CN111205519A - 一种alg纳米橡塑保温隔声板及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ALG纳米橡塑保温隔声板，包括以下重量份的制备原料：天然植物橡胶35‑55份；纳米增强保温复合剂25‑45份；发泡剂4‑10份；增塑剂5‑10份；其中,纳米增强保温复合剂采用将重量份比例为10‑40％的纳米TiO₂或纳米SiO₂与重量份比例为60‑90％的填料在封闭式容器内进行高速搅拌混合；高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟；本发明还涉及了该ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法；本发明耗用原材料少，加工成品率高，耐久性优异，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ALG纳米橡塑保温隔声板及其加工方法

技术领域

本发明属于建筑建材领域，具体涉及了一种ALG纳米橡塑保温隔声板，本发明还涉及该ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法。

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加工方法，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，在2019年07月22日在先提出了一种建筑建材用EHS隔声板及其加工方法(专利公开号为CN110317373A)，通过将纳米TiO₂或纳米SiO₂通过预混均匀包覆在天然植物橡胶的外表面；同时添加表面包覆有高分子热塑聚合物的微米级耐磨粒子3-6份。由于该技术需要添加微米级耐磨粒子来确保其安装强度，但其也会给后续共挤造粒工艺中的发泡过程发生负面影响，导致共挤造粒的成品率相对较低；而且由于纳米材料的比表面积大存在添加困难的难点，而且将纳米材料与天然橡胶的预混也会橡胶的结构本身可能也会产生一些耐久性方面的负面影响。因此，本申请人希望对纳米橡塑保温隔声板的技术做深入研究开发提出进一步的优化技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种ALG纳米橡塑保温隔声板及其加工方法，耗用原材料少，加工成品率高，耐久性优异，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ALG纳米橡塑保温隔声板，所述保温隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶 35-55份；

纳米增强保温复合剂 25-45份；

发泡剂 4-10份；

增塑剂 5-10份；

其中，所述纳米增强保温复合剂采用将重量份比例为10-40％的纳米TiO₂或纳米SiO₂与重量份比例为60-90％的填料在封闭式容器内进行高速搅拌混合；所述高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟。

优选地，所述填料采用炭黑或钛白填料；所述天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯。

优选地，所述纳米增强保温复合剂的原料还包括作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，所述石墨烯占所述填料的重量份比例为1-5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的共容性，所述蜡粉占所述填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的流动性。

优选地，所述保温隔声板的原料还包括5-10份的玻璃纤维，用于保温隔声板的增强作用。

优选地，所述保温隔声板的厚度范围为10-100mm。

优选地，一种如上所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其操作步骤如下:

A10)、预先制备所述纳米增强保温复合剂；

A20)、将所述纳米增强保温复合剂与剩余原料进行搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃，搅拌时间不少于25分钟；

A30)、将上述步骤A20)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ALG纳米橡塑保温隔声板。

优选地，所述纳米增强保温复合剂的加工方法包括如下操作步骤：

A11)、将所述填料预先放置在封闭式容器内，所述封闭式容器将温度加热并保持在50-80℃；

A12)、将所述纳米TiO₂或纳米SiO₂添加到所述封闭式容器内，启动高速搅拌，所述高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟；

A13)、停止高速搅拌和加热，待冷却至室温后出料得到所述纳米增强保温复合剂。

优选地，在所述步骤A12)中，所述搅拌速度范围为800-1500转/分钟，搅拌时间为5-15分钟。

优选地，在所述步骤A12)中，向所述封闭式容器添加作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，所述石墨烯占所述填料的重量份比例为1-5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的共容性，所述蜡粉占所述填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的流动性。

优选地，在所述步骤A20)中，所述搅拌速度范围为400-600转/分钟，搅拌时间为30-60分钟。

需要说明的是，本专利全文涉及的ALG是本申请人生产的纳米橡塑保温隔声板产品的产品代号，无特别限定含义。

本发明通过在发泡成型的轻质保温隔声技术中创造性采用纳米增强保温复合剂技术，纳米增强保温复合剂与天然橡胶充分填充混合后再进行共挤造粒工艺，本申请人惊喜地发现，该纳米填充改性的橡胶材料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；属于本发明的技术核心贡献的是，本发明取消了将纳米材料与天然橡胶直接进行二级预混纳米改进的方法，因为该方法存在纳米材料添加困难，同时会导致天然橡胶由于经过多次高速搅拌引起自身结构发生变化而导致耐久性变差的问题，而是创造性地采用将纳米材料直接与填料进行高速预混复合得到作为核心增强保温材料的纳米增强保温复合剂，减少了对天然橡胶的破坏，同时可以进一步利于纳米材料在纳米橡塑保温隔声板中的增强保温填充效果，不需要再添加耐磨材料进而确保了共挤造粒中的发泡过程得以顺利实施，而且也确保了纳米材料在纳米橡塑保温隔声板中的有效添加量；因此本发明的耗用原材料少，加工成品率高，耐久性优异，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；最终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ALG纳米橡塑保温隔声板的制备步骤框图；

附图2是本发明具体实施方式下纳米增强保温复合剂的制备步骤框图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种ALG纳米橡塑保温隔声板，保温隔声板包括以下重量份的制备原料：天然植物橡胶35-55份；纳米增强保温复合剂25-45份；发泡剂4-10份；增塑剂5-10份；其中，纳米增强保温复合剂采用将重量份比例为10-40％的纳米TiO₂或纳米SiO₂与重量份比例为60-90％的填料在封闭式容器内进行高速搅拌混合；高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟。

本发明实施例还公开了一种如上所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其操作步骤如下:A10)、预先制备纳米增强保温复合剂；A20)、将纳米增强保温复合剂与剩余原料进行搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃，搅拌时间不少于25分钟；A30)、将上述步骤A20)的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到ALG纳米橡塑保温隔声板。

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。

一种ALG纳米橡塑保温隔声板，保温隔声板的厚度范围为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；保温隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶 35-55份，天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯，不仅原料环保且性能优异；

纳米增强保温复合剂 25-45份；

发泡剂 4-10份，采用现有技术合适的发泡剂；

增塑剂 5-10份，可以采用现有技术合适的增塑剂；

优选地，还可以添加5-10份的玻璃纤维，用于保温隔声板的增强作用；

其中，纳米增强保温复合剂采用将重量份比例为10-40％的纳米TiO₂或纳米SiO₂与重量份比例为60-90％的填料在封闭式容器内进行高速搅拌混合；高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟；优选地，填料采用炭黑或钛白填料；进一步优选地，纳米增强保温复合剂的原料还包括作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，石墨烯占填料的重量份比例为1-5％，用于提高纳米TiO₂或纳米SiO₂与填料均匀混合时的共容性，蜡粉占填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高纳米TiO₂或纳米SiO₂与填料均匀混合时的流动性。

优选地，请进一步参见图1和图2所示，本实施例还提出了一种如上ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其操作步骤如下:

A10)、预先制备纳米增强保温复合剂；优选地，纳米增强保温复合剂的加工方法包括如下操作步骤：

A11)、将填料预先放置在封闭式容器内，封闭式容器将温度加热并保持在50-80℃；

A12)、将纳米TiO₂或纳米SiO₂添加到封闭式容器内，启动高速搅拌，高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟；进一步优选地，在本步骤A12)中，搅拌速度范围为800-1500转/分钟，搅拌时间为5-15分钟；同时在本步骤A12)中，向封闭式容器添加作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，石墨烯占填料的重量份比例为1-5％，用于提高纳米TiO₂或纳米SiO₂与填料均匀混合时的共容性，蜡粉占填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高纳米TiO₂或纳米SiO₂与填料均匀混合时的流动性。

A13)、停止高速搅拌和加热，待冷却至室温后出料得到纳米增强保温复合剂。

A20)、将纳米增强保温复合剂与剩余原料进行搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃，搅拌时间不少于25分钟；优选地，在本步骤A20)中，搅拌速度范围为400-600转/分钟，搅拌时间为30-60分钟；

A30)、将上述步骤A20)的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到ALG纳米橡塑保温隔声板。

本实施例通过在发泡成型的轻质保温隔声技术中创造性采用纳米增强保温复合剂技术，纳米增强保温复合剂与天然橡胶充分填充混合后再进行共挤造粒工艺，本申请人惊喜地发现，该纳米填充改性的橡胶材料可以使得本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；属于本实施例的技术核心贡献的是，本实施例取消了将纳米材料与天然橡胶直接进行二级预混纳米改进的方法，因为该方法存在纳米材料添加困难，同时会导致天然橡胶由于经过多次高速搅拌引起自身结构发生变化而导致耐久性变差的问题，而是创造性地采用将纳米材料直接与填料进行高速预混复合得到作为核心增强保温材料的纳米增强保温复合剂，减少了对天然橡胶的破坏，同时可以进一步利于纳米材料在纳米橡塑保温隔声板中的增强保温填充效果，不需要再添加耐磨材料进而确保了共挤造粒中的发泡过程得以顺利实施，而且也确保了纳米材料在纳米橡塑保温隔声板中的有效添加量；因此本实施例的耗用原材料少，加工成品率高，耐久性优异，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；最终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ALG纳米橡塑保温隔声板，保温隔声板的厚度为60mm，保温隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶45份，天然植物橡胶的主要成分为顺-聚异戊二烯，不仅原料环保且性能优异；

其中，纳米增强保温复合剂的原料包括重量份比例为30％的纳米TiO₂以及重量份比例为70％的钛白；

如上所述ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其操作步骤如下:

A10)、预先制备纳米增强保温复合剂，其中，纳米增强保温复合剂的加工方法包括如下操作步骤：

A11)、将钛白预先放置在封闭式容器内，封闭式容器将温度加热并保持在65℃；

A12)、将纳米TiO₂以及占钛白的重量份比例为1％的蜡粉添加到封闭式容器内，启动高速搅拌，高速搅拌的速度范围设置在1000-1200转/分钟，搅拌时间为10分钟；

A13)、停止高速搅拌和加热，待冷却至室温后出料得到纳米增强保温复合剂；

A20)、将纳米增强保温复合剂与剩余原料进行搅拌混合得到共混物，搅拌温度设置在120℃，搅拌速度范围为500-550转/分钟，搅拌时间为45分钟；

A30)、将上述步骤A20)的共混物进行共挤造粒，然后通过模具挤压成型得到ALG纳米橡塑保温隔声板，本实施例涉及的共挤造粒属于本领域的公知常识，本实施例在实施过程中对其没有特别之处，因此不再具体展开说明。

实施例2：本实施例2的其余技术方案同实施例1，区别在于，在本实施例2中，采用纳米SiO₂替代实施例1中的纳米TiO₂，同时采用炭黑替代实施例1中的的钛白。

实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例2，区别在于，在本实施例3中，在步骤A12)中，向封闭式容器内添加占炭黑的重量份比例为3％的石墨烯。

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：采用本申请人在先技术CN110317373A提出的EHS隔声板。

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，在步骤A20)中，进一步添加4份表面包覆有热塑聚丙烯的金刚砂。

请直接参见下表1所示的试验效果验证对比(各相实施效果都是参照建筑行业对其应用建材的性能标准进行测试)：

表1：本申请各实施例与各比较例的实施效果对比

通过上表1可明显看出，本申请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，制备工艺简单，易于批量生产实施，而且本申请实施例的耗用原材料更少，加工成品率高，耐久性优异。

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 (10)

1.一种ALG纳米橡塑保温隔声板，其特征在于，所述保温隔声板包括以下重量份的制备原料：

天然植物橡胶 35-55份；

纳米增强保温复合剂 25-45份；

发泡剂 4-10份；

增塑剂 5-10份；

其中，所述纳米增强保温复合剂采用将重量份比例为10-40％的纳米TiO₂或纳米SiO₂与重量份比例为60-90％的填料在封闭式容器内进行高速搅拌混合；所述高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟。

2.如权利要求1所述的ALG纳米橡塑保温隔声板，其特征在于，所述填料采用炭黑或钛白填料；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ALG纳米橡塑保温隔声板，其特征在于，所述纳米增强保温复合剂的原料还包括作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，所述石墨烯占所述填料的重量份比例为1-5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的共容性，所述蜡粉占所述填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的流动性。

4.如权利要求1所述的ALG纳米橡塑保温隔声板，其特征在于，所述保温隔声板的原料还包括5-10份的玻璃纤维，用于保温隔声板的增强作用。

5.如权利要求1所述的ALG纳米橡塑保温隔声板，其特征在于，所述保温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ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其特征在于，其操作步骤如下:

A10)、预先制备所述纳米增强保温复合剂；

A20)、将所述纳米增强保温复合剂与剩余原料进行搅拌混合得到共混物，搅拌温度范围在100-140℃，搅拌时间不少于25分钟；

A30)、将上述步骤A20)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ALG纳米橡塑保温隔声板。

7.如权利要求6所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其特征在于，所述纳米增强保温复合剂的加工方法包括如下操作步骤：

A11)、将所述填料预先放置在封闭式容器内，所述封闭式容器将温度加热并保持在50-80℃；

A12)、将所述纳米TiO₂或纳米SiO₂添加到所述封闭式容器内，启动高速搅拌，所述高速搅拌的速度不低于800转/分钟，搅拌时间不少于5分钟；

A13)、停止高速搅拌和加热，待冷却至室温后出料得到所述纳米增强保温复合剂。

8.如权利要求7所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其特征在于，在所述步骤A12)中，所述搅拌速度范围为800-1500转/分钟，搅拌时间为5-15分钟。

9.如权利要求7所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其特征在于，在所述步骤A12)中，向所述封闭式容器添加作为增电剂的石墨烯和作为流动助剂的蜡粉，其中，所述石墨烯占所述填料的重量份比例为1-5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的共容性，所述蜡粉占所述填料的重量份比例为0.5-1.5％，用于提高所述纳米TiO₂或纳米SiO₂与所述填料均匀混合时的流动性。

10.如权利要求6所述的ALG纳米橡塑保温隔声板的加工方法，其特征在于，在所述步骤A20)中，所述搅拌速度范围为400-600转/分钟，搅拌时间为30-60分钟。

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