CN108383427A

CN108383427A - 一种建筑用吸音材料及其制备方法

Info

Publication number: CN108383427A
Application number: CN201810308544.2A
Authority: CN
Inventors: 刘东升
Original assignee: Hefei Moon New Decorative Material Co Ltd
Current assignee: Hefei Moon New Decorative Material Co Ltd
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2018-08-10

Abstract

本发明提出了一种建筑用吸音材料及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：轻质陶粒35‑60%、分子筛10‑30%、空心玻璃微珠2‑5%、聚酰亚胺纤维1.4‑5.0%、造孔剂4‑6%、胶凝剂0.3‑0.5%，余量为去离子水。本发明通过采用颗粒堆积与添加造孔剂相结合的方式制备的建筑用音材料，孔隙率可以达到60%以上，具有较好的吸音效果且力学性能优异，通过使用轻质陶粒作为吸音材料骨料，并掺加分子筛、空心玻璃微珠等多孔无机材料，在增加力学性能的同时，也进一步提高吸音效果。

Description

一种建筑用吸音材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及吸声材料技术领域，具体涉及一种建筑用吸音材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，噪声对人类的危害也越来越大。噪声污染、空气污染和水污染被认为是当代世界三大环境公害。噪声不仅影响人们正常的工作秩序和工作效率，还影响人们的日常生活和身心健康。控制噪声已成为人类的当务之急，对吸声降噪材料的研究也已经成为世界各国科技工作者的重要研究方向。

目前用于建筑的吸声材料主要是多孔吸声材料，多孔吸声材料吸声机理主要是黏滞性内摩擦作用和热传导效应，一方面，声波在媒质中传播时的各质点振动速率不同，导致质点件产生黏滞力或内摩擦力，使声能转化为热能；另一方面，媒质质点的疏密程度不同，传播媒质各处产生温度差，导致质点间的热量传递，声能亦转化为热能。因而，多孔吸声材料具有连通的开孔，保持较高的孔隙率。

在中国专利文献“（申请号：CN88108594.4）”公开了一种供建筑用的吸声材料，该吸声材料由水泥、焙烧煤矸石轻骨料、膨胀珍珠岩所组成的无机建筑吸声砌块材料。无机泡沫建筑材料类吸声材料的优点是强度高、加工性能好、防水、不燃、耐腐蚀、不老化；缺点是吸声效果一般、微孔贯通率少。

在中国文献“（申请号：CN201611165394.1）”公开了一种新型吸声材料，包含以重量份数计的下列组分：丁苯橡胶80-100份、石墨烯10-15份、碱土金属磷酸盐5-8份、碱土金属氧化物1-5份、硫磺0.5-2份和硫化促进剂1-3份。本发明的吸声材料利用结合苯乙烯含量适中的丁苯橡胶作为主要基材，结合石墨烯进一步增强能量吸收、消耗内能，起到吸声效果，但是力学性能不足，同时，丁苯橡胶加入导致该吸声材料防火性能变差。

基于此，有必要提供一种吸声效果好且力学性能优异，同时兼具防火、耐老化、耐化学腐蚀、绿色环保的建筑用吸音材料及其制备方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明第一个目的在于提供一种建筑用吸音材料，具有吸声效果好且力学性能优异，同时兼具兼具防火、耐老化、耐化学腐蚀、绿色环保的优点。

本发明第二个目的在于提供一种建筑用吸音材料的制备方法，该方法工艺简，成本低，易于实施。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种建筑用吸音材料，由以下重量百分比的原料制成：

轻质陶粒 35-60%；

分子筛 10-30%；

空心玻璃微珠 2-5%；

聚酰亚胺纤维 1.4-5.0%；

造孔剂 4-6%；

胶凝剂 0.3-0.5%；

余量为去离子水。

作为本发明的进一步改进，由以下重量百分比的原料制成：

轻质陶粒 40-55%；

分子筛 20-30%；

空心玻璃微珠 2.5-4.5%；

聚酰亚胺纤维 1.5-5.0%；

造孔剂 4.5-5.5%；

胶凝剂 0.3-0.4%；

余量为去离子水。

作为本发明的进一步改进，所分子筛为介孔分子筛SBA-16。

作为本发明的进一步改进，所述聚酰亚胺纤维为聚酰亚胺长丝、聚酰亚胺短切纱及其织物中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述造孔剂为甲基纤维素醚、聚甲基丙烯酸甲酯、羟甲基纤维素钠之一。

作为本发明的进一步改进，所述胶凝剂为海藻酸钠。

本发明还提供了上述建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒、分子筛、空心玻璃微珠、聚酰亚胺纤维、造孔剂、胶凝剂和水；

步骤2：将轻质陶粒、分子筛、空心玻璃微珠经过破碎机粗碎成5mm以下的颗粒，然后放入球磨机中进行湿磨，使得轻质陶粒、分子筛、空心玻璃微珠的颗粒粒径在0.4-0.8mm之间；

步骤3：将细磨后的轻质陶粒、分子筛、空心玻璃微珠放入搅拌机中加2/3的去离子水搅拌，后加入造孔剂搅拌至物料均匀，把浆体注入到模具中，放在标准养护箱中，在25℃、湿度高于95%条件下进行养护，然后烘干、破碎取0.60-1.60mm之间的颗粒待用；

步骤4：上述得到的0.60-1.60mm的颗粒、聚酰亚胺纤维、胶凝剂放入搅拌机中，并加入剩余1/3的去离子水搅拌均匀，浆体注入模具内，在5.0-10.0MPa的压力下成型，保压3min后脱模，干燥48制得粗坯；

步骤5：将干燥后的粗坯入窑烧成，烧成温度为1130℃-1190℃，保温1.5-4.5h，所述烧成温度具体操作为 : 低于400℃时升温速率为1.5℃/min，400-800℃时升温速率为1.0℃/min，800℃之后为3℃/min，并保温1.5-4.5h，即得到所述的建筑用吸音材料。

作为本发明的进一步改进，步骤2中，所述的球磨过程中料球比为1:1.6-2，球磨时间为2-4h。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用颗粒堆积与添加造孔剂相结合的方式制备的建筑用音材料，孔隙率可以达到60%以上，具有较好的吸音效果且力学性能优异，通过使用轻质陶粒作为吸音材料骨料，并掺加分子筛、空心玻璃微珠等多孔无机材料，在增加力学性能的同时，也进一步提高吸音效果。

本发明采用的聚酰亚胺纤维可使吸音材料具有网状相互连接的空间结构，使得轻质陶粒、分子筛、空心玻璃微珠等可以较好地嵌入其中，进一步增强吸音的性能。

本发明基体材料主要由无机材料组成，具有防火、耐老化、耐化学腐蚀、绿色环保，同时将工业固废钢渣进行再利用，减少了其带来的环境污染问题。

具体实施方式

以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒53%、分子筛27.5%、空心玻璃微珠4%、聚酰亚胺纤维3.7%、造孔剂5%、胶凝剂0.3%、去离子水6.5%；

实施例2

一种建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒53%、分子筛24%、空心玻璃微珠5%、聚酰亚胺纤维3.7%、造孔剂5%、胶凝剂0.3%、去离子水7.0%；

实施例3

一种建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒58%、分子筛24%、空心玻璃微珠5%、聚酰亚胺纤维3.7%、造孔剂5.0%、胶凝剂0.3%、去离子水4.0%；

实施例4

一种建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒38%、分子筛30%、空心玻璃微珠5%、聚酰亚胺纤维4.6%、造孔剂6.0%、胶凝剂0.4%、去离子水16.0%；

实施例5

一种建筑用吸音材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：按照重量百分比称取轻质陶粒45%、分子筛27%、空心玻璃微珠5%、聚酰亚胺纤维4.1%、造孔剂5.0%、胶凝剂0.3%、去离子水13.6%；

对比例1

参照专利CN1043116A制备得到的吸音材料。

对比例2

参照专利CN106750672A制备得到的吸音材料。

试验方法

（1）吸声性能的测试

样品的吸声性能采用JTZB驻波管吸声系数测定仪测试，测量过程严格按照GBJ88-85《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》。驻波是声波传播的一个特性，其原理是在法向入射正弦平面波和从试件反射回来的平面波叠加后产生驻波。测试标准试块直径为10cm，实验中测试试样在200Hz、250Hz、315Hz、400Hz、500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz、1250Hz、1600Hz、2000Hz11个频率下的吸声系数，并选取250、500、1000、2000Hz四个频率下的吸声系数平均值作为材料的平均吸声系数，反映材料的整体吸声性能。

(2)抗压强度测试

根据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》的规定，将干燥的样品制成160mm×40mm×40mm的小方体，使用WDW-2000微机控制电子式万能材料试验机测试样品的抗压强度。

实验例1

按照本发明实施例1-5以对比例1-3制备的吸音材料进行性能测试，所得结果如表1所示：

表1 性能检测结果

项目	隔音系数（kcal/mh℃）	吸音系数（NRC）
			实施例1	0.06	0.88
实施例2	0.08	0.92
			实施例3	0.05	0.90
实施例4	0.07	0.86
			实施例5	0.06	0.91
对比例1	0.22	0.55
			对比例2	0.15	0.78

通过表1可以看出，本发明吸音材料相比现有技术吸音、隔音效果好。

实验例2

按照本发明实施例1-5以对比例1-2制备的吸声材料力学性能测试，所得结果如下：

测试标准：抗压强度按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》测试；拉伸强度按GB/T1040.1-2006《塑料拉伸性能测定》；弯曲强度按GB/T9341-2008《塑料弯曲性能测定》；简支梁缺口冲击强度按GB/T1043.1-2008《塑料简支梁缺口冲击性能测定》

表2 性能检测结果

项目	抗压强度（MPa）	拉伸强度（MPa）	弯曲强度（MPa）	简支梁缺口冲击强度（KJ/m2）
					实施例1	10.5	72.8	88.5	20.1
实施例2	10.8	70.5	86.7	21.3
					实施例3	11.2	69.4	85.2	19.9
实施例4	11.5	67.9	83.2	21.3
					实施例5	11.0	70.6	87.1	22.9
对比例1	8.8	59.4	68.3	16.7
					对比例2	9.1	62.2	72.6	18.5
对比例3	8.3	56	63.4	15.7

通过表2可以看出，本发明吸声材料相比现有技术中常规吸声材料具有较好的力学性能。

实验例3

按照本发明实施例1-5以对比例1-2制备的吸声材料进行燃烧性能、环保性能、抗紫外线检测，结果如下所示：

测试标准：燃烧性能按GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》；环保按HJ571-2010《环境标志产品技术要求人造板及其制品》；湿胀率按GB/T7019-2014《纤维水泥制品试验方法》。

表3 性能测试结果

项目	燃烧性能	环保（TVOC）≤mg/m·h	湿胀率≤%
				实施例1	A1	0.003	0.01
实施例2	A1	0.005	0.03
				实施例3	A1	0.003	0.02
实施例4	A1	0.007	0.01
				实施例5	A1	0.004	0.05
对比例1	A2	0.078	0.12
				对比例2	A1	0.18	0.26

通过表3可以看出，本发明的吸声材料相比于现有技术均具有优异的防火性能、环保性能、耐湿性能。

综上所述，本发明通过采用颗粒堆积与添加造孔剂相结合的方式制备的建筑用音材料，孔隙率可以达到60%以上，具有较好的吸音效果且力学性能优异，通过使用轻质陶粒作为吸音材料骨料，并掺加分子筛、空心玻璃微珠等多孔无机材料，在增加力学性能的同时，也进一步提高吸音效果。

上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种建筑用吸音材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

轻质陶粒 35-60%；

分子筛 10-30%；

空心玻璃微珠 2-5%；

聚酰亚胺纤维 1.4-5.0%；

造孔剂 4-6%；

胶凝剂 0.3-0.5%；

余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的建筑用吸音材料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

轻质陶粒 40-55%；

分子筛 20-30%；

空心玻璃微珠 2.5-4.5%；

聚酰亚胺纤维 1.5-5.0%；

造孔剂 4.5-5.5%；

胶凝剂 0.3-0.4%；

余量为去离子水。

3.根据权利要求1所述的建筑用吸音材料，其特征在于，所分子筛为介孔分子筛SBA-16。

4.根据权利要求1所述的建筑用吸音材料，其特征在于，所述聚酰亚胺纤维为聚酰亚胺长丝、聚酰亚胺短切纱及其织物中的一种。

5.根据权利要求1所述的建筑用吸音材料，其特征在于，所述造孔剂为甲基纤维素醚、聚甲基丙烯酸甲酯、羟甲基纤维素钠之一。

6.根据权利要求1所述的建筑用吸音材料，其特征在于，所述胶凝剂为海藻酸钠。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的建筑用吸音材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的建筑用吸音材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的球磨过程中料球比为1:1.6-2，球磨时间为2-4h。