2小时，制得吸音材料浆料；
（6）将吸音材料浆料通过注浆机加入到模具中，静置，形成吸音材料板坯，进行养护处理，即得所述吸音材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中加水量为海泡石重量的2～3倍。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中养护处理的养护温度65～75℃，相对湿度50～100％，养护时间24～36小时。
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