CN108275963A - 一种环保隔音保温防水耐候材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保隔音保温防水耐候材料及其制备方法，包括以下重量份的原料：改性填土15‑20份、增强纤维6‑8份、吸音填充物5‑7份、纳米添加物3‑5份、二氧化硅溶胶5‑9份、矿石粉填料20‑26份、丙烯酸乳液9‑11份、胶黏助剂5‑7份、偶联剂3‑5份、碳酸钙粉末3‑5份、阻燃添加物4‑6份。本发明隔音降噪效果优越，保温、防水性能较好，耐磨抗压性能优异，不挥发有害物质，此外还有一定的吸附性能，起到净化室内空气的作用；同时本发明的隔音材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种环保隔音保温防水耐候材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种环保隔音保温防水耐候材料及其制备方法。

背景技术

现在，随着城市化的不断加速，噪音污染也变得越来越严重。为了有效地隔断噪音，通常的解决方式是使用隔音材料。现有的隔音材料一般为水泥混凝土、玻璃板等，这些隔音等。这些隔音材料的隔音效果并不是很好，因此通常的解决办法是加大隔音材料的厚度。这样造成的问题是隔音材料质量过重，成本过高，安装过程十分不便。以熔喷法制得的聚丙烯基复合非织造材料以其超细的纤维结构、生产简单高效、无毒无害等特点成为一类在汽车内饰中广泛应用的吸音材料，这些材料大多结构疏松，光滑的纤维外层降低了材料的比表面积，从而使得声波在材料中的振荡衰减转化时间缩短，达不到令人满意的吸音效果，在实际使用时往往通过增加材料厚度来提升降噪效果，同时成品存在易变形、抗回弹性差、易产生静电、耐热性差等缺点。

另一方面，衣食住行是人们生活所必须的基本需求，而最为重要的就是住房的问题。然而，由于住房缺乏隔音材料或者隔音材料性能较差，诸如楼上地板走动的声音、左邻右舍家婴儿的啼哭声、夫妻的吵架声都能传入到我们的住房中；更为重要的是自家的声音也可以传到别的家庭，给隐私的保护带来隐患。在现如今的居民区附近聚集有众多的餐点、饭店、烧烤店，由此产生的污染以及汽车尾气产生的污染都会通过窗户进入到房间中，如果我们的装饰材料具有吸附有害物质、净化空气的功能则对我们的健康是非常有益的。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种环保隔音保温防水耐候材料，该材料隔音降噪效果优越，保温、防水性能较好，耐磨抗压性能优异，不挥发有害物质，此外还有一定的吸附性能，起到净化室内空气的作用；同时本发明的隔音材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明提供了一种环保隔音保温防水耐候材料，包括以下重量份的原料：

改性填土15-20份、增强纤维6-8份、吸音填充物5-7份、纳米添加物3-5份、二氧化硅溶胶5-9份、矿石粉填料20-26份、丙烯酸乳液9-11份、胶黏助剂5-7份、偶联剂3-5份、碳酸钙粉末3-5份、阻燃添加物4-6份。

优选地，所述环保隔音保温防水耐候材料包括以下重量份的原料：

改性填土18份、增强纤维7份、吸音填充物6份、纳米添加物4份、二氧化硅溶胶7份、矿石粉填料23份、丙烯酸乳液10份、胶黏助剂6份、偶联剂4份、碳酸钙粉末4份、阻燃添加物5份。

优选地，所述改性填土制备方法为：将凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土按照重量比3:1:2:2放入煅烧炉在900℃条件下高温煅烧1-2h，取出后放入水中，并加入磷酸二氢钠和十二烷基硫酸钠，在200-300r/min条件下混合搅拌20-30min，然后在180℃下加热30-40min，冷却后过200目筛，即得。

优选地，所述增强纤维为短切玻璃纤维、短切聚丙烯纤维、短切聚酯纤维、短切聚丙烯纤维或短切木质纤维中的一种或多种的混合物；

所述二氧化硅溶胶的固含量为14-16%。

优选地，所述吸音填充物为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼按照重量比4:1:2:2组成的混合物。

优选地，所述纳米添加物为纳米炭黑、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑按照重量比1:2:1:2组成的混合物。

优选地，所述矿石粉填料为麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末按照重量比3:1:2组成的混合物；

所述胶黏助剂为水性聚氨酯乳液、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯按照重量比2:3:1组成的混合物。

优选地，所述阻燃添加物为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌按照重量比4:3:1组成的混合物。

本发明还提供一种环保隔音保温防水耐候材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为80-90℃下，搅拌10-20分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌20-30分钟，搅拌转速为200-300r/min，再用超声波分散15-25分钟，超声波分散频率为12-14KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为60-70℃下搅拌10-20分钟，搅拌转速400-500r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌10-20分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为90-100℃、压力为32-36MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

优选地，所述环保隔音保温防水耐候材料的制备步骤为：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为85℃下，搅拌15分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为250r/min，再用超声波分散20分钟，超声波分散频率为13KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为65℃下搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌15分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为95℃、压力为34MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料，采用的改性填土，通过对凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土的改性，促使其比表面积增大，疏松多孔，一方面提高了其粘结性能和隔音性能，另一方面提高了其吸附能力，能够有效吸附空气中的有害物质，达到了一定的净化空气的作用。

（2）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料添加的增强纤维使得材料的力学性能得到改善，其能够作为穿插的骨架结构起到连接的作用，长时间使用不变形，有效提高材料的强度，减震降噪效果十分明显。

（3）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料添加的吸音填充物主要为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼，其具有一定的隔音性能，不仅可以有效增加声波传播过程中的路程，提高声波传播损耗，还可以促使粒子产生震动损耗，大大提高了材料的隔音降噪效果。

（4）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料采用了二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂，一方面几者复合作用固化成形的复合作用，有效提高了隔音材料的耐磨稳定性，另一方面各材料成分不含醛类苯类挥发物，不会产生有毒有害气体，安全环保。

（5）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料添加的纳米添加物，其复合作用具有良好的杀菌作用，对各类霉菌有较好的抑制作用，安全性较好，对人体无毒无害。

（6）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料中添加了的矿石填料，主要为凹麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末，一方面几者特别是贝壳粉末具有一定的杀菌效果，还能够有效吸收空气中的污染物，另一方面几者能够形成致密的膏体，能够有效提高板材的抗压强度和力学性能。

（7）本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料隔音降噪效果优越，保温、防水性能较好，耐磨抗压性能优异，不挥发有害物质，此外还有一定的吸附性能，起到净化室内空气的作用；同时本发明的隔音材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料，包括以下重量份的原料：

改性填土15份、增强纤维6份、吸音填充物5份、纳米添加物3份、二氧化硅溶胶5份、矿石粉填料20份、丙烯酸乳液9份、胶黏助剂5份、偶联剂3份、碳酸钙粉末3份、阻燃添加物4份。

本实施例中的改性填土制备方法为：将凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土按照重量比3:1:2:2放入煅烧炉在900℃条件下高温煅烧1h，取出后放入水中，并加入磷酸二氢钠和十二烷基硫酸钠，在200r/min条件下混合搅拌20min，然后在180℃下加热30min，冷却后过200目筛，即得。

本实施例中的增强纤维为短切玻璃纤维；所述二氧化硅溶胶的固含量为14-16%。

本实施例中的吸音填充物为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼按照重量比4:1:2:2组成的混合物。

本实施例中的纳米添加物为纳米炭黑、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑按照重量比1:2:1:2组成的混合物。

本实施例中的矿石粉填料为麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末按照重量比3:1:2组成的混合物；

所述胶黏助剂为水性聚氨酯乳液、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯按照重量比2:3:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃添加物为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌按照重量比4:3:1组成的混合物。

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为80℃下，搅拌10分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌20分钟，搅拌转速为200r/min，再用超声波分散15分钟，超声波分散频率为12KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为60℃下搅拌10分钟，搅拌转速400r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌10分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为90℃、压力为32MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

实施例2.

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料，包括以下重量份的原料：

改性填土20份、增强纤维8份、吸音填充物7份、纳米添加物5份、二氧化硅溶胶9份、矿石粉填料26份、丙烯酸乳液11份、胶黏助剂7份、偶联剂5份、碳酸钙粉末5份、阻燃添加物6份。

本实施例中的改性填土制备方法为：将凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土按照重量比3:1:2:2放入煅烧炉在900℃条件下高温煅烧2h，取出后放入水中，并加入磷酸二氢钠和十二烷基硫酸钠，在300r/min条件下混合搅拌30min，然后在180℃下加热40min，冷却后过200目筛，即得。

本实施例中的增强纤维为短切聚丙烯纤维；所述二氧化硅溶胶的固含量为14-16%。

本实施例中的吸音填充物为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼按照重量比4:1:2:2组成的混合物。

本实施例中的纳米添加物为纳米炭黑、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑按照重量比1:2:1:2组成的混合物。

本实施例中的矿石粉填料为麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末按照重量比3:1:2组成的混合物；

所述胶黏助剂为水性聚氨酯乳液、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯按照重量比2:3:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃添加物为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌按照重量比4:3:1组成的混合物。

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为90℃下，搅拌20分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌20-30分钟，搅拌转速为300r/min，再用超声波分散25分钟，超声波分散频率为14KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为70℃下搅拌20分钟，搅拌转速500r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌20分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为100℃、压力为36MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

实施例3.

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料，包括以下重量份的原料：

改性填土18份、增强纤维7份、吸音填充物6份、纳米添加物4份、二氧化硅溶胶7份、矿石粉填料23份、丙烯酸乳液10份、胶黏助剂6份、偶联剂4份、碳酸钙粉末4份、阻燃添加物5份。

本实施例中的改性填土制备方法为：将凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土按照重量比3:1:2:2放入煅烧炉在900℃条件下高温煅烧1.5h，取出后放入水中，并加入磷酸二氢钠和十二烷基硫酸钠，在250r/min条件下混合搅拌25min，然后在180℃下加热35min，冷却后过200目筛，即得。

本实施例中的增强纤维为短切玻璃纤维、短切聚丙烯纤维、短切聚酯纤维、短切聚丙烯纤维或短切木质纤维中的一种或多种的混合物；

所述二氧化硅溶胶的固含量为15%。

本实施例中的吸音填充物为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼按照重量比4:1:2:2组成的混合物。

本实施例中的纳米添加物为纳米炭黑、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑按照重量比1:2:1:2组成的混合物。

本实施例中的矿石粉填料为麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末按照重量比3:1:2组成的混合物；

所述胶黏助剂为水性聚氨酯乳液、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯按照重量比2:3:1组成的混合物。

本实施例中的阻燃添加物为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌按照重量比4:3:1组成的混合物。

本实施例的一种环保隔音保温防水耐候材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为85℃下，搅拌15分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为250r/min，再用超声波分散20分钟，超声波分散频率为13KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为65℃下搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌15分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为95℃、压力为34MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

以上各实施例中制备的环保隔音保温防水耐候材料的性能测试结果如下：

	100Hz隔音系数	导热系数mW/（m·k）	防火性能
				实施例1	0.05	16.6	B1
实施例1	0.07	17.2	B1
				实施例1	0.09	16.9	B1
对比例	0.06	27.1	B2

本发明的一种环保隔音保温防水耐候材料隔音降噪效果优越，保温、防水性能较好，耐磨抗压性能优异，不挥发有害物质，此外还有一定的吸附性能，起到净化室内空气的作用；同时本发明的隔音材料的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：

改性填土15-20份、增强纤维6-8份、吸音填充物5-7份、纳米添加物3-5份、二氧化硅溶胶5-9份、矿石粉填料20-26份、丙烯酸乳液9-11份、胶黏助剂5-7份、偶联剂3-5份、碳酸钙粉末3-5份、阻燃添加物4-6份。

2.根据权利要求1所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述环保隔音保温防水耐候材料包括以下重量份的原料：

改性填土18份、增强纤维7份、吸音填充物6份、纳米添加物4份、二氧化硅溶胶7份、矿石粉填料23份、丙烯酸乳液10份、胶黏助剂6份、偶联剂4份、碳酸钙粉末4份、阻燃添加物5份。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述改性填土制备方法为：将凹凸棒土、膨润土、硅藻土、高岭土按照重量比3:1:2:2放入煅烧炉在900℃条件下高温煅烧1-2h，取出后放入水中，并加入磷酸二氢钠和十二烷基硫酸钠，在200-300r/min条件下混合搅拌20-30min，然后在180℃下加热30-40min，冷却后过200目筛，即得。

4.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述增强纤维为短切玻璃纤维、短切聚丙烯纤维、短切聚酯纤维、短切聚丙烯纤维或短切木质纤维中的一种或多种的混合物；

所述二氧化硅溶胶的固含量为14-16%。

5.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述吸音填充物为空心玻璃微珠、吸音棉、碳化硅、碳化硼按照重量比4:1:2:2组成的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述纳米添加物为纳米炭黑、纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米三氧化二锑按照重量比1:2:1:2组成的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述矿石粉填料为麦饭石粉末、菱镁矿石粉末、贝壳粉末按照重量比3:1:2组成的混合物；

所述胶黏助剂为水性聚氨酯乳液、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯按照重量比2:3:1组成的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的一种环保隔音保温防水耐候材料，其特征在于，所述阻燃添加物为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌按照重量比4:3:1组成的混合物。

9.一种制备如权利要求1或2所述的环保隔音保温防水耐候材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为80-90℃下，搅拌10-20分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌20-30分钟，搅拌转速为200-300r/min，再用超声波分散15-25分钟，超声波分散频率为12-14KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为60-70℃下搅拌10-20分钟，搅拌转速400-500r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌10-20分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为90-100℃、压力为32-36MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。

10.根据权利要求9所述的一种环保隔音保温防水耐候材料的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：

步骤一，按要求称量各组分原料；

步骤二，将偶联剂、纳米添加物、阻燃添加物、吸音填充物加入反应釜中，在温度为85℃下，搅拌15分钟，得到混合物A；

步骤三，将二氧化硅溶胶、丙烯酸乳液、胶黏助剂混合加入搅拌机，搅拌25分钟，搅拌转速为250r/min，再用超声波分散20分钟，超声波分散频率为13KHz，得到复合乳液B；

步骤四，将步骤二制备的混合物A、步骤三制备的混合物B送入搅拌机中，在温度为65℃下搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，再加入增强纤维、矿石粉填料、碳酸钙粉末继续搅拌15分钟，得到混合物C；

步骤五，将步骤四制备的混合物C送入制模机中，在温度为95℃、压力为34MPa模压固化成型，再自然冷却养护，即得发明的环保隔音保温防水耐候材料。