CN113736157B - 一种用于地面隔音减震的隔音材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及建筑材料的领域，具体公开了一种用于地面隔音减震的隔音材料及其制备方法。一种用于地面隔音减震的隔音材料，包括以下组分：橡胶粉，混合泡棉颗粒，改性硅藻土，弹性胶粘剂；改性硅藻土经十二烷基三甲基溴化铵进行孔隙改性以及经硅烷偶联剂Si‑69进行表面疏水改性得到；混合泡棉颗粒包括以下组分：波鞋底颗粒、普通泡棉颗粒。其制备方法为：将橡胶粉、混合泡棉颗粒以及改性硅藻土混合搅拌得到混合基料；边搅拌边将混合基料加入弹性胶黏剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；对隔音材料施以压力，保持3‑5h后静置得到隔音材料。本申请的一种用于地面隔音减震的隔音材料具有优良隔音减震效果的优点。

Description

一种用于地面隔音减震的隔音材料及其制备方法
技术领域
本申请涉及建筑材料的领域，更具体地说，它涉及一种用于地面隔音减震的隔音材料及其制备方法。
背景技术
日常生活中，楼上住户走动、孩子玩闹奔跑、家居挪动等生活中平常的行为，都会给楼板一个冲击力，使得楼板产生振动，振动在空气中传播就形成了声波，而当声波入射到墙体或者地板时，就会使墙体或地板也产生振动并向外辐射。
如果楼板的减振效果不好，或者楼层之间没有设置吸收或阻隔声波的材料；声音就会通过楼板、墙壁传递到楼下住户的家中，造成或大或小的噪声而给他人带来不便，建筑室内的居民常常受到此类噪声的干扰。
发明内容
为了提高隔音材料的隔音减震效果，进而降低建筑室内环境受到楼上噪声的干扰，本申请提供一种用于地面隔音减震的隔音材料以及制备方法。
第一方面，本申请提供一种用于地面隔音减震的隔音材料，采用如下的技术方案：
一种用于地面隔音减震的隔音材料，包括以下重量份的组分：
橡胶粉30-40份，混合泡棉颗粒50-70份，改性硅藻土20-30份，弹性胶粘剂15-25份；
所述改性硅藻土经十二烷基三甲基溴化铵进行孔隙改性以及经硅烷偶联剂Si-69进行表面疏水改性得到；
所述混合泡棉颗粒由以下重量百分比的组分组成：波鞋底颗粒20-30％、普通泡棉颗粒70-80％。
通过采用上述技术方案，由于采用波鞋底颗粒和普通泡棉颗粒等具有多孔结构的材料，振动产生的声波即可经过多孔结构被吸收，且这些多孔结构的材料都较为柔软，并与橡胶粉配合，使得隔音材料更加柔软，从而实现隔音材料的减震效果；且加入的波鞋底颗粒为废旧波鞋拆底破碎得到，使得废旧多孔材料得以被利用，变废为宝，更为环保。
采用十二烷基三甲基溴化铵对硅藻土进行孔隙改性，十二烷基三甲基溴化铵即可进入硅藻土的孔隙内，将孔隙撑开并使得孔隙维持状态；采用硅烷偶联剂Si-69对硅藻土进行表面疏水改性，使得改性硅藻土有亲油疏水性能；如此，经过表面疏水改性与孔隙改性后的改性硅藻土，不仅孔隙率高而且具有亲油疏水性能，增强其与有机物的相容性，使得改性硅藻土更易在弹性胶粘剂中分散，也更易粘接，为隔音材料提供了更多孔隙，提高了隔音材料吸收声波的效果。
综上，通过弹性胶粘剂将波鞋底颗粒、普通泡棉颗粒以及改性硅藻土粘连在一起，使得隔音材料孔隙率增大且更加柔软并具有弹性，从而提高了隔音材料的隔音减震效果。
优选的，所述改性硅藻土由包括以下重量份的原料制得：10-20份硅藻土，600-1000份水，20-40份十二烷基三甲基溴化铵，40-50份硅烷偶联剂Si-69，1.5-2.5份聚丙烯酸钠，80-100份丙酮。
通过采用上述技术方案，聚丙烯酸钠的加入促使颗粒物均匀分散在体系中，硅烷偶联剂Si-69与聚丙烯酸钠复配使得改性硅藻土，使得硅藻土表面的亲油性得到大幅改善，进而使得改性硅藻土能够分散在隔音材料中，改善了硅藻土的团聚情况，从而提高隔音材料的隔音效果。
优选的，所述改性硅藻土由包括以下步骤方法制得：
孔隙改性：将硅藻土加入水中，并用pH调节剂将pH值调至4.5-5，充分搅拌均匀后加入十二烷基三甲基溴化铵，55-65℃下恒温搅拌4-5h后，静置后过滤得到孔隙改性硅藻土；
表面疏水改性：将孔隙改性硅藻土、聚丙烯酸钠以及丙酮混合制得混合物，将混合物加热至70-75℃，边搅拌边逐滴加入硅烷偶联剂Si-69，持续搅拌0.5-1h后静置，过滤后得到改性硅藻土。
通过采用上述技术方案，将pH值调至4.5-5即可使得十二烷基三甲基溴化铵与硅藻土颗粒的缝隙表面更好的结合，从而更好地保持孔隙，进而提高隔音材料的隔音减震效果。
优选的，所述普通泡棉颗粒选用EPE发泡棉颗粒、EVA泡棉颗粒中的一种或两种复配。
通过采用上述技术方案，EPE发泡棉颗粒、EVA泡棉颗粒均具有良好的抗震效果，因此EPE发泡棉颗粒、EVA泡棉颗粒中一种作为原料或两种复配后作为原料，均可提高隔音材料的减震效果。
优选的，所述波鞋底颗粒大小为0.08-0.15mm，所述普通泡棉颗粒大小为0.03-0.10mm。
通过采用上述技术方案，波鞋底颗粒与普通泡棉颗粒之间得以形成良好的级配，从而提高隔音材料的密实度，进而提高隔音材料的隔音效果。
优选的，所述橡胶粉选用颗粒大小为0.01-0.03mm的轮胎橡胶粉。
通过采用上述技术方案，波鞋底颗粒、普通泡棉颗粒与轮胎橡胶粉三者之间得以形成良好的级配，进一步提高隔音材料的密实度，从而提高隔音材料的隔音效果。
优选的，所述波鞋底颗粒是由主要原料为聚氨酯的波鞋鞋底破碎得到；所述轮胎橡胶粉由废旧轮胎破碎得到。
通过采用上述技术方案，主要原料为聚氨酯的波鞋鞋底经破碎后得到波鞋底颗粒，具有良好的隔音抗震性能，从而提高了隔音材料的隔音减震效果；且轮胎橡胶粉与波鞋底颗粒均为回收废料，使得废旧的多孔材料得以被利用，变废为宝，更加环保。
第二方面，本申请提供一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，包括以下步骤：
制备混合基料：将橡胶粉、混合泡棉颗粒以及改性硅藻土混合搅拌得到混合基料；
制备隔音材料基料：边搅拌边将混合基料加入弹性胶黏剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；
制备隔音材料：对隔音材料施以10-15MPa的压力，保持3-5h后静置得到隔音材料。
通过采用上述技术方案，边搅拌边向弹性胶粘剂中加入橡胶粉、混合泡棉颗粒以及改性硅藻土，即可使得三者在弹性胶粘剂中分散均匀，使得隔音材料的隔音减震效果更佳，通过对隔音材料基料增加压力，使得各原料之间的缝隙减小，增加了隔音材料的密实度，从而提高了隔音材料的隔音效果。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用弹性胶粘剂和改性硅藻土，弹性胶粘剂固化后具有橡胶弹性，从而增加了隔音材料的弹性，增强了隔音材料的减震效果；改性硅藻土为隔音材料引入了更多分散均匀的孔隙，增强了隔音材料吸收声波的效果，获得了更优良的隔音减震效果。
2、本申请中采用颗粒大小不同的橡胶粉、波鞋底颗粒和普通泡棉颗粒，三者间形成良好的级配，增加了隔音材料的密实度，进而提高了隔音材料的隔离效果。
3、本申请的方法，通过边搅拌边向弹性胶粘剂中加入橡胶粉、混合泡棉颗粒以及改性硅藻土，使得三者得以在弹性胶粘剂中分散均匀，进而提高了隔音材料的隔音效果。
具体实施方式
以下实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
PH调节剂选用醋酸或盐酸中的一种；
弹性胶粘剂选用日本三键TB1530；
聚丙烯酸钠购自上海至鑫化工有限公司；
普通胶粘剂购自易合化工，型号为YH-820AB。
改性硅藻土的制备例
制备例1
一种改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
孔隙改性：将15g硅藻土加入800g水中，并用0.1mol/L的盐酸将pH值调至4.5，在800-1000r/min的转速下搅拌20min后，加入30g十二烷基三甲基溴化铵，60℃下恒温搅拌4.5h后，静置后用水清洗并过滤，即可得到孔隙改性硅藻土；
表面疏水改性：将孔隙改性硅藻土、2g聚丙烯酸钠以及90g丙酮混合制得混合物，将混合物加热至70℃，边在800-1000r/min的转速下搅拌混合物，边向其中逐滴加入45g硅烷偶联剂Si-69，持续搅拌45min后静置，用水清洗并过滤后得到改性硅藻土。
制备例2
一种改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
孔隙改性：将10g硅藻土加入600g水中，并用0.1mol/L的盐酸将pH值调至5，在800-1000r/min的转速下搅拌20min后，加入20g十二烷基三甲基溴化铵，60℃下恒温搅拌4.5h后，静置后用水清洗并过滤，即可得到孔隙改性硅藻土；
表面疏水改性：将孔隙改性硅藻土、1.5g聚丙烯酸钠以及80g丙酮混合制得混合物，将混合物加热至70℃，边在800-1000r/min的转速下搅拌混合物，边向其中逐滴加入40g硅烷偶联剂Si-69，持续搅拌0.5h后静置，用水清洗并过滤后得到改性硅藻土。
制备例3
一种改性硅藻土的制备方法，包括以下步骤：
孔隙改性：将20g硅藻土加入1000g水中，并用0.1mol/L的盐酸将pH值调至4.5，在800-1000r/min的转速下搅拌20min后，加入40g十二烷基三甲基溴化铵，60℃下恒温搅拌4.5h后，静置后用水清洗并过滤，即可得到孔隙改性硅藻土；
表面疏水改性：将孔隙改性硅藻土、2.5g聚丙烯酸钠以及100g丙酮混合制得混合物，将混合物加热至75℃，边在800-1000r/min的转速下搅拌混合物，边向其中逐滴加入50g硅烷偶联剂Si-69，持续搅拌1h后静置，用水清洗并过滤后得到改性硅藻土。
改性硅藻土的对比制备例
对比制备例1
一种改性硅藻土的制备方法，按照制备例1种方法进行，不同之处在于，十二烷基三甲基溴化铵等量替换为十二烷基硫酸钠。
对比制备例2
一种改性硅藻土的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，硅烷偶联剂Si-69等量替换为硅烷偶联剂KH-570。
对比制备例3
一种改性硅藻土的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，十二烷基三甲基溴化铵等量替换为硅烷偶联剂Si-69。
对比制备例4
一种改性硅藻土的制备方法，按照制备例1中方法进行，不同之处在于，硅烷偶联剂Si-69等量替换为十二烷基三甲基溴化铵。
实施例
实施例1
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，包括以下步骤：
制备混合基料：将轮胎橡胶粉35kg、波鞋底颗粒15kg、EPE发泡棉颗粒25kg、EVA泡棉颗粒20kg、由制备例1中方法制得的改性硅藻土25kg混合，在800-1000r/min的转速下搅拌得到混合基料；
制备隔音材料基料：边搅拌边向混合基料中加入20kg弹性胶黏剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；
制备隔音材料：将隔音材料基料移至压台，并对隔音材料施以10MPa的压力，保持4h后静置得到隔音材料。
实施例2
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，包括以下步骤：
制备混合基料：将轮胎橡胶粉30kg、波鞋底颗粒10kg、EPE发泡棉颗粒40kg、由制备例2中方法制得的改性硅藻土20kg混合，在800-1000r/min的转速下搅拌得到混合基料；
制备隔音材料基料：边搅拌边向混合基料中加入15kg弹性胶黏剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；
制备隔音材料：将隔音材料基料移至压台，并对隔音材料施以10MPa的压力，保持4h后静置得到隔音材料。
实施例3
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，包括以下步骤：
制备混合基料：将轮胎橡胶粉40kg、波鞋底颗粒21kg、EVA泡棉颗粒49kg、由制备例3中方法制得的改性硅藻土30kg混合，在800-1000r/min的转速下搅拌得到混合基料；
制备隔音材料基料：边搅拌边向混合基料中加入25kg弹性胶黏剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；
制备隔音材料：将隔音材料基料移至压台，并对隔音材料施以10MPa的压力，保持4h后静置得到隔音材料。
对比例
对比例1
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，改性硅藻土等量替换为硅藻土。
对比例2
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，弹性胶粘剂等量替换为普通胶粘剂。
对比例3
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，改性硅藻土由对比制备例1中方法制得。
对比例4
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，改性硅藻土由对比制备例2中方法制得。
对比例5
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，改性硅藻土由对比制备例3中方法制得。
对比例6
一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，按照实施例1中方法进行，不同之处在于，改性硅藻土由对比制备例4中方法制得。
性能检测试验
根据ASTM D624《常规硫化橡胶和热塑性弹性体抗撕裂强度的标准试验方法》检测上述实施例和对比例得到的隔音材料的撕裂强度(kN/m)；根据GB/T 50121-2005《建筑隔声评价标准》在计权规范化撞击声压级为78dB的基准楼板规范化撞击声压级,检测上述实施例及对比例制得的隔音材料在100Hz、200Hz、400Hz、800Hz、1600Hz不同撞击频率下的规范化撞击声压级，并通过撞击声压级改善量ΔL表示规范化撞击声压级改善量(Hz)，样品的厚度为1.5mm；检测结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0003284414120000071
结合实施例1和对比例1、2中的隔音材料并结合他们在表1中数据可以看出，对比例1中硅藻土等量替换了改性硅藻土，对比实施例1，对比例1得到的隔音材料隔音减震效果明显降低；对比例2普通胶粘剂等量替换弹性胶粘剂后，实施例1中隔音材料的隔音减震远优于对比例2中隔音材料；说明添加有弹性胶粘剂与改性硅藻土复配制得的隔音材料具有更好的隔音减震效果。
结合实施例1和对比例3-6在表1中的数据发现，相较于实施例1，对比例3中改性硅藻土制备时十二烷基三甲基溴化铵等量替换为十二烷基硫酸钠；对比例4中改性硅藻土制备时硅烷偶联剂Si-69等量替换为硅烷偶联剂KH-570，对比例5中改性硅藻土制备时十二烷基三甲基溴化铵等量替换为硅烷偶联剂Si-69，对比例6中改性硅藻土制备时硅烷偶联剂Si-69等量替换为十二烷基三甲基溴化铵,。
实施例1中制得的隔音材料的隔音减震效果远超于对比例3-6中制得的隔音材料，分析原因发现：可能是由于实施例1中在制备改性硅藻土时，添加有硅烷偶联剂Si-69以及十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基溴化铵对硅藻土进行孔隙改性，使得孔隙变大并保持，硅烷偶联剂Si-69使得孔隙改性后的硅藻土具有疏水性，二者复配使得孔隙率高的改性硅藻土具有优良的分散性，且能与弹性胶粘剂更好的粘接，进而提高了隔音材料的隔音减震效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种用于地面隔音减震的隔音材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：
橡胶粉30-40份，混合泡棉颗粒50-70份，改性硅藻土20-30份，弹性胶粘剂15-25份；
所述改性硅藻土经十二烷基三甲基溴化铵进行孔隙改性以及经硅烷偶联剂Si-69进行表面疏水改性得到；
所述混合泡棉颗粒由以下重量百分比的组分组成：波鞋底颗粒20-30%、普通泡棉颗粒70-80%；
所述普通泡棉颗粒选用EPE发泡棉颗粒、EVA泡棉颗粒中的一种或两种复配；
所述改性硅藻土由包括以下重量份的原料制得：10-20份硅藻土，600-1000份水，20-40份十二烷基三甲基溴化铵，40-50份硅烷偶联剂Si-69，1.5-2.5份聚丙烯酸钠，80-100份丙酮；
所述改性硅藻土由包括以下步骤方法制得：
孔隙改性：将硅藻土加入水中，并用pH调节剂将pH值调至4.5-5，充分搅拌均匀后加入十二烷基三甲基溴化铵，55-65℃下恒温搅拌4-5h后，静置后过滤得到孔隙改性硅藻土；
表面疏水改性：将孔隙改性硅藻土、聚丙烯酸钠以及丙酮混合制得混合物，将混合物加热至70-75℃，边搅拌边逐滴加入硅烷偶联剂Si-69， 持续搅拌0.5-1h后静置，过滤后得到改性硅藻土。
2.根据权利要求1所述的一种用于地面隔音减震的隔音材料，其特征在于：所述波鞋底颗粒大小为0.08-0.15mm，所述普通泡棉颗粒大小为0.03-0.10mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于地面隔音减震的隔音材料，其特征在于：所述橡胶粉选用颗粒大小为0.01-0.03mm的轮胎橡胶粉。
4.根据权利要求3所述的一种用于地面隔音减震的隔音材料，其特征在于：所述波鞋底颗粒是由主要原料为聚氨酯的波鞋鞋底破碎得到；所述轮胎橡胶粉由废旧轮胎破碎得到。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种用于地面隔音减震的隔音材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
制备混合基料：将橡胶粉、混合泡棉颗粒以及改性硅藻土混合搅拌得到混合基料；
制备隔音材料基料：边搅拌边将混合基料加入弹性胶粘剂中，持续搅拌得到隔音材料基料；
制备隔音材料：对隔音材料施以10-15MPa的压力，保持3-5h后静置得到隔音材料。
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