CN110317373A - 一种建筑建材用ehs隔声板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，EHS隔声板包括以下重量份的制备原料：天然植物橡胶30‑50份；纳米TiO₂或纳米SiO₂2‑10份，且纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在天然植物橡胶的外表面；表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子3‑6份；发泡剂4‑7份；炭黑或钛白填料15‑35份；玻璃纤维5‑10份；增塑剂5‑8份；本发明还涉及了该建筑建材用EHS隔声板的制备方法；本发明同时具有质轻保温、安装强度高、优异的隔声、阻燃效果，同时制备工艺简单，易于批量生产实施。

Description

一种建筑建材用EHS隔声板及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑建材领域，具体涉及了一种建筑建材用EHS隔声板及其制备方法。

背景技术

随着人们对居住环境绿色节能要求的提高，各种噪声给居住在城市的居民带来了巨大威胁,其中尤以处于较复杂环境中的住宅居民受到的影响最大。如何解决城市噪声影响,强化住宅的防噪声能力已成为中心住宅区面临的重要问题。

然而目前的常规绿色生态住宅小区都片面地将绿化、水景等硬景观作为环境建设的重点，较少注意住宅小区的声、光、热等物理环境的建设，难以形成整体的生态收集整体居住环境。而可见住宅建筑的声环境问题已成为当前城市规划，小区设计及住宅楼单体设计中应予充分重视和考虑的问题，真正体现以人为本，努力为居住建筑营造一个既优美舒适而又十分宁静的生活环境。

目前已有关于建筑建材领域的隔声技术公开，如CN103571086A的中国发明专利公开了一种阻燃发泡板材，由下列重量份的原料制成：SG-3PVC树脂100、轻质碳酸钙5-7、钛白粉10-14、偶氮二甲酰胺4-5、六亚甲基四胺1.4-1.6、纳米二氧化钛2.8-3.2、沉淀硫酸钡4-6、十二烷基苯磺酸钠1-2、二月桂酸二丁基锡1-2、一缩二乙二醇二苯甲酸酯4-5、氧化锌2-3、过氧化二异丙苯1-2、改性填料6-8；如CN108359158A的中国发明专利公开了一种新型建筑隔音材料及其制备方法，包括以下重量份计的原料：聚乙烯30-45份、聚丁二烯橡胶28-36份、高岭土15-24份、石棉10-18份、植物纤维8-17份、火山泥12-20份、空心玻璃微珠8-16份、玻璃纤维7-15份、蒙脱土5-9份、纳米氧化物4-8份、硅胶粒子8-13份、聚氨酯树脂颗粒10-16份、硅藻泥4-9份、硅酸钙8-14份、发泡剂4-7份、抗氧化剂3-8份、阻燃剂4-7份和增塑剂2-5份；这些技术方案虽然均考虑到了板材的质轻保温、阻燃以及隔音效果，然而因其采用发泡成型工艺会导致板材在安全强度以及隔绝噪声效果上存在较大负面影响。

对此技术现状，同时基于本申请发明人在建筑建材领域隔声领域的专注研发经验以及所累积的理论知识，同时通过大量实际应用案例验证，最终提出本申请技术方案对上述技术问题进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑建材用EHS隔声板及其制备方法，同时具有质轻保温、安装强度高、优异的隔声、阻燃效果，同时制备工艺简单，易于批量生产实施。

本发明采用的技术方案如下：

一种建筑建材用EHS隔声板，所述EHS隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶30-50份；

纳米TiO₂或纳米SiO₂ 2-10份，且所述纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子3-6份；

发泡剂4-7份；

炭黑或钛白填料15-35份；

玻璃纤维5-10份；

增塑剂5-8份。

优选地，所述天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯。

优选地，所述微米级耐磨粒子采用金刚砂或硼碳化合物；且所述高分子热塑聚合物采用热塑聚丙烯；其中，所述热塑聚丙烯占所述微米级耐磨粒子重量份的30-50％。

优选地，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂占天然植物橡胶的重量份占比为8-30％。

优选地，所述EHS隔声板的厚度范围为10-100mm。

优选地，一种如上所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其操作步骤如下:

S10)、按照如上所述重量份的制备原料准备各种原料；

S20)、预先将天然植物橡胶与纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到纳米改性的天然植物橡胶，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

S30)、将纳米改性的天然植物橡胶与剩余原料进行高速搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃；

S40)、将上述步骤S30)所述的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到所述建筑建材用EHS隔声板。

优选地，所述步骤S20)采用二级纳米预混改性工艺，其操作步骤包括：

S21)、首先将30-50％的天然植物橡胶与50-80％的纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到一级纳米改性的天然植物橡胶，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

S22)、在上述步骤S21)所述的一级纳米改性的天然植物橡胶的基础上，向所述封闭式容器内再添加50-70％的天然植物橡胶与20-50％的纳米TiO₂或纳米SiO₂，进行搅拌混合得到二级纳米改性的天然植物橡胶。

优选地，在所述步骤S20)中，所述搅拌速度范围为250-500转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。

优选地，在所述步骤S30)中，所述高速搅拌的搅拌速度范围为1500-2500转/分钟，搅拌时间为25-45分钟。

需要说明的是，本专利全文涉及的EHS是环境Environment、健康Health、安全Safety的缩写，简称EHS，也代表了本发明隔声板的功能特点。

本发明通过在发泡成型的轻质保温隔声技术中首次创造性采用纳米改性技术，纳米材料通过预混预先均匀地包覆在天然橡胶外表面，完成对天然橡胶的改性，然后进行发泡工艺，本申请人惊喜地发现，该纳米改性橡胶结构可以使得本发明可以进一步有效控制噪声，确保噪音在传递途径中可以逐渐衰减，同时具备了阻尼性和环保阻燃性，对撞击声在整个频率范围内具有显著的抑制效果，能够有效隔绝撞击噪声和空气传播噪声；同时本发明还进一步提出采用表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子，通过试验验证，该结构可以进一步保证本发明的安装强度以及耐磨性，最终确保本发明的使用寿命，而且该微米级耐磨粒子包覆在纳米材料外部，也可以进一步控制噪声传播；此外，本发明的制备工艺简单，原料种类少，易于批量生产实施，为居住建筑营造一个既优美舒适而又十分宁静的生活环境提供了有力技术保障。

附图说明

附图1是本发明具体实施方式下建筑建材用EHS隔声板100的结构示意图；

附图2是本发明具体实施方式下建筑建材用EHS隔声板100的制备步骤框图；

附图3是本发明具体实施方式下步骤S20)的具体操作步骤框图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种建筑建材用EHS隔声板，EHS隔声板包括以下重量份的制备原料：天然植物橡胶30-50份；纳米TiO₂或纳米SiO₂ 2-10份，且纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在天然植物橡胶的外表面；表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子3-6份；发泡剂4-7份；炭黑或钛白填料15-35份；玻璃纤维5-10份；增塑剂5-8份。

本发明实施例还公开了一种建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其操作步骤如下:S10)、按照权利要求1重量份的制备原料准备各种原料；S20)、预先将天然植物橡胶与纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到纳米改性的天然植物橡胶，纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在天然植物橡胶的外表面；S30)、将纳米改性的天然植物橡胶与剩余原料进行高速搅拌混合，搅拌温度范围在100-140℃得到共混物；S40)、将上述步骤S30)的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到建筑建材用EHS隔声板。

本发明实施例通过在发泡成型的轻质保温隔声技术中首次创造性采用纳米改性技术，纳米材料通过预混预先均匀地包覆在天然橡胶外表面，完成对天然橡胶的改性，然后进行发泡工艺，本申请人惊喜地发现，该纳米改性橡胶结构可以使得本发明实施例可以进一步有效控制噪声，确保噪音在传递途径中可以逐渐衰减，同时具备了阻尼性和环保阻燃性，对撞击声在整个频率范围内具有显著的抑制效果，能够有效隔绝撞击噪声和空气传播噪声；同时本发明实施例还进一步提出采用表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子，通过试验验证，该结构可以进一步保证本发明的安装强度以及耐磨性，最终确保本发明实施例的使用寿命，而且该微米级耐磨粒子包覆在纳米材料外部，也可以进一步控制噪声传播；此外，本发明实施例的制备工艺简单，原料种类少，易于批量生产实施，为居住建筑营造一个既优美舒适而又十分宁静的生活环境提供了有力技术保障。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都应当属于本发明保护的范围。

请参见图1所示的一种建筑建材用EHS隔声板100，EHS隔声板100的厚度范围为10-100mm，实际厚度根据应用需要进行具体选择，本申请实施例对此不做特别限定；EHS隔声板100包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶30-50份，天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯，本实施例采用天然植物橡胶，不仅原料环保且性能优异；

纳米TiO₂或纳米SiO₂ 2-10份，且纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在天然植物橡胶的外表面，优选地，在本实施方式中，纳米TiO₂或纳米SiO₂占天然植物橡胶的重量份占比为8-30％；

表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子3-6份，优选地，在本实施方式中，微米级耐磨粒子采用金刚砂或硼碳化合物；且高分子热塑聚合物采用热塑聚丙烯，具有非常优异的阻隔水汽透过性以及耐候性能；其中，热塑聚丙烯占微米级耐磨粒子重量份的30-50％；

发泡剂4-7份，具体可以采用现有技术合适的发泡剂；

炭黑或钛白填料15-35份；

玻璃纤维5-10份；

增塑剂5-8份，具体可以采用现有技术合适的增塑剂。

优选地，请进一步参见图2和图3所示，本实施例还提出了一种如上所述的建筑建材用EHS隔声板100的制备方法，其操作步骤如下:

S10)、按照如上所述重量份的制备原料准备各种原料；

S20)、预先将天然植物橡胶与纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到纳米改性的天然植物橡胶，纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在天然植物橡胶的外表面；优选地，本步骤S20)采用二级纳米预混改性工艺，其操作步骤包括：

S21)、首先将30-50％的天然植物橡胶与50-80％的纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到一级纳米改性的天然植物橡胶，纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在天然植物橡胶的外表面，其中，搅拌速度范围为250-500转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；

S22)、在上述步骤S21)的一级纳米改性的天然植物橡胶的基础上，向封闭式容器内再添加50-70％的天然植物橡胶与20-50％的纳米TiO₂或纳米SiO₂，进行搅拌混合得到二级纳米改性的天然植物橡胶，其中，搅拌速度范围为250-500转/分钟，搅拌时间为5-10分钟；

S30)、将纳米改性的天然植物橡胶与剩余原料进行高速搅拌混合得到共混物，其中，搅拌温度范围在100-140℃，高速搅拌的搅拌速度范围为1500-2500转/分钟，搅拌时间为25-45分钟；

S40)、将上述步骤S30)的共混物进行共挤造粒，共挤造粒采用现有公知技术，然后通过模具挤压成型得到建筑建材用EHS隔声板100。

为了进行进一步的试验效果验证对比，本申请还具体设定了以下几组具体实施例和比较例：

实施例1：一种建筑建材用EHS隔声板，厚度为50mm，本实施例包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶50份；

纳米TiO₂ 8份；

表面包覆有热塑聚丙烯的金刚砂4份，其中，热塑聚丙烯占金刚砂重量份的40％；

发泡剂 5份；

炭黑填料 20份；

玻璃纤维 7份；

增塑剂 6份。

本实施例还提出了如上所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其操作步骤如下:

S10)、按照如上所述重量份的制备原料准备各种原料；

S20)、预先将天然植物橡胶与纳米TiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到纳米改性的天然植物橡胶，纳米TiO₂包覆在天然植物橡胶的外表面；优选地，本步骤S20)采用二级纳米预混改性工艺，其操作步骤包括：

S21)、首先将50％的天然植物橡胶与80％的纳米TiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到一级纳米改性的天然植物橡胶，纳米TiO₂包覆在天然植物橡胶的外表面，其中，搅拌速度为350转/分钟，搅拌时间为8分钟；

S22)、在上述步骤S21)的一级纳米改性的天然植物橡胶的基础上，向封闭式容器内再添加50％的天然植物橡胶与20％的纳米TiO₂，进行搅拌混合得到二级纳米改性的天然植物橡胶，其中，搅拌速度为400转/分钟，搅拌时间为8分钟；

S30)、将纳米改性的天然植物橡胶与剩余原料进行高速搅拌混合得到共混物，其中，搅拌温度在125℃，高速搅拌的搅拌速度为2000转/分钟，搅拌时间为40分钟；

S40)、将上述步骤S30)的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到建筑建材用EHS隔声板，。

实施例2：本实施例2的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本实施例2中，采用纳米SiO₂，微米级耐磨粒子采用硼碳化合物，采用钛白填料。

实施例3：本实施例3的其余技术方案与实施例1或实施例2相同，区别在于，在本实施例3中，步骤S20)采用单级纳米预混改性工艺。

在本申请其他实施方式中，也可以采用本实施例提出的其他优选范围的相关参数选择，均可以获得本实施例1-3所述的优异技术效果，这些都是本领域技术人员根据本技术方案内容可以做出的常规技术选择，因此，本申请实施例不再一一展开说明。

比较例1：采用CN103571086A的阻燃发泡板材。

比较例2：采用CN108359158A的建筑隔音板材。

比较例3：本比较例3的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本比较例3中，不包括步骤S20)，且纳米TiO₂同时在步骤S30)时添加。

比较例4：本比较例4的其余技术方案与实施例1相同，区别在于，在本比较例4中，未添加表面包覆有热塑聚丙烯的金刚砂。

请参见下表1所示的试验效果验证对比：

表1：本申请各实施例与各比较例的实施效果对比

	质轻保温性	安装强度	隔声效果	阻燃效果	制备工艺
						实施例1	优异	高	优异	优异	简单，易于实施
实施例2	优异	高	优异	优异	简单，易于实施
						实施例3	优异	高	良好	优异	简单，易于实施
比较例1	优异	较差	一般	优异	较复杂
						比较例2	优异	较差	一般	优异	较复杂
比较例3	优异	高	一般	优异	简单，易于实施
						比较例4	优异	较差	良好	优异	简单，易于实施

通过上表1可明显看出，本实施例同时具有质轻保温、安装强度高、优异的隔声、阻燃效果，同时制备工艺简单，易于批量生产实施；同时本申请实施例采用天然植物橡胶作为原料基料，不仅原料环保且性能优异。

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (9)

1.一种建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，所述EHS隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶 30-50份；

纳米TiO₂或纳米SiO₂ 2-10份，且所述纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子 3-6份；

发泡剂 4-7份；

炭黑或钛白填料 15-35份；

玻璃纤维 5-10份；

增塑剂 5-8份。

2.如权利要求1所述的建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，所述天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯。

3.如权利要求1所述的建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，所述微米级耐磨粒子采用金刚砂或硼碳化合物；且所述高分子热塑聚合物采用热塑聚丙烯；其中，所述热塑聚丙烯占所述微米级耐磨粒子重量份的30-50％。

4.如权利要求1所述的建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂占天然植物橡胶的重量份占比为8-30％。

5.如权利要求1所述的建筑建材用EHS隔声板，其特征在于，所述EHS隔声板的厚度范围为10-100mm。

6.一种如权利要求1-5之一所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其特征在于，其操作步骤如下:

S10)、按照权利要求1所述重量份的制备原料准备各种原料；

S20)、预先将天然植物橡胶与纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到纳米改性的天然植物橡胶，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

S30)、将纳米改性的天然植物橡胶与剩余原料进行高速搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃；

S40)、将上述步骤S30)所述的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到所述建筑建材用EHS隔声板。

7.如权利要求6所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其特征在于，所述步骤S20)采用二级纳米预混改性工艺，其操作步骤包括：

S21)、首先将30-50％的天然植物橡胶与50-80％的纳米TiO₂或纳米SiO₂在封闭式容器内进行搅拌混合得到一级纳米改性的天然植物橡胶，所述纳米TiO₂或纳米SiO₂包覆在所述天然植物橡胶的外表面；

S22)、在上述步骤S21)所述的一级纳米改性的天然植物橡胶的基础上，向所述封闭式容器内再添加50-70％的天然植物橡胶与20-50％的纳米TiO₂或纳米SiO₂，进行搅拌混合得到二级纳米改性的天然植物橡胶。

8.如权利要求6所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S20)中，所述搅拌速度范围为250-500转/分钟，搅拌时间为5-10分钟。

9.如权利要求6所述的建筑建材用EHS隔声板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S30)中，所述高速搅拌的搅拌速度范围为1500-2500转/分钟，搅拌时间为25-45分钟。