CN113980519B - 新型隔音材料、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种新型隔音材料，包括主涂层和封闭层两部分，主涂层和封闭层均包括粉料和液料；主涂层中的粉料与液料的质量比为(2～6)：1；封闭层中的粉料与液料的质量比为1：(2～5)。本发明制备得到的主涂层为吸收声波涂层，有很强的声波阻尼能力；封闭层起到保护主涂层的作用，既能防止其上的水泥砂浆渗漏而进入主涂层，影响体系的隔音性能，又有声波阻尼效果。本发明中隔音材料制备得到的主涂层和封闭层，具有多重孔状结构，设置于声波的传播途径上，通过吸收声波的能量而实现隔音的目的。相较于市面其它隔音材料，在相同涂层厚度情况下，本发明的材料具有更好的隔音性能。本发明还涉及新型隔音材料的制备方法及其应用。

Description

新型隔音材料、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于建筑隔声隔音技术领域，具体涉及一种新型隔音材料、制备方法及其应用。
背景技术
随着社会的发展以及人们生活质量水平的提高，噪声污染引起的健康问题逐渐受到了越来越多的关注，其与空气污染、水污染并列为世界三大主要污染。目前社会上出现大量的高层建筑，包括民用建筑、办公楼以及商场等等，除了要求建筑所用涂料符合绿色健康的要求之外，对其隔音的要求也越来越高，尤其是在隔层之间，当物体之间发生碰撞或者摩擦时，都会通过形成的直达声而造成噪声污染，造成人们生活质量的下降。
现如今，地面隔音比较常用的方式是表面铺设长毛软质地毯、铺设中空地板，或者在地面的垫层铺设隔音砂浆、隔音垫等具有阻尼特性的材料，通过将产生的振动能转变为热能消耗掉而达到隔音的效果。中空地板及长毛软质地毯成本高，价格相对昂贵；隔音砂浆涂层铺设较厚，不仅占用楼层的高度而且隔音效果较一般；隔音垫的隔音效果虽好，但其对施工工艺要求高，工序较复杂，综合成本较贵。除此之外，目前市面上有售的隔音材料存在隔音性能差、易变质、易断裂、材料成本比较高等问题，还可能含有具有毒性或不环保的化学助剂成分，其虽声称满足GB50118-2010对普通住户的要求，但达不到高要求住户对隔音性能的需求。
发明内容
本发明的目的在于解决前面所述问题，提供一种新型隔音材料及其在地面、墙面隔音中的应用。本发明的新型隔音材料制备得到的主涂层为主要吸波涂层，封闭层起到保护主涂层目的，不仅能够防止上层砂浆落入主涂层而影响体系的隔音性能，同时延长了声波传输路径而增强声波的吸收效果。本发明新型隔音材料的研究应用不仅可以满足高要求住户对隔音的需求，还可广泛应用于学校、医院、旅馆等建筑领域，市场前景广阔。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：
本发明的新型隔音材料，其包括主涂层和封闭层两部分；
所述主涂层包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量百分比组分：
发泡聚苯乙烯颗粒10～50％，重质碳酸钙20～60％，添加剂3～15％，增强纤维1～10％，所有的组分之和为100％；
其中液料包括以下重量百分比组分：苯丙乳液80～95％，助剂10～30％，所有的组分之和为100％；
主涂层中的粉料与液料的质量比为(2～6)：1；
所述封闭层也包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量百分比组分：
轻质功能填料20～60％，重质碳酸钙10～50％，添加剂5～30％，所有的组分之和为100％；
其中液料包括以下重量百分比组分：
苯丙乳液70～90％，增强纤维1～10％，助剂5～20％，所有的组分之和为100％；
封闭层中的粉料与液料的质量比为1：(2～5)。
本发明制备得到的主涂层为吸收声波涂层，有很强的声波阻尼能力；封闭层起到保护主涂层的作用，既能防止其上的水泥砂浆渗漏而进入主涂层，影响体系的隔音性能，又有声波阻尼效果。本发明中隔音材料制备得到的主涂层和封闭层，具有多重孔状结构，设置于声波的传播途径上，通过吸收声波的能量而实现隔音的目的。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的粉料中，发泡聚苯乙烯颗粒选自5～50目中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的粉料中，重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的粉料中，添加剂选自发泡剂、硅烷偶联剂、触变剂中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的粉料中，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的液料中，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述主涂层的液料中，助剂选自杀菌剂、防霉剂、增稠剂中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的粉料中，轻质功能填料选自膨胀微球100～500目中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的粉料中，重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的粉料中，添加剂选自中和剂、触变剂中的一种或组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的液料中，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的液料中，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
本发明的新型隔音材料的进一步优化为：
所述封闭层的液料中，助剂选自杀菌剂、防霉剂、消泡剂中的一种或几种的组合。
根据前面所述的基本设计及优化设计制备的隔音材料具有以下特点：
本发明制备得到的隔音材料属于有机弹性体材料，相较与水泥等无机非弹性材料，对声音的传播具有较好的阻尼效果。
本发明制备得到的隔音材料既能用于地面，又适用于墙面隔音体系，可多样化使用。
本发明的隔音材料的制备工艺简单易行、与基材附着力好、无需拼接一体化施工避免了工序复杂的节点处理，可根据需求改变涂层的厚度；本发明的隔音材料制备得到涂层具有多重孔状结构，通过涂层的厚度调节声波的传播途径达到量化吸音的效果；在相同涂层厚度情况下，相较于市面其他隔音材料具有更好的隔音效果，能够满足GB50118-2010中高要求住宅对隔音的需求，广泛应用于居民住宅、学校、医院、旅馆等装修。
本发明还涉及一种前面所述的新型隔音材料的制备方法，其包括以下制备步骤：
主涂层粉料制备：
A.首先按配方量称取发泡聚苯乙烯颗粒置于容器中；
B.开动搅拌分散开关，转速600r/min，加入称量好的添加剂，混合搅拌5min；
C.加入称量好的重质碳酸钙，搅拌10min；
D.最后加入称量好的增强纤维，转速调为800r/min，分散搅拌15min后关闭电源停止搅拌，主涂层粉料制备完成；
主涂层液料制备方法：
A.首先称量配方所用苯丙乳液的量，放置于搅拌容器中，打开搅拌开关，转速调为500r/min；
B.然后加入称量好的助剂，混合搅拌15min后停止搅拌，即得主涂层液料；
封闭层粉料制备方法：
A.首先按配方量称取轻质功能填料置于容器中；
B.开动搅拌分散开关，转速调为500r/min，加入称量好的重质碳酸钙，混合搅拌10min；
C.加入称量好的添加剂，搅拌15min，停止搅拌即得封闭层粉料；
封闭层液料制备方法：
A.首先称量配方所用苯丙乳液的量，放置于搅拌容器中，打开搅拌开关，转速调为600r/min；
B.然后加入称量好的助剂，混合搅拌15min；
C.最后加入称量好的增强纤维，混合搅拌10min，停止搅拌，封闭层液料制备完成；
主涂层和封闭层的所有原料制备完成后，将主涂层粉料与主涂层液料按质量比为(2～6)：1进行搅拌混合得到主涂层隔音材料，将封闭层粉料与封闭层液料按质量比1：(2～5)进行搅拌混合得到封闭层隔音材料。
主涂层和封闭层采用常规的方法进行涂覆施工。
本发明还涉及一种前面所述的新型隔音材料在隔音材料地面、隔音材料墙面中的应用。
本发明的新型隔音材料在地面中的一种应用(见图1)，其具体构造依次包括：钢筋混凝土楼板、新型隔音材料主图层、新型隔音材料封闭层、水泥砂浆、地砖，填缝剂勾缝，以及楼板新型隔音材料上翻。
本发明的新型隔音材料在墙面中的另一种应用(见图2)，其具体构造依次包括：墙面、新型隔音材料主图层、新型隔音材料封闭层、腻子层、底漆、罩面漆。
本发明的新型隔音材料的研究应用不仅可以满足高要求住户对隔音的需求，还可广泛应用于学校、医院、旅馆等建筑领域，市场前景广阔。
本发明的新型隔音材料的特殊效果为：整体为轻密度有机体材料且内部为多重吸音结构设计，隔音效果优，质量虽轻但力学性能佳，没有异味，市场应用广泛。
本发明的新型隔音材料制备得到的隔音涂层包括主涂层和封闭层，主涂层为主要吸波涂层，封闭层起到保护主涂层目的，不仅能够防止上层砂浆落入主涂层而影响体系的隔音性能，同时延长了声波传输路径而增强声波的吸收效果。
主涂层通过高弹乳液的弹性及中空泡沫使整个楼板形成浮筑结构，断绝了固体传声效应；声波在涂层内的传播路径上，遭遇微空气泡、泡沫网络、弹性薄膜等在相界面上的层层撞击、快速衰减，声波能量被吸收，有效的隔绝了声波的传播。
此外，本发明选用的液料赋予了材料一定的韧性，增加了材料本身的阻尼效果，选用的增强纤维及填料使得材料在既有韧性的基础上又有一定强度，满足楼板涂装应用的需求。
本发明的目的在于提供一种用于现代民用建筑的新型隔音材料，该新型隔音材料的设计理念为：
采用多重吸音结构设计，增加声波的传播途径，将尽可能多的声能转变为热能而损耗掉，进而达到隔音降噪的目的。
附图说明
图1为本发明的新型隔音材料在地面中的应用结构示意图。
图2为本发明的新型隔音材料在墙面中的应用结构示意图。
附图标识说明：
1-钢筋混凝土楼板 2-新型隔音材料主图层 3-新型隔音材料封闭层
4-水泥砂浆 5-地砖，填缝剂勾缝 6-楼板新型隔音材料上翻
7-墙面 8-腻子层 9-底漆
10-罩面漆
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例详细描述本发明内容。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不限定于本发明。凡在本发明构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明的保护范围之内。
实施例1：
一种新型隔音材料，其包括主涂层和封闭层两部分；
所述主涂层包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
发泡聚苯乙烯颗粒35份，重质碳酸钙55份，发泡剂1份，触变剂3份，增强纤维6份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液95份，杀菌剂3份，增稠剂2份；
主涂层中的粉料与液料的质量比为4:1；
所述封闭层也包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
膨胀微球45份、重质碳酸钙50份、触变剂5份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液87份、增强纤维8份、防霉剂3份、消泡剂2份；
封闭层中的粉料与液料的质量比为1：3。
其中发泡聚苯乙烯颗粒选自5～50目中的一种或几种的组合，膨胀微球选自100～500目中的一种或几种的组合,重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
依照GB/T19889.6-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量》，撞击声压级为64dB。
实施例2：
一种新型隔音材料，其包括主涂层和封闭层两部分；
所述主涂层包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
发泡聚苯乙烯颗粒37份，重质碳酸钙53份，发泡剂2份，触变剂2份，增强纤维6份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液95份，杀菌剂3份，增稠剂2份；
主涂层中的粉料与液料的质量比为3.5:1；
所述封闭层也包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
膨胀微球45份、重质碳酸钙50份、触变剂5份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液86份、增强纤维9份、防霉剂3份、消泡剂2份；
封闭层中的粉料与液料的质量比为1：3。
其中发泡聚苯乙烯颗粒选自5～50目中的一种或几种的组合，膨胀微球选自100～500目中的一种或几种的组合,重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
依照GB/T19889.6-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量》，撞击声压级为62dB。
实施例3：
一种新型隔音材料，其包括主涂层和封闭层两部分；
所述主涂层包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
发泡聚苯乙烯颗粒36份，重质碳酸钙50份，发泡剂2份，触变剂5份，增强纤维7份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液95份，杀菌剂3份，增稠剂2份；
主涂层中的粉料与液料的质量比为3:1；
所述封闭层也包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量份组分：
膨胀微球45份、重质碳酸钙45份、触变剂10份；
其中液料包括以下重量份组分：
苯丙乳液89份、增强纤维8份、防霉剂2份、消泡剂1份；
封闭层中的粉料与液料的质量比为1：4。
其中发泡聚苯乙烯颗粒选自5～50目中的一种或几种的组合，膨胀微球选自100～500目中的一种或几种的组合,重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
依照GB/T19889.6-2005《声学建筑和建筑构件隔声测量》，撞击声压级为59dB。
实施例1-3测试结果分别为64dB、62dB、59dB，根据GB50118-2010对居民住宅计权撞击声压级的要求，普通住宅≤75dB，高要求住宅≤65dB，测试结果均满足高要求住宅的需求；对比市面相似隔音产品如：千益吸音隔音涂料、佰时居吸音降噪涂料、都彭吸音隔音涂料等，相同条件下其计权撞击声压级均在65dB以上，无法满足高要求住户对隔音的需求。
实施例4：
本发明的新型隔音材料在地面中的应用(见图1)，其具体构造依次包括：钢筋混凝土楼板1、新型隔音材料主图层2、新型隔音材料封闭层3、水泥砂浆4、地砖，填缝剂勾缝5，以及楼板新型隔音材料上翻6。
依照本结构设计出的隔音体系，计权标准化撞击声压级小于65dB，不仅满足GB/T50118-2010中普通住宅楼板撞击声隔声要求，而且达到了高要求住宅撞击声隔声的标准，体现出优异的隔音效果。
实施例5：
本发明的新型隔音材料在墙面中的应用(见图2)，其具体构造依次包括：墙面7、新型隔音材料主图层2、新型隔音材料封闭层3、腻子层8、底漆9、罩面漆10。
依照本结构体系设计出的隔音系统满足GB/T50118-2010中高要求住宅对房间之间的隔声标准的要求。
综上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以所揭示的技术内容而做出的些许变更、修饰与演变的等同变化，均视为本发明的等效实例；同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的变更、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
本发明中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
本发明中的各种优化技术方案，除非另外说明，否则各种优化的技术方案之间可以相互进行结合。
除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。
说明书以及实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
本发明中使用各种原料、试剂、组分，除非另外说明，均为本领域内常用的相应原材料。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明。

Claims (10)

1.一种隔音材料，其特征在于：
所述隔音材料涂覆于隔音材料地面的钢筋混凝土楼板和水泥砂浆之间，所述隔音材料地面的具体构造依次包括：钢筋混凝土楼板、隔音材料主涂层、隔音材料封闭层、水泥砂浆、地砖，填缝剂勾缝，以及楼板隔音材料上翻；或
所述隔音材料涂覆于隔音材料墙面的墙面和腻子层之间，所述隔音材料墙面的具体构造依次包括：墙面、隔音材料主涂层、隔音材料封闭层、腻子层、底漆，以及罩面漆；
所述隔音材料包括主涂层和封闭层两部分；
所述主涂层包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量百分比组分：
发泡聚苯乙烯颗粒 10～50%，重质碳酸钙 20～60%，添加剂 3～15%，增强纤维 1～10%，所有的组分之和为100%；
其中液料包括以下重量百分比组分：苯丙乳液 80～95%，助剂 10～30%，所有的组分之和为100%；
主涂层中的粉料与液料的质量比为（2～6）：1；
所述封闭层也包括粉料和液料，其中粉料包括以下重量百分比组分：
轻质功能填料20～60%，重质碳酸钙10～50%，添加剂5～30%，所有的组分之和为100%；
其中液料包括以下重量百分比组分：
苯丙乳液70～90%，增强纤维1～10%，助剂5～20%，所有的组分之和为100%；
封闭层中的粉料与液料的质量比为1：（2～5）。
2.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层的粉料中，发泡聚苯乙烯颗粒选自5～50目中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层和/或封闭层的粉料中，重质碳酸钙选自200～1000目中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层的粉料和/或封闭层的液料中，增强纤维选自经表面化学包覆改性的聚丙烯、聚乙烯、尼龙纤维中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层的粉料中，添加剂选自发泡剂、硅烷偶联剂、触变剂中的一种或几种的组合；和/或所述封闭层的粉料中，添加剂选自中和剂、触变剂中的一种或组合。
6.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层和/或封闭层的液料中，苯丙乳液选自玻璃化温度介于-20℃至-50℃之间的苯丙乳液中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述主涂层的液料中，助剂选自杀菌剂、防霉剂、增稠剂中的一种或几种的组合；和/或所述封闭层的液料中，助剂选自杀菌剂、防霉剂、消泡剂中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的隔音材料，其特征在于：
所述封闭层的粉料中，轻质功能填料选自膨胀微球100～500目中的一种或几种的组合。
9.一种权利要求1所述的隔音材料的制备方法，其特征在于：
其包括以下制备步骤：
主涂层粉料制备：
A.首先按配方量称取发泡聚苯乙烯颗粒置于容器中；
B.开动搅拌分散开关，转速600r/min，加入称量好的添加剂，混合搅拌5min；
C.加入称量好的重质碳酸钙，搅拌10min；
D.最后加入称量好的增强纤维，转速调为800r/min，分散搅拌15min后关闭电源停止搅拌，主涂层粉料制备完成；
主涂层液料制备方法：
A.首先称量配方所用苯丙乳液的量，放置于搅拌容器中，打开搅拌开关，转速调为500r/min；
B.然后加入称量好的助剂，混合搅拌15min后停止搅拌，即得主涂层液料；
封闭层粉料制备方法：
A.首先按配方量称取轻质功能填料置于容器中；
B.开动搅拌分散开关，转速调为500r/min，加入称量好的重质碳酸钙，混合搅拌10min；
C.加入称量好的添加剂，搅拌15min，停止搅拌即得封闭层粉料；
封闭层液料制备方法：
A.首先称量配方所用苯丙乳液的量，放置于搅拌容器中，打开搅拌开关，转速调为600r/min；
B.然后加入称量好的助剂，混合搅拌15min；
C.最后加入称量好的增强纤维，混合搅拌10min，停止搅拌，封闭层液料制备完成；
主涂层和封闭层的所有原料制备完成后，将主涂层粉料与主涂层液料按质量比为（2～6）：1进行搅拌混合得到主涂层隔音材料，将封闭层粉料与封闭层液料按质量比1：（2～5）进行搅拌混合得到封闭层隔音材料。
10.一种权利要求1所述的隔音材料在隔音材料地面、隔音材料墙面中的应用。
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