CN112390611B - 一种高强度吸音天花板及其制备方法 - Google Patents

一种高强度吸音天花板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度吸音天花板及其制备方法，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：35~45份改性磷石膏、10~18份高岭土、8~12份石英粉、4~8份改性海泡石、4~7份白云石粉、3~6份粉煤灰、2~5份硬脂酸钡、1~3份氧化镁、0.8~2份硼酸锌、10~15份去离子水；本发明所述的天花板具有良好的吸音效果且断裂载荷性能优异；通过改性海泡石和改性磷石膏的加入来显著提高吸音效果且断裂载荷性能，通过使用磷石膏能够缓解磷石膏的大量堆积，并且减少磷石膏对环境的污染。

Description

一种高强度吸音天花板及其制备方法
技术领域
本发明涉及天花板技术领域，具体涉及一种高强度吸音天花板及其制备方法。
背景技术
磷石膏(CaSO4·2H2O)是湿法磷酸生产过程中产生的工业固体废弃物，在工业副产石膏废渣中排放量最大，是一种可再生石膏资源。在磷化工行业湿法生产磷酸过程中，每生产1t湿法磷酸就会产生4.5～5.5t磷石膏。磷石膏的大量产排和堆存，占用了大量土地，增加了投资和运维成本，同时带来严重的安全和生态环境污染等问题。磷石膏的处理处置和资源化综合利用，变废为宝，具有重大意义。
天花板安装在建筑物室内顶部表面，在室内设计中，天花板可以写画、油漆美化室内环境及安装吊灯、光管、吊扇、开天窗、装空调，改变室内照明及空气流通的效用在会议或者家用场合，天花板需要具有良好的吸音功效，以避免大的房屋结构出现回音现象。目前的隔音，吸音建筑天花板效果比较差，达不到相关要求。
发明内容
本发明提供一种高强度吸音天花板及其制备方法，所述的天花板具有良好的吸音效果且断裂载荷性能优异。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种高强度吸音天花板，由以下重量份原料制成：35~45份改性磷石膏、10~18份高岭土、8~12份石英粉、4~8份改性海泡石、4~7份白云石粉、3~6份粉煤灰、2~5份硬脂酸钡、1~3份氧化镁、0.8~2份硼酸锌、10~15份去离子水。
作为一种优选方案，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：38~45份改性磷石膏、12~18份高岭土、8~11份石英粉、4~7份改性海泡石、4~6份白云石粉、3~5份粉煤灰、2~3.5份硬脂酸钡、1.5~3份氧化镁、1~2份硼酸锌、10~14份去离子水。
作为一种最优选方案，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：41份改性磷石膏、15份高岭土、10份石英粉、6份改性海泡石、5份白云石粉、4.5份粉煤灰、3份硬脂酸钡、2份氧化镁、1.5份硼酸锌、12份去离子水。
作为一种优选方案，所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在175~190℃下煅烧1.5~3h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将4~8份空心玻璃微珠加入到12~20份浓盐酸中，超声处理，过滤，干燥，再加入到12~20份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将25~35份煅烧磷石膏、4~8份预处理空心玻璃微珠、2~4份尿素、1~4份硫酸钠、0.5~2份生石灰、0.5~1.5份木质素磺酸钠、4~8份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
本发明的发明人在大量的研究中发现，通过改性得到的改性磷石膏，有效去除磷石膏中的大量可溶磷、可溶氟以及有机物杂质，在受力时，磷石膏中的空心玻璃微珠作为主要的增强相，能够吸收缓解能量，防止石膏产生裂纹，且与磷石膏之间的结合力高，内部不会发生团聚现象，使内部结构更加致密，且对空心玻璃微珠进行预处理，能够有效的去除表面杂质，使空心玻璃微珠活化，改性得到的改性磷石膏能够有效的降低水的用量，从而进一步断裂载荷、提高吸音效果。
申请人另外选取常用的玻璃纤维作为主要增强相替换空心玻璃微珠时，发现，首先，玻璃纤维与磷石膏难结合，在结合后，由于玻璃纤维的加入分散性不佳，同时由于玻璃纤维易发生结团现象，所以对于吸音效果以及断裂载荷性能提升不大。
作为一种优选方案，所述超声处理功率为400~800W，处理时间为15~30min。
作为一种优选方案，所述氢氧化钠溶液质量浓度为4~10%。
作为一种优选方案，所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将6~10份海泡石在20~30份浓盐酸中浸泡40~100min，再加入0.8~2份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将4~8份空心玻璃微珠加入到12~20份浓盐酸中，400~800W超声处理15~30min，过滤，干燥，再加入到12~20份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将4~8份预处理海泡石、1~4份预处理空心玻璃微珠、0.5~1份木质素磺酸钠、0.1~0.4份硅烷偶联剂加入到去离子水中，以400~800rpm转速搅拌40~70min，再用400~800W超声处理10~20min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
本发明的发明人在大量的研究中发现，海泡石由于特殊孔隙结构，加入到配方体系中能够显著提高吸音效果，但是其对断裂载荷的提高不大，因此申请人对其进行了改性处理，改性后的海泡石，能够在提高吸音效果同时也能显著提高断裂载荷。
作为一种优选方案，所述氢氧化钠溶液质量浓度为4~10%。
作为一种优选方案，所述硅烷偶联剂为KH550。
本发明还提供了一种所述的高强度吸音天花板的制备方法，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，60~100min后脱模，即得高强度吸音天花板。
本发明的有益效果：（1）本发明所述的天花板具有良好的吸音效果且断裂载荷性能优异；（2）本发明通过改性海泡石和改性磷石膏的加入来显著提高吸音效果且断裂载荷性能，通过使用磷石膏能够缓解磷石膏的大量堆积，并且减少磷石膏对环境的污染。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。
实施例1
一种高强度吸音天花板，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：41份改性磷石膏、15份高岭土、10份石英粉、6份改性海泡石、5份白云石粉、4.5份粉煤灰、3份硬脂酸钡、2份氧化镁、1.5份硼酸锌、12份去离子水。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将29.5份煅烧磷石膏、6份预处理空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将7份海泡石在21.5份浓盐酸中浸泡60min，再加入1.5份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将7份预处理海泡石、2份预处理空心玻璃微珠、0.8份木质素磺酸钠、0.2份KH550加入到去离子水中，以500rpm转速搅拌50min，再用500W超声处理15min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述的高强度吸音天花板的制备方法，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，90min后脱模，即得高强度吸音天花板。
实施例2
一种高强度吸音天花板，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：35份改性磷石膏、10份高岭土、8份石英粉、4份改性海泡石、4份白云石粉、3份粉煤灰、2份硬脂酸钡、1份氧化镁、0.8份硼酸锌、10份去离子水。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将29.5份煅烧磷石膏、6份预处理空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将7份海泡石在21.5份浓盐酸中浸泡60min，再加入1.5份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将7份预处理海泡石、2份预处理空心玻璃微珠、0.8份木质素磺酸钠、0.2份KH550加入到去离子水中，以500rpm转速搅拌50min，再用500W超声处理15min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述的高强度吸音天花板的制备方法，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，90min后脱模，即得高强度吸音天花板。
实施例3
一种高强度吸音天花板，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：40份改性磷石膏、16份高岭土、11份石英粉、5份改性海泡石、5份白云石粉、4.5份粉煤灰、3份硬脂酸钡、2份氧化镁、1.5份硼酸锌、14份去离子水。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将29.5份煅烧磷石膏、6份预处理空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将7份海泡石在21.5份浓盐酸中浸泡60min，再加入1.5份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将7份预处理海泡石、2份预处理空心玻璃微珠、0.8份木质素磺酸钠、0.2份KH550加入到去离子水中，以500rpm转速搅拌50min，再用500W超声处理15min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述的高强度吸音天花板的制备方法，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，90min后脱模，即得高强度吸音天花板。
实施例4
一种高强度吸音天花板，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：38份改性磷石膏、12份高岭土、8份石英粉、5份改性海泡石、4份白云石粉、3份粉煤灰、2份硬脂酸钡、1.5份氧化镁、1份硼酸锌、10份去离子水。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将29.5份煅烧磷石膏、6份预处理空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将7份海泡石在21.5份浓盐酸中浸泡60min，再加入1.5份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将7份预处理海泡石、2份预处理空心玻璃微珠、0.8份木质素磺酸钠、0.2份KH550加入到去离子水中，以500rpm转速搅拌50min，再用500W超声处理15min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
在本实施例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
所述的高强度吸音天花板的制备方法，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，90min后脱模，即得高强度吸音天花板。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1用磷石膏替换改性磷石膏，其他都相同。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的改性磷石膏的制备方法不同于实施例1，其他都相同，即在本对比例中，所述改性磷石膏的制备方法中空心玻璃微珠没有经过预处理。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将29.5份煅烧磷石膏、6份空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本对比例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的改性磷石膏的制备方法不同于实施例1，其他都相同，即在本对比例中，所述的改性磷石膏的制备方法中，采用玻璃纤维替换预处理空心玻璃微珠。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在185℃下煅烧2h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将29.5份煅烧磷石膏、6份玻璃纤维、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，所述的改性磷石膏的制备方法不同于实施例1，其他都相同，即在本对比例中，所述的改性磷石膏的制备方法中，磷石膏不经过煅烧处理。
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将7份空心玻璃微珠加入到13份浓盐酸中，用500W超声处理25min，过滤，干燥，再加入到13份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S2、将29.5份磷石膏、6份预处理空心玻璃微珠、3份尿素、2份硫酸钠、1.5份生石灰、1份木质素磺酸钠、7份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏。
在本对比例中，所述氢氧化钠溶液质量浓度为6%。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例5不含有所述的改性海泡石，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例1不同之处在于，对比例6用海泡石替换改性海泡石，其他都相同。
对比例7
对比例7与实施例1不同之处在于，所述的改性海泡石的制备方法不同于实施例1，其他都相同，即在本对比例中，所述的改性海泡石和空心玻璃微珠都没有经过预处理。
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、将7份海泡石、2份空心玻璃微珠、0.8份木质素磺酸钠、0.2份KH550加入到去离子水中，以500rpm转速搅拌50min，再用500W超声处理15min，过滤，干燥，即得改性海泡石。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.将实施例1~4、对比例1~7所述的高强度吸音天花板制成尺寸为3000mm×1200mm×15mm供测试，按照GB/T 9775-1999所述的方法测试断裂荷载；按照GB/T 19889.3-2005所述的方法进行测试（隔音量），测试结果见表1。
表1 测试结果
Figure 143154DEST_PATH_IMAGE002
从表1中可看出，本发明所述的高强度吸音天花板具有良好的断裂载荷、吸音效果。
对比实施例1~4可知，不同高强度吸音天花板的配比能够影响天花板的断裂载荷、吸音效果，其中实施例1为最佳配比，具有最佳的断裂载荷以及吸音效果。
对比实施例1与对比例1可知，本发明所制备得到的改性磷石膏能够显著提高断裂载荷以及吸音效果。
对比实施例1与对比例2~4可知，当本发明所述的改性磷石膏的制备方法被替换，所述的断裂载荷以及吸音效果会显著下降。
对比实施例1与对比例5、6可知，本发明所制备得到的改性海泡石能够显著提高断裂载荷以及吸音效果。
对比实施例1与对比例7可知，当本发明所述的改性海泡石的制备方法被替换，所述的断裂载荷以及吸音效果会显著下降。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种高强度吸音天花板，其特征在于，由以下重量份原料制成：35~45份改性磷石膏、10~18份高岭土、8~12份石英粉、4~8份改性海泡石、4~7份白云石粉、3~6份粉煤灰、2~5份硬脂酸钡、1~3份氧化镁、0.8~2份硼酸锌、10~15份去离子水；
所述改性磷石膏的制备方法为：
S1、将磷石膏在175~190℃下煅烧1 .5~3h，煅烧后冷却，得到煅烧磷石膏；
S2、将4~8份空心玻璃微珠加入到12~20份浓盐酸中，超声处理，过滤，干燥，再加入到12~20份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S3、将25~35份煅烧磷石膏、4~8份预处理空心玻璃微珠、2~4份尿素、1~4份硫酸钠、0 .5~2份生石灰、0 .5~1 .5份木质素磺酸钠、4~8份去离子水加入到搅拌机中，搅拌均匀，过滤，干燥，即得改性磷石膏；
所述改性海泡石的制备方法为：
S11、先将6~10份海泡石在20~30份浓盐酸中浸泡40~100min，再加入0 .8~2份十八烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌均匀，过滤，得到预处理海泡石；
S12、将4~8份空心玻璃微珠加入到12~20份浓盐酸中，400~800W超声处理15~30min，过滤，干燥，再加入到12~20份氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，过滤，干燥，得到预处理空心玻璃微珠；
S13、将4~8份预处理海泡石、1~4份预处理空心玻璃微珠、0 .5~1份木质素磺酸钠、0 .1~0 .4份硅烷偶联剂加入到去离子水中，以400~800rpm转速搅拌40~70min，再用400~800W超声处理10~20min，过滤，干燥，即得改性海泡石；
所述的份均为重量份。
2.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：38~45份改性磷石膏、12~18份高岭土、8~11份石英粉、4~7份改性海泡石、4~6份白云石粉、3~5份粉煤灰、2~3 .5份硬脂酸钡、1 .5~3份氧化镁、1~2份硼酸锌、10~14份去离子水。
3.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述高强度吸音天花板由以下重量份原料制成：41份改性磷石膏、15份高岭土、10份石英粉、6份改性海泡石、5份白云石粉、4.5份粉煤灰、3份硬脂酸钡、2份氧化镁、1 .5份硼酸锌、12份去离子水。
4.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述步骤S2中超声处理功率为400~800W，处理时间为15~30min。
5.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述步骤S2中氢氧化钠溶液质量浓度为4~10%。
6.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述步骤S12中氢氧化钠溶液质量浓度为4~10%。
7.根据权利要求1所述的高强度吸音天花板，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550。
8.根据权利要求1~7任一所述的高强度吸音天花板的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
S21、在搅拌机中加入高岭土、石英粉、改性海泡石、白云石粉、粉煤灰、硬脂酸钡、氧化镁、硼酸锌、去离子水，搅拌均匀；
S22、再加入改性磷石膏，搅拌均匀，得到浆料；
S23、将浆料倒入模具中，60~100min后脱模，即得高强度吸音天花板。
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