CN110407534A - 一种核壳结构的隔音砂浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于隔音材料技术领域，尤其涉及一种核壳结构的隔音砂浆，包括核壳结构隔音颗粒，所述核壳结构隔音颗粒以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳。本发明提供的隔音砂浆刚性颗粒的中心核，密度和质量较大，能有效吸收及耗散声波的振动，通过刚性颗粒中心核与弹性高聚物外壳形成阻尼震动作用，对声波能量有更好的吸收和耗散作用。相比于纯弹性高聚物颗粒形成的非核壳结构隔音颗粒，本发明核壳结构的隔音颗粒能更有效地吸收和消散声波的振动，从而获得更优异的隔音效果。

Description

一种核壳结构的隔音砂浆及其制备方法

技术领域

本发明属于隔音材料技术领域，尤其涉及一种核壳结构的隔音砂浆及其制备方法。

背景技术

随着社会科学技术的发展，对建筑的要求越来越高，噪声控制即是其一，国家标准对于建筑楼板的噪声有其要求，例如GB/T50121-2005《建筑隔声评价标准》、GB 50118-2010《民用建筑隔声设计规范》、GB 50368-2005《住宅建筑规范》、GB/T 19889.7-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量第7部分：楼板撞击声隔声的现场测量》都对此有相关要求。一方面，随着城镇化的推进，居住人口密度越来越高，居住建筑形成高楼层化、集中化的趋势，提高了建筑空间内噪音的控制难度。另一方面，生活质量的提升、工作压力的增大，促使用户对室内的舒适度提出越来越高的要求。在以上两个因素的影响下，隔音性能成为建筑的重要指标，是社会越来越关注的建筑性能之一。

隔音砂浆是改善建筑物内噪声的有效技术之一，是按一定配方提前配置，在地面或墙面形成一层具有隔音性能的复合结构层，然而目前普通砂浆对声波能量的吸收和耗散能量还较局限，难以满足建筑隔音性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核壳结构的隔音砂浆，旨在解决现有砂浆对声波能量的吸收以及对吸收后声波能力的耗散效果不佳，导致隔音效果差，难以满足建筑隔音性能的要求等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种核壳结构的隔音砂浆的制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种核壳结构的隔音砂浆，包括核壳结构隔音颗粒，所述核壳结构隔音颗粒以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳。

优选地，所述核壳结构隔音颗粒的粒径不大于5毫米。

优选地，所述刚性颗粒的密度为所述弹性高聚物的密度的1.5～9倍。

优选地，所述刚性颗粒的直径不大于所述核壳结构隔音颗粒的直径的80％。

优选地，所述核壳结构隔音颗粒中至少包含1个刚性颗粒，所述核壳结构隔音颗粒中包含的所述刚性颗粒的总体积为所述核壳结构隔音颗粒的体积的30％～80％。

优选地，所述刚性颗粒选自：砂石粉末、铝屑、铁屑中至少一种，所述弹性高聚物选自：橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺中至少一种。

优选地，所述核壳结构的隔音砂浆还包含有聚合物、水泥、细沙和辅料。

优选地，以所述核壳结构的隔音砂浆的总质量为100％计，包括以下质量百分比的组分：

优选地，所述聚合物选自：聚醋酸乙烯酯和/或甲基纤维素醚；和/或，

所述辅料选自：石灰膏、灰钙粉、重钙粉、减水剂、防水剂中至少一种。

一种核壳结构的隔音砂浆的制备方法，包括以下步骤：

获取刚性颗粒和弹性高聚物，将所述刚性颗粒添加到所述弹性高聚物的浆料中，混合均匀后造粒，筛选得到核壳结构隔音颗粒；

获取配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料，将配方量的所述核壳结构隔音颗粒与所述聚合物、所述水泥、所述细沙和所述辅料混合均匀，得到核壳结构的隔音砂浆。

本发明提供的核壳结构的隔音砂浆，包含有以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳的核壳结构隔音颗粒，其中，刚性颗粒的中心核，密度和质量较大，能有效吸收及耗散声波的振动，通过刚性颗粒中心核与弹性高聚物外壳形成阻尼震动作用，对声波能量有更好的吸收和耗散作用。相比于纯弹性高聚物颗粒形成的非核壳结构隔音颗粒，本发明核壳结构的隔音颗粒能更有效地吸收和消散声波的振动，从而获得更优异的隔音效果。

本发明提供的核壳结构的隔音砂浆的制备方法，首先将刚性颗粒添加到弹性高聚物的浆料中，混合均匀后造粒筛选得到核壳结构隔音颗粒，然后将配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料与隔音颗粒混合均匀，即得到核壳结构的隔音砂浆，该制备方法，操作简易灵活，产业化可行性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本发明中的实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。

本发明实施例提供了一种核壳结构的隔音砂浆，包括核壳结构隔音颗粒，所述核壳结构隔音颗粒以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳。

本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆，包含有以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳的核壳结构隔音颗粒，其中，刚性颗粒的中心核，密度和质量较大，能有效吸收及耗散声波的振动，通过刚性颗粒中心核与弹性高聚物外壳形成阻尼震动作用，对声波能量有更好的吸收和耗散作用。相比于纯弹性高聚物颗粒形成的非核壳结构隔音颗粒，本发明实施例核壳结构的隔音颗粒能更有效地吸收和消散声波的振动，从而获得更优异的隔音效果。

作为优选实施例，所述核壳结构隔音颗粒的粒径不大于5毫米。本发明实施例核壳结构隔音颗粒的粒径不大于5毫米，一方面，小粒径的隔音颗粒有利于隔音浆料的各原料组分之间混合均匀，是隔音浆料形成均一的有机整体；另一方面，小粒径的隔音颗粒，更有利于提升隔音浆料在建筑材料使用过程中的呈现效果。

作为优选实施例，所述刚性颗粒的密度为所述弹性高聚物的密度的1.5～9倍。本发明实施例密度为弹性高聚物的密度的1.5～9倍的刚性颗粒对声波能量的有更好的吸收和耗散作用。若刚性颗粒密度低于弹性高聚物密度的1.5倍，则导致隔音浆料对声波的增益吸收能量降低，隔音效果变差；若刚性颗粒密度高于弹性高聚物密度的9倍，则不利于刚性颗粒有效吸收撞击声的能量。

作为更优选实施例，所述刚性颗粒的密度为所述弹性高聚物的密度的2.0～4.5倍，该密度倍数的刚性颗粒有最佳的吸收增益能量和声波能量的作用，此时，有最佳的隔音效果。

作为优选实施例，所述刚性颗粒的直径不大于所述核壳结构隔音颗粒的直径的80％。本发明实施例刚性颗粒的直径不大于所述核壳结构隔音颗粒的直径的80％，既确保了隔音砂浆对声波能量的吸收效果，由确保了隔音砂浆对吸收的声波能量的耗散作用。若刚性颗粒的直径过大，则核壳结构的隔音颗粒中弹性高聚物的含量相对太少，不利于隔音颗粒对声波能量的吸收效果；若刚性颗粒的直径过小，则不利于刚性颗粒吸收能量，再耗散能量。

作为优选实施例，所述刚性颗粒的直径为所述核壳结构隔音颗粒的直径的30％-70％，此时刚性颗粒对声波能量有最佳的吸收和耗散作用。

作为优选实施例，所述核壳结构隔音颗粒中至少包含1个刚性颗粒，所述核壳结构隔音颗粒中包含的所述刚性颗粒的总体积为所述核壳结构隔音颗粒的体积的30％～80％。本发明实施例体积占比为30％～80％的刚性颗粒，有效确保了隔音颗粒中刚性颗粒和弹性高聚物的相对含量，此时使核壳结构的隔音浆料对增益吸收的能量最多，且对声波能量的吸收和耗散效果最佳。

作为更优选实施例，所述核壳结构隔音颗粒中可以有多个刚性颗粒，所述核壳结构隔音颗粒中包含的所述刚性颗粒的总体积可以是所述核壳结构隔音颗粒的体积的30％、40％、50％、60％、70％、75％、80％。

作为优选实施例，所述刚性颗粒选自：砂石粉末、铝屑、铁屑中至少一种，所述弹性高聚物选自：橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺中至少一种。本发明实施例刚性颗粒可直接利用建筑生产作业过程中产生的砂石粉末、铝屑、铁屑等高密度、高硬度材料，既合理利用废弃资源，复合绿色环保理念，且原料来源广，成本低，从而降低了隔音砂浆的制造和使用成本。橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺等弹性高聚物，对声波能量有较好的吸收和耗散效果。

作为优选实施例，所述核壳结构的隔音砂浆还包含有聚合物、水泥、细沙和辅料。本发明实施例核壳结构的隔音砂浆可以通过添加聚合物、水泥、细沙以及辅料等提升隔音砂浆的机械性能、力学性能、韧性等特性，使隔音砂浆有更全面的性能，便于建筑施用和应用。

作为更优选实施例，以所述核壳结构的隔音砂浆的总质量为100％计，包括以下质量百分比的组分：

本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆，包含有5％-25％的核壳结构隔音颗粒，2％-10％的聚合物，20％-35％的水泥，25％-45％的细沙和0-15％的辅料。一方面，通过5％-25％的核壳结构隔音颗粒，通过内核物质和外壳物质形成的阻尼振动作用对声波能量有更好的吸收和耗散作用。相对比非核壳结构的隔音颗粒，核壳结构的隔音颗粒能更有效地吸收和消散声波的振动；另一方面，通过2％-10％的聚合物，20％-35％的水泥，25％-45％的细沙和0-15％的辅料，使隔音浆料应用于建筑材料时既具有合适的机械强度，又能有效提升隔音砂浆的抗开裂性能，满足建筑施工要求。本发明实施例提供的隔音砂浆通过核壳结构隔音颗粒、聚合物等各组分的综合作用，使其不但具有优异的隔音性能，而且原材料来源广，成本低，满足建筑施工要求。

作为优选实施例，所述聚合物选自：聚醋酸乙烯酯和/或甲基纤维素醚。本发明实施例在核壳结构的隔音砂浆中添加聚醋酸乙烯酯和/或甲基纤维素醚聚合物，能有效提高隔音砂浆抗开裂性能，增强隔音砂浆的韧性，进一步确保隔音砂浆隔音效果的持久性。避免因隔音砂浆开裂导致隔音性能降低的风险。

作为优选实施例，所述辅料选自：石灰膏、灰钙粉、重钙粉、减水剂、防水剂中至少一种。本发明实施例可根据建筑施工对隔音砂浆的施工性能的具体要求，相应的添加石灰膏、灰钙粉、重钙粉、减水剂或防水剂等对隔音性能影响较小的辅料，提升隔音砂浆的施工灵活性，使其满足不同建筑施工需求。

在一些实施例中，所述聚合物选自：聚醋酸乙烯酯和/或甲基纤维素醚；所述辅料选自：石灰膏、灰钙粉、重钙粉、减水剂、防水剂中至少一种。

本发明实施例对核壳结构的隔音浆料中添加的水泥种类的型号，以及细沙不做具体限定，只要能实现隔音浆料上述技术效果即可，可以根据具体的建筑施工需求选择合适的具体水泥种类和细沙，满足施工需要。

本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆可以通过下述方法制备获得。

本发明实施例还提供了一种核壳结构的隔音砂浆的制备方法，包括以下步骤：

S10.获取刚性颗粒和弹性高聚物，将所述刚性颗粒添加到所述弹性高聚物的浆料中，混合均匀后造粒，筛选得到核壳结构隔音颗粒；

S20.获取配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料，将配方量的所述核壳结构隔音颗粒与所述聚合物、所述水泥、所述细沙和所述辅料混合均匀，得到核壳结构的隔音砂浆。

本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆的制备方法，首先将刚性颗粒添加到弹性高聚物的浆料中，混合均匀后造粒筛选得到核壳结构隔音颗粒，然后将配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料与隔音颗粒混合均匀，即得到核壳结构的隔音砂浆，该制备方法，操作简易灵活，产业化可行性高。

具体的，上述步骤S10中，获取刚性颗粒和弹性高聚物，将所述刚性颗粒添加到所述弹性高聚物的浆料中，混合均匀后，通过切割、磨碎成颗粒，然后筛选得到核壳结构隔音颗粒。

具体地，上述步骤S20中，将配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料与隔音颗粒混合均匀，即制得核壳结构的隔音砂浆。该核壳结构的隔音砂浆为干粉料，便于运送和存储，在建筑施工时，在核壳结构的隔音砂浆的干粉料中添加适量的水，即可搅拌使用，施工操作灵活方面。

为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例核壳结构的隔音砂浆及其制备方法的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。

实施例1

一种核壳结构的隔音砂浆，通过以下方法制得：

在1kg橡胶浆料中，加入2kg直径不大于0.2毫米的大理石粉，混合均匀。将所得样品进行切割、磨碎成颗粒，筛选得到粒径1毫米以下的核壳结构隔音颗粒。

按核壳结构隔音颗粒、42.5MPa普通硅酸盐水泥、细沙和聚醋酸乙烯酯的质量比为16:33:43:8，将核壳结构隔音颗粒、42.5MPa普通硅酸盐水泥、细沙和聚醋酸乙烯酯混合均匀，配置得到核壳结构的隔音砂浆。

隔音砂浆粉放入锥型搅拌机中，加入适量水，搅拌15分钟。

实施例2

一种核壳结构的隔音砂浆，通过以下方法制得：

在1kg熔融状态下的聚氨酯中，加入2kg直径不大于0.3毫米的铝屑，混合均匀。将所得样品进行切割、磨碎成颗粒，筛选得到粒径2毫米以下的核壳结构隔音颗粒。

按核壳结构隔音颗粒、42.5MPa普通硅酸盐水泥、细沙和聚醋酸乙烯酯的质量比为17:34:42:7，将核壳结构隔音颗粒、42.5MPa普通硅酸盐水泥、细沙和聚醋酸乙烯酯混合均匀，配置得到核壳结构的隔音砂浆。

对比例1

以实施例1为参照，根据大理石粉与橡胶密度关系进行计算，按相同体积量以纯橡胶粉替换核壳结构隔音颗粒，配置了相同成分比例的隔音砂浆。

对比例2

以实施例2为参照，根据铝粉与聚氨酯密度关系进行计算，按相同体积量以纯聚氨酯粉替换核壳结构隔音颗粒，配置了相同成分的隔音砂浆。

进一步的，为了验证本发明实施例1和2制备的核壳结构的隔音砂浆进步性，本发明实施例对实施例1和2以及对比例1和2制备的隔音砂浆进行了隔音效果测试。

将实施例1和2，对比例1和2制得的核壳结构的隔音砂浆中添加适量的水，搅拌15分钟(搅拌均匀)，测试各自的撞击声声压级，结果如下表1所示：

表1

测试项目	撞击声声压级
		实施例1	≦65dB
对比例1	≦69dB
		实施例2	≦67dB
对比例2	≦70dB

通过以上测试结果可知，本发明实施例提供的核壳结构的隔音砂浆的隔音效果明显优于同条件组分下纯弹性高聚物制成的非核壳结构的隔音砂浆的隔音效果，增益效果明显。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，包括核壳结构隔音颗粒，所述核壳结构隔音颗粒以刚性颗粒为核，以弹性高聚物为壳。

2.如权利要求1所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述核壳结构隔音颗粒的粒径不大于5毫米。

3.如权利要求1或2所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述刚性颗粒的密度为所述弹性高聚物的密度的1.5～9倍。

4.如权利要求3所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述刚性颗粒的直径不大于所述核壳结构隔音颗粒的直径的80％。

5.如权利要求1或2或4所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述核壳结构隔音颗粒中至少包含1个刚性颗粒，所述核壳结构隔音颗粒中包含的所述刚性颗粒的总体积为所述核壳结构隔音颗粒的体积的30％～80％。

6.如权利要求5所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述刚性颗粒选自：砂石粉末、铝屑、铁屑中至少一种，所述弹性高聚物选自：橡胶、聚氨酯、聚酰亚胺中至少一种。

7.如权利要求1或2或4或6所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述核壳结构的隔音砂浆还包含有聚合物、水泥、细沙和辅料。

8.如权利要求7所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，以所述核壳结构的隔音砂浆的总质量为100％计，包括以下质量百分比的组分：

9.如权利要求8所述的核壳结构的隔音砂浆，其特征在于，所述聚合物选自：聚醋酸乙烯酯和/或甲基纤维素醚；和/或，

所述辅料选自：石灰膏、灰钙粉、重钙粉、减水剂、防水剂中至少一种。

10.一种核壳结构的隔音砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取刚性颗粒和弹性高聚物，将所述刚性颗粒添加到所述弹性高聚物的浆料中，混合均匀后造粒，筛选得到核壳结构隔音颗粒；

获取配方量的聚合物、水泥、细沙和辅料，将配方量的所述核壳结构隔音颗粒与所述聚合物、所述水泥、所述细沙和所述辅料混合均匀，得到核壳结构的隔音砂浆。