CN108218316A - 一种吸音板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种吸音板，按质量份数计，包括以下组分：膨润土25份、水泥30份、珊瑚礁粉18份、阴离子表面活性剂4份、石英粉25份、粉煤灰15份、砂轮灰8份、乙二醇‑水溶液35份、碘化盐11份、氧化锌7份、TPO 35份、木质纤维素20份、碳酰胺15份、润滑剂7份。其不仅具有良好的吸音性能，同时也具有较强的力学性能，对因为孔隙造成的材料力学性能降低起到了补偿作用，从而也就提高了吸音板的使用寿命，适合大规模进行推广。
Description
技术领域
本发明涉及建筑板材，特别涉及一种吸音板及其制备方法。
背景技术
随着近几年社会发展水平的不断提高，城市噪声也逐渐影响着城市居民的正常生活和人身健康。其中，城市噪声主要是指交通噪声、工厂噪声、建筑施工噪声和社会生活噪声，其噪声的影响范围和影响程度日益严重，对市民的生活环境影响极大，成为引人注目的城市环境污染问题之一。
为此，现有建筑物在建造或装修过程中，往往会在墙上设置一些用吸引材料制成的吸音板、隔音墙、吸音网和消音器等产品来控制噪声污染。其中，以吸音板使用的频率有为众多，其吸音原理主要是材料内部有大量微小的连通的孔隙， 声波沿着这些孔隙可以深入材料内部，与材料发生摩擦作用将声能转化为热能。
但是，由于孔隙分布较多，吸音板的材料力学强度往往就会降低，从而在受到冲击的时候很容易发生破损，进而也就增加了墙面维修和更换的频率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸音板及其制备方法，其不仅具有良好的吸音效果，同时其也具有较强力学性能，从而降低了其受外力破坏的概率。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种吸音板，按质量份数计，包括以下组分：膨润土20～30份、水泥25～45份、珊瑚礁粉15～21份、阴离子表面活性剂3～5份、石英粉20～30份、粉煤灰14～16份、砂轮灰5～11份、乙二醇-水溶液30～40份、碘化盐8～14份、氧化锌5～9份、TPO25～45份、木质纤维素15～25份、碳酰胺13～17份、润滑剂5～9份。
优选为，按质量份数计，包括以下组分：膨润土25份、水泥30份、珊瑚礁粉18份、阴离子表面活性剂4份、石英粉25份、粉煤灰15份、砂轮灰8份、乙二醇-水溶液35份、碘化盐11份、氧化锌7份、TPO 35份、木质纤维素20份、碳酰胺15份、润滑剂7份。
通过采用上述技术方案，由于TPO材料的填入，其本身就具有好的弹性，这样一方面其能够提高吸音板的吸音能力，同时其也增强了吸音板的韧性，能够减少吸音板在受到冲击时发生破碎的概率。再者, 由于它比其它TPE的比重轻（仅为O.88），耐热性高达100℃，耐天候性和耐臭氧性也好，从而其也有效的提高了吸音板的使用寿命，减少施工更换的概率。这样能够有效地缓解吸音板因为孔隙增多而材料力学性能降低的问题。
优选为，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
通过采用上述技术方案，首先阴离子表面活性剂原本就能够提高各物料之间的均匀混合，其次珊瑚礁粉的主要成分是碳酸钙及氢氧化钙，阴离子表面活性剂采用的是十二烷基苯磺酸钠，且十二烷基苯磺酸钠中带有脂肪酸根离子，在养护的过程中，脂肪酸根离子能够与珊瑚礁粉中的Ca2+ 、CaHCO3 + 、CaOH+等离子反应生成脂肪酸钙沉淀物，包覆在珊瑚礁粉粒子表面，并且，脂肪酸钙中的烃基使珊瑚礁粉表面性质由亲水变成亲油，同时，这种脂肪酸钙的粘结性也较强，从而位于吸音板的珊瑚礁粉能够形成一道膜，为吸音板起到屏障保护作用，从而降低了吸音板受到外界因素破坏的概率。
再者，乙二醇-水溶液其能够与十二烷基苯磺酸钠形成SDBS/乙二醇/水的混合体系。并且，当成型板在养护的过程中，温度超过了80℃，这样珊瑚礁粉中的碳酸钙晶体会逐渐向方解石晶体方向转换，这样附着在成型板表面的珊瑚礁粉中的碳酸钙，其分子间的联系强度能够得到提升，形成的方解石晶体也能够起到抗冲击和抗腐蚀的作用，从而也就大大提高了吸音板的力学性能。
而且，碳酰胺一方面能够增强吸音板的缓蚀能力，另一方面其与十二烷基苯磺酸钠协同作用，能够有效地降低吸音板受到虫害破坏的概率，即当昆虫在撕咬吸音板的时候，吸音板中的尿素和十二烷基苯磺酸钠会被虫子吸入到体内，这时尿素就会破坏昆虫体壁几丁质，而十二烷基苯磺酸钠会将体壁蜡质层溶解，并附着在上面形成不透水和不透气的一层膜，从而也就能够使昆虫气孔堵塞并窒息死亡，进而进一步提高了吸音板的抗虫害能力，尤其对于白蚁的防害具有较强作用。
优选为，所述珊瑚礁粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
通过采用上述方案，珊瑚礁粉中的碳酸钙、氢氧化钙等无机物表面还包覆有蛋白质，因而经过酶液处理后的珊瑚礁粉，其碳酸钙和氢氧化钙等无机物就会直接裸露出来了，这样有利于提高与十二烷基苯磺酸钠的反应。同时，经过上述酶液处理后的珊瑚礁粉中会出现一种甲壳素，其不仅具有较强的粘性，能够提高吸音板内部各物料之间的粘合度，同时，甲壳素还是良好的抑菌剂，其能够进一步提高吸音板的防霉抗菌的性能。
优选为，所述碘化盐为碘化亚铜和碘化锂的混合物，所述碘化亚铜和碘化锂的质量比为1：1。
通过采用上述技术方案，碘化盐是一种热稳定剂，其能够提高吸音板中各材料的热稳定性。而亚铜离子是一种重金属离子，其在接触到微生物细胞的时候，还能够使微生物表面的蛋白质发生变性，从而增强了吸音板防霉抗菌的作用。另外，碘化锂中的锂离子还能够与TPO中的羰基之间存在配合作用，产生了类似网络的结构，阻碍了TPO的分子链及相应自由基的运动，因而使聚合物分子链在受热分解时比完全自由的分子链需克服更大的能垒，从而使得吸音板具有较高的热分解温度，因而也就增强了吸音板的抗高温性能。
优选为，所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂。
通过采用上述技术方案，添加脂肪酸胺类润滑剂，这样能够保证各物料在混合的过程中，颗粒之间的摩擦力不至于过大，从而能够减少混合搅拌过程中的动能损耗，从而也有利于提高各物料之间的混合均匀性。
优选为，所述润滑剂为TAF。
通过采用上述技术方案，TAF润滑剂不仅能够增强各原料之间的润滑性能，使得在生产的过程中各原料之间能够充分地混合，同时，其还具有与膨润土、水泥表面部分极性基团相结合的极性基团结构。在膨润土、水泥和TPO等复合体系中，TAF润滑剂在膨润土、水泥和TPO之间形成了类似锚固结点，改善了膨润土、水泥和TPO的粘结状态，进而改善了TPO在膨润土、水泥中的分散性，从而也就整体提高了吸音板的韧性，提高了吸音板抗冲击的能力。
一种吸音板的制备方法，包括以下步骤：
S1、按规定质量份数，称取膨润土、水泥、石英粉、粉煤灰和砂轮灰加入到混合器中，并加入规定质量的乙二醇-水溶液，进行搅拌预混，得到预混物；
S2、向S1的预混物中加入规定质量份数的珊瑚礁粉、阴离子表面活性剂、润滑剂、TPO和木质纤维素，并继续搅拌，得到中间混合物；
S3、向中间混合物中加入规定质量份数的碘化盐、氧化锌和碳酰胺，搅拌混合，得到最终混合物；
S4、将混合物加入到成型装置中进行制板，并在板面开设若干孔隙及若干凹槽，从而得到成型板；
S5、将成型板放于室温下静止6h，然后转移到充满有水蒸气的环境中再静置12h；
S6、将经过S5处理的成型板转移到干燥箱中，并以140℃的温度进行烘干,得到成品板。
通过采用上述技术方案，通过分成三次进行物料混合，这样能够充分地保证各物料之间的分散均匀，其次，再经过常温静置，这样能够使得成型板的内部化学反应趋于稳定，以便于接下来进行加工。而后再将产品放置于高温高湿度的环境下进行静置，这样能够加快成型板地固化效率，从而也有利于提高吸音板的整体强度。
再者，在吸音板上设置凹槽来代替相应的孔隙，这样一方面凹槽能够对噪音进行吸收，另一方面也能够减少吸音板因为孔隙过多而造成力学性能下降的概率，从而保证了吸音板整体的力学强度，降低了吸音板受到外界冲击而破碎大概率。
优选为，S5中水蒸气的温度保持在120～140℃，压力控制在0.8Mpa～1.2Mpa。
通过采用上述技术方案，石英粉和钙盐在高温高压高湿度的情况下，容易发生水化反应，从而有利于增强吸音板的强度和硬度，进而也就有利于提高吸音板的使用寿命。
优选为，S5中在成型板静置的时候，向成型板所在空间通入二氧化碳。
通过采用上述技术方案，二氧化碳的通入，一方面能够对成型板起到保护作用，降低成型板在湿润高温的环境中被氧化，而降低最后吸音板的整体强度，另一方面二氧化碳能够与珊瑚礁粉中部分氢氧化钙发生反应生成碳酸钙，进而增强了各物料之间的联系，从而大大提高了吸音板的整体强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、由于TPO本身就具有良好的弹性，其不仅能够提高吸音板的吸音性能，同时也能够增强了吸音板的韧性，从而也就降低了吸音板在受到冲击时发生破损的概率；
2、十二烷基苯磺酸钠与乙二醇-水溶液能够形成SDBS/乙二醇/水的混合体系，其能够促进珊瑚礁粉中的碳酸钙向方解石晶体方向发生转变，从而有利于提高吸音板的抗冲击和抗腐蚀的能力；
3、十二烷基苯磺酸钠和碳酰胺还具有杀虫的效果，从而使得吸音板能够对白蚁起到抵抗作用，减少了虫害的破坏。
附图说明
图1是一种吸音板的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例一、
一种防霉抗菌彩陶板的制备方法，包括以下步骤：
S1、称取20Kg膨润土、25Kg水泥、20Kg石英粉、14Kg粉煤灰和5Kg砂轮灰加入到混合器中，并加入30Kg乙二醇-水溶液，进行搅拌预混，搅拌的转速为100rpm，混合器的温度控制在40℃，最终得到预混物；
S2、向S1的预混物中加入15Kg珊瑚礁粉、3Kg阴离子表面活性剂、12Kg润滑剂、25Kg TPO和15Kg木质纤维素，并继续搅拌，搅拌的转速和温度不变，得到中间混合物；
S3、向中间混合物中加入8Kg碘化盐、5Kg氧化锌和13Kg碳酰胺，搅拌混合，搅拌转速为300rpm,温度控制在60℃，得到最终混合物；
S4、将混合物加入到成型装置中进行制板，并在板面分布若干孔隙，在相邻两孔隙之间还设有凹槽，从而得到成型板；
S5、将成型板放于室温下静止6h，然后转移到充满有水蒸气的环境中再静置12h，水蒸气的温度保持在120～140℃，压力控制在0.8Mpa～1.2Mpa，并不断向成型板所在的空间通入二氧化碳；
S6、将经过S5处理的成型板转移到干燥箱中，并以140℃的温度进行烘干,得到成品板，即彩陶板。
此处，珊瑚礁粉的制备方法：先配制 pH 为 8.0 的亚硫酸钠缓冲溶液，用少量曲拉通作为表面活性剂，分别使用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等酶的组合酶作催化，将珊瑚礁浸泡于其中，控制恒温摇床温度为 50 ℃，转速 300 r/min 的条件下水解 2 小时。之后，将珊瑚礁研磨成平均粒度为10μm的珊瑚礁粉。
而润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂，优选为TAF。再者，溶剂为乙二醇和水的混合物，且乙二醇和水的质量比为1：3。碘化盐为碘化亚铜和碘化锂的混合物，且碘化亚铜和碘化锂的质量比为1：1，而阴离子表面活性剂可以为APAM、AES、AOS等，此处优选的为十二烷基苯磺酸钠。
另外，此处相邻两孔隙的间距为0.8cm。
实施例二至实施例五及对比例一至对比例三与实施例一的区别仅在于如下表所示：
| 组分 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 对比例一 | 对比例二 | 对比例三 |
| 膨润土/Kg | 30 | 25 | 30 | 25 | 25 | 30 | 20 |
| 水泥/Kg | 45 | 30 | 25 | 45 | 30 | 45 | 25 |
| 珊瑚礁粉/Kg | 21 | 18 | 18 | 15 | 18 | 21 | / |
| 阴离子表面活性剂/Kg | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 5 | 3 |
| 石英粉/Kg | 30 | 25 | 30 | 20 | 25 | 30 | 20 |
| 粉煤灰/Kg | 16 | 15 | 15 | 16 | 15 | 16 | 14 |
| 砂轮灰/Kg | 11 | 8 | 5 | 11 | 8 | 11 | 5 |
| 乙二醇-水溶液/Kg | 40 | 35 | 30 | 30 | 35 | 40 | 30 |
| 碘化盐/Kg | 14 | 11 | 11 | 14 | 11 | 14 | 8 |
| 氧化锌/Kg | 9 | 7 | 9 | 7 | 7 | 9 | 5 |
| TPO/Kg | 45 | 35 | 25 | 45 | / | 45 | 25 |
| 木质纤维素/Kg | 25 | 20 | 25 | 20 | 20 | 25 | 15 |
| 碳酰胺/Kg | 17 | 15 | 15 | 13 | 15 | / | 13 |
| 润滑剂/Kg | 9 | 7 | 9 | 9 | 7 | 9 | 5 |
测试方法：
1、 分别将葡萄穗霉和黑曲霉各30cfu菌落接种于10cm*10cm的吸音板上，然后放入到35℃恒温箱中培养3h,之后检测吸音板上葡萄穗霉和黑曲霉的菌落数量；
2、 根据GB/T 15231.5-1994标准对吸音板进行抗冲击测试；
3、 将10只白蚁放在10cm*10cm的吸音板上，并用网架将其围挡起来，防止白蚁爬离，并在吸音板上放置足够的木屑，24h后观察白蚁存活数量；
4、 根据GB/T20247 标准对吸音板进行吸音测试。
根据上述测试方法对实施例一至实施例五及对比例一至对比例三进行测试，得到如下表所示的结果：
| 测试项目 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 实施例五 | 对比例一 | 对比例二 | 对比例三 |
| 葡萄穗霉/cfu | 2 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 7 |
| 黑曲霉/cfu | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 5 |
| 抗冲击强度Kg-cm/cm2 | 684.5 | 872.3 | 770.8 | 817.9 | 764.6 | 671.8 | 869.1 | 852.9 |
| 白蚁数量/只 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 8 | 1 |
| 声音削弱率/% | 92 | 97 | 95 | 96 | 93 | 86 | 96 | 93 |
通过采用上述技术方案所制得的吸音板，其不仅具有良好的吸音功能，同时其也具有较强的力学性能，因而其整体的使用寿命都比较的长，能够有效地降低吸音板的更换频率，因而适合大规模进行推广使用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种吸音板，按质量份数计，包括以下组分：
膨润土 20～30份
水泥 25～45份
珊瑚礁粉 15～21份
阴离子表面活性剂 3～5份
石英粉 20～30份
粉煤灰 14～16份
砂轮灰 5～11份
乙二醇-水溶液 30～40份
碘化盐 8～14份
氧化锌 5～9份
TPO 25～45份
木质纤维素 15～25份
碳酰胺 13～17份
润滑剂 5～9份。
2.根据权利要求1所述的一种吸音板，按质量份数计，包括以下组分：
膨润土 25份
水泥 30份
珊瑚礁粉 18份
阴离子表面活性剂 4份
石英粉 25份
粉煤灰 15份
砂轮灰 8份
乙二醇-水溶液 35份
碘化盐 11份
氧化锌 7份
TPO 35份
木质纤维素 20份
碳酰胺 15份
润滑剂 7份。
3.根据权利要求1或2所述的一种吸音板，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的一种吸音板，其特征在于：所述珊瑚礁粉经过含有碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶和胰蛋白酶的酶液处理。
5.根据权利要求1或2所述的一种吸音板，其特征在于：所述碘化盐为碘化亚铜和碘化锂的混合物，所述碘化亚铜和碘化锂的质量比为1：1。
6.根据权利要求1或2所述的一种吸音板，其特征在于：所述润滑剂为脂肪酸酰胺类润滑剂。
7.根据权利要求6所述的一种吸音板，其特征在于：所述润滑剂为TAF。
8.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的一种吸音板的制备方法，包括以下步骤：
S1、按规定质量份数，称取膨润土、水泥、石英粉、粉煤灰和砂轮灰加入到混合器中，并加入规定质量的乙二醇-水溶液，进行搅拌预混，得到预混物；
S2、向S1的预混物中加入规定质量份数的珊瑚礁粉、阴离子表面活性剂、润滑剂、TPO和木质纤维素，并继续搅拌，得到中间混合物；
S3、向中间混合物中加入规定质量份数的碘化盐、氧化锌和碳酰胺，搅拌混合，得到最终混合物；
S4、将混合物加入到成型装置中进行制板，并在板面开设若干孔隙及若干凹槽，从而得到成型板；
S5、将成型板放于室温下静止6h，然后转移到充满有水蒸气的环境中再静置12h；
S6、将经过S5处理的成型板转移到干燥箱中，并以140℃的温度进行烘干,得到成品板。
9.根据权利要求8所述的一种吸音板的制备方法，其特征在于：S5中水蒸气的温度保持在120～140℃，压力控制在0.8Mpa～1.2Mpa。
10.根据权利要求8所述的一种吸音板的制备方法，其特征在于：S5中在成型板静置的时候，向成型板所在空间通入二氧化碳。
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Granted publication date: 20191011 |