CN114409358B - 一种具有良好隔音效果的幕墙及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于幕墙技术领域，本发明具体公开了一种具有良好隔音效果的幕墙及其制备方法，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；所述的隔音浆料由以下原料制备而成：高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、份硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水。所述的隔音浆料以高岭土、改性二氧化硅气凝胶为主料，加入胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水，通过球磨制备得到隔音浆料，不需要通过高温烧结，不会对铝基板造成损坏。

Description

一种具有良好隔音效果的幕墙及其制备方法

技术领域

本发明涉及幕墙技术领域，具体涉及一种具有良好隔音效果的幕墙及其制备方法。

背景技术

随着社会发展，噪音已成为是一个特别严重的问题，极大的影响了人们的工作和生活质量。它严重危及人们听觉系统，还会加速建筑物和机械结构的老化，设备及仪表的的精密度和使用寿命也受其影响。当前，噪声污染与大气污染和水污染一同被列为环境的三大污染源，已成为人类协调发展急需解决的重要课题。

目前国内外传统的幕墙主要为石材幕墙、玻璃幕墙和金属幕墙。

金属幕墙具有良好的防火、防污、防腐蚀性能，且加工、运输、安装施工等都比较容易实施为其广泛使用提供强有力的支持，色彩的多样性及可以组合加工成不同的外观形状，但是金属幕墙的隔音效果差，因此如何提高金属幕墙的隔音效果成为了本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种具有良好隔音效果的幕墙及其制备方法，所述的幕墙具有良好的隔音效果。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：

一种具有良好隔音效果的幕墙，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；

所述的隔音浆料由以下重量份原料制备而成：15~28份高岭土、12~20份改性二氧化硅气凝胶、5~12份胶凝材料、4~10份煤矸石粉、4~8份滑石粉、2~6份重晶石粉、2~5份稳定剂、1~4份硅酸钠、0.5~1.5份硼酸、0.5~1.2份氧化锌、0.2~0.8份木质素磺酸钙、0.2~0.6份三氧化二锑、20~35份去离子水。

本发明通过将隔音浆料喷涂于所述的铝基板上，再经过烘干、烧结制备得到了能够显著隔音效果的隔音层，所述的隔音浆料以高岭土、改性二氧化硅气凝胶为主料，加入胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水，通过球磨制备得到隔音浆料，不需要通过高温烧结，不会对铝基板造成损坏。

作为一种优选方案，所述隔音浆料由以下重量份原料制备而成：15~25份高岭土、15~20份改性二氧化硅气凝胶、6~12份胶凝材料、4~8份煤矸石粉、4~7份滑石粉、2~5份重晶石粉、2~4份稳定剂、1~3份硅酸钠、0.8~1.5份硼酸、0.5~1份氧化锌、0.2~0.6份木质素磺酸钙、0.2~0.5份三氧化二锑、25~35份去离子水。

作为一种优选方案，所述隔音浆料由以下重量份原料制备而成：20份高岭土、18份改性二氧化硅气凝胶、10份胶凝材料、7份煤矸石粉、6份滑石粉、4份重晶石粉、2.5份稳定剂、2份硅酸钠、1份硼酸、0.8份氧化锌、0.5份木质素磺酸钙、0.4份三氧化二锑、27.8份去离子水。

作为一种优选方案，所述稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的一种或多种。

作为一种优选方案，所述稳定剂为硬脂酸钙。

作为一种优选方案，所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：0.5~2：0.2~1组成。

作为一种优选方案，所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：1：0.5组成。

作为一种优选方案，所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将0.5~2重量份甲基三乙氧基硅烷、6~12重量份1，2-丙二醇加入到10~20重量份去离子水中，再加入0.5~1.2重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将2~6重量份明胶、0.8~3重量份碳纳米管、10~20重量份无水乙醇加入到10~20重量份去离子水中，再加入0.2~0.8重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入2~5重量份第一溶胶中，在65~80℃下保持6~12h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将5~12重量份玄武岩纤维加入到40~80重量份硅烷偶联剂水溶液中，分散均匀，得到玄武岩纤维混合液；

S5、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到2~4重量份玄武岩纤维混合液中，在65~80℃水浴下，以400~800W超声处理30~50min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

本发明通过以甲基三乙氧基硅烷为硅源，通过与小分子醇、去离子水在草酸作用下制备得到第一溶胶，再以明胶、碳纳米管在醇溶液中，加入六甲基二硅氮烷制备得到了第二溶胶，将第二溶胶滴入所述的第一溶胶中，再通过含玄武岩纤维的硅烷偶联剂水溶液进行改性，制备制备得到了能够显著提高隔音效果的改性二氧化硅气凝胶。

所述的改性二氧化硅气凝胶在所述的隔音浆料中具有良好的分散性，能够均匀的分散在所述的隔音浆料中，利于所述的隔音层的成型，所述的改性二氧化硅气凝胶中所述的二氧化硅气凝胶与所述的玄武岩相互穿插，构成了良好的吸音结构，具有深邃的孔道结构，比表面积大，能够有效的进行吸音、隔音，且通过所述的玄武岩纤维改性后的改性二氧化硅气凝胶强度与韧性显著提高，不会造成塌孔现象。

本发明的发明人发现，不同的改性二氧化硅气凝胶的改性方法制备得到的改性二氧化硅气凝胶对于隔音效果的提高是不同的，采取本发明所述的改性二氧化硅气凝胶的制备方法制备得到的改性二氧化硅气凝胶相比于其他方法制备得到的加入到所述的隔音浆料中能够更加显著的提高隔音效果。

作为一种优选方案，所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比1~5：95~99配制而成。

本发明还提供了一种具有良好隔音效果的幕墙的制备方法，用于制备上述所述的具有良好隔音效果的幕墙，包括以下步骤：

S11、将高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水加入到球磨机中，以800~1500rpm转速球磨4~10h，得到隔音浆料；

S12、将隔音浆料喷涂于铝基板上，先以150~200℃烘干，再置于窑炉中于540~580℃下烧结40~80min，得到具有良好隔音效果的幕墙。

本发明的有益效果：本发明通过将隔音浆料喷涂于所述的铝基板上，再经过烘干、烧结制备得到了能够显著隔音效果的隔音层，所述的隔音浆料以高岭土、改性二氧化硅气凝胶为主料，加入胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水，通过球磨制备得到隔音浆料，不需要通过高温烧结，不会对铝基板造成损坏。

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

一种具有良好隔音效果的幕墙，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；

所述的隔音浆料由以下重量份原料制备而成：20份高岭土、18份改性二氧化硅气凝胶、10份胶凝材料、7份煤矸石粉、6份滑石粉、4份重晶石粉、2.5份稳定剂、2份硅酸钠、1份硼酸、0.8份氧化锌、0.5份木质素磺酸钙、0.4份三氧化二锑、27.8份去离子水。

所述稳定剂为硬脂酸钙。

所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：1：0.5组成。

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将1.5重量份甲基三乙氧基硅烷、10重量份1，2-丙二醇加入到17.5重量份去离子水中，再加入1重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将4重量份明胶、1.5重量份碳纳米管、12重量份无水乙醇加入到18重量份去离子水中，再加入0.5重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入3重量份第一溶胶中，在75℃下保持10h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将10重量份玄武岩纤维加入到70重量份硅烷偶联剂水溶液中，分散均匀，得到玄武岩纤维混合液；

S5、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到3重量份玄武岩纤维混合液中，在70℃水浴下，以600W超声处理40min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比4：96配制而成。

所述的具有良好隔音效果的幕墙的制备方法，包括以下步骤：

S11、将高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水加入到球磨机中，以1200rpm转速球磨8h，得到隔音浆料；

S12、将隔音浆料喷涂于铝基板上，所述隔热浆料喷涂量为1000g/m²，先以180℃烘干，再置于窑炉中于550℃下烧结60min，得到具有良好隔音效果的幕墙。

实施例2

一种具有良好隔音效果的幕墙，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；

所述的隔音浆料由以下重量份原料制备而成：28份高岭土、12份改性二氧化硅气凝胶、12份胶凝材料、4份煤矸石粉、8份滑石粉、2份重晶石粉、5份稳定剂、1份硅酸钠、1.5份硼酸、0.5份氧化锌、0.8份木质素磺酸钙、0.2份三氧化二锑、25份去离子水。

所述稳定剂为硬脂酸锌。

所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：0.5： 1组成。

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将1.5重量份甲基三乙氧基硅烷、12重量份1，2-丙二醇加入到20重量份去离子水中，再加入1.2重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将2重量份明胶、0.8重量份碳纳米管、20重量份无水乙醇加入到10重量份去离子水中，再加入0.2重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入5重量份第一溶胶中，在65℃下保持8h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将10重量份玄武岩纤维加入到50重量份硅烷偶联剂水溶液中，分散均匀，得到玄武岩纤维混合液；

S5、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到3重量份玄武岩纤维混合液中，在75℃水浴下，以500W超声处理45min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比4：96配制而成。

所述的具有良好隔音效果的幕墙的制备方法，包括以下步骤：

S11、将高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水加入到球磨机中，以1200rpm转速球磨8h，得到隔音浆料；

S12、将隔音浆料喷涂于铝基板上，所述隔热浆料喷涂量为1000g/m²，先以180℃烘干，再置于窑炉中于550℃下烧结60min，得到具有良好隔音效果的幕墙。

实施例3

一种具有良好隔音效果的幕墙，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；

所述的隔音浆料由以下重量份原料制备而成：20份高岭土、15份改性二氧化硅气凝胶、5份胶凝材料、10份煤矸石粉、4份滑石粉、6份重晶石粉、2份稳定剂、4份硅酸钠、0.5份硼酸、1.2份氧化锌、0.2份木质素磺酸钙、0.6份三氧化二锑、31.5份去离子水。

所述稳定剂为硬脂酸钙。

所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1： 2：0.2组成。

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将2重量份甲基三乙氧基硅烷、6重量份1，2-丙二醇加入到10重量份去离子水中，再加入0.5重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将4重量份明胶、3重量份碳纳米管、10重量份无水乙醇加入到20重量份去离子水中，再加入0.2重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入5重量份第一溶胶中，在80℃下保持10h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将10重量份玄武岩纤维加入到60重量份硅烷偶联剂水溶液中，分散均匀，得到玄武岩纤维混合液；

S5、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到4重量份玄武岩纤维混合液中，在80℃水浴下，以600W超声处理35min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比4：96配制而成。

所述的具有良好隔音效果的幕墙的制备方法，包括以下步骤：

S11、将高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水加入到球磨机中，以1200rpm转速球磨8h，得到隔音浆料；

S12、将隔音浆料喷涂于铝基板上，所述隔热浆料喷涂量为1000g/m²，先以180℃烘干，再置于窑炉中于550℃下烧结60min，得到具有良好隔音效果的幕墙。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1不含有所述的改性二氧化硅气凝胶，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采用二氧化硅气凝胶替换改性二氧化硅气凝胶，其他都相同。

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将1.5重量份甲基三乙氧基硅烷、10重量份1，2-丙二醇加入到17.5重量份去离子水中，再加入1重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将4重量份明胶、1.5重量份碳纳米管、12重量份无水乙醇加入到18重量份去离子水中，再加入0.5重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入3重量份第一溶胶中，在75℃下保持10h，干燥，得到二氧化硅气凝胶。

对比例3

对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的改性二氧化硅气凝胶的制备方法不同于实施例1，其他都相同。

所述的改性二氧化硅气凝胶的制备方法中，改性方法采用单一的硅烷偶联剂水溶液改性。

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将1.5重量份甲基三乙氧基硅烷、10重量份1，2-丙二醇加入到17.5重量份去离子水中，再加入1重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将4重量份明胶、1.5重量份碳纳米管、12重量份无水乙醇加入到18重量份去离子水中，再加入0.5重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入3重量份第一溶胶中，在75℃下保持10h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到3重量份硅烷偶联剂水溶液中，在70℃水浴下，以600W超声处理40min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比4：96配制而成。

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1~3所述的幕墙制成尺寸为3000mm×1200mm×15mm供测试，按照GB/T19889.3-2005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

从表1中可看出，本发明所述的幕墙具有良好的隔音效果，隔音效果达到60.7~65.3dB。

对比实施例1~3可知，不同的原料配比以及改性二氧化硅气凝胶的制备参数能够在一定程度上影响隔音效果，其中实施例1为最佳实施方法，具有最佳的隔音效果。

对比实施例1与对比例1~3可知，本发明所制备得到的改性二氧化硅气凝胶能够显著提高隔音效果，所述的改性二氧化硅气凝胶相比于二氧化硅气凝胶具有更好的隔音效果，且不同的改性二氧化硅气凝胶的改性方法制备得到的改性二氧化硅气凝胶对于隔音效果的提高是不同的，采取本发明所述的改性二氧化硅气凝胶的制备方法制备得到的改性二氧化硅气凝胶相比于其他方法制备得到的加入到所述的隔音浆料中能够更加显著的提高隔音效果。

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)

1.一种具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，包括铝基板、隔音层，所述隔音层通过在铝基板上喷涂隔音浆料经烘干、烧结而成；

所述的隔音浆料由以下重量份原料制备而成：15~28份高岭土、12~20份改性二氧化硅气凝胶、5~12份胶凝材料、4~10份煤矸石粉、4~8份滑石粉、2~6份重晶石粉、2~5份稳定剂、1~4份硅酸钠、0.5~1.5份硼酸、0.5~1.2份氧化锌、0.2~0.8份木质素磺酸钙、0.2~0.6份三氧化二锑、20~35份去离子水；

所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：0.5~2：0.2~1组成；

所述改性二氧化硅气凝胶的制备方法为：

S1、将0.5~2重量份甲基三乙氧基硅烷、6~12重量份1，2-丙二醇加入到10~20重量份去离子水中，再加入0.5~1.2重量份草酸，搅拌均匀，得到第一溶胶；

S2、将2~6重量份明胶、0.8~3重量份碳纳米管、10~20重量份无水乙醇加入到10~20重量份去离子水中，再加入0.2~0.8重量份六甲基二硅氮烷，搅拌均匀，得到第二溶胶；

S3、将1重量份第二溶胶滴入2~5重量份第一溶胶中，在65~80℃下保持6~12h，干燥，得到二氧化硅气凝胶；

S4、将5~12重量份玄武岩纤维加入到40~80重量份硅烷偶联剂水溶液中，分散均匀，得到玄武岩纤维混合液；

S5、将1重量份二氧化硅气凝胶加入到2~4重量份玄武岩纤维混合液中，在65~80℃水浴下，以400~800W超声处理30~50min，过滤，干燥，得到改性二氧化硅气凝胶。

2.根据权利要求1所述的具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述隔音浆料由以下重量份原料制备而成：15~25份高岭土、15~20份改性二氧化硅气凝胶、6~12份胶凝材料、4~8份煤矸石粉、4~7份滑石粉、2~5份重晶石粉、2~4份稳定剂、1~3份硅酸钠、0.8~1.5份硼酸、0.5~1份氧化锌、0.2~0.6份木质素磺酸钙、0.2~0.5份三氧化二锑、25~35份去离子水。

3.根据权利要求1所述的具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述隔音浆料由以下重量份原料制备而成：20份高岭土、18份改性二氧化硅气凝胶、10份胶凝材料、7份煤矸石粉、6份滑石粉、4份重晶石粉、2.5份稳定剂、2份硅酸钠、1份硼酸、0.8份氧化锌、0.5份木质素磺酸钙、0.4份三氧化二锑、27.8份去离子水。

4.根据权利要求1所述的具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述稳定剂为硬脂酸钙。

6.根据权利要求1所述的具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述胶凝材料由氧化镁、半水硫酸钙、氧化钙按照重量比1：1：0.5组成。

7.根据权利要求1所述的具有良好隔音效果的幕墙，其特征在于，所述硅烷偶联剂水溶液由γ-氨丙基三乙氧基硅烷与去离子水按照重量比1~5：95~99配制而成。

8.一种具有良好隔音效果的幕墙的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1~7任一所述的具有良好隔音效果的幕墙，包括以下步骤：

S11、将高岭土、改性二氧化硅气凝胶、胶凝材料、煤矸石粉、滑石粉、重晶石粉、稳定剂、硅酸钠、硼酸、氧化锌、木质素磺酸钙、三氧化二锑、去离子水加入到球磨机中，以800~1500rpm转速球磨4~10h，得到隔音浆料；

S12、将隔音浆料喷涂于铝基板上，先以150~200℃烘干，再置于窑炉中于540~580℃下烧结40~80min，得到具有良好隔音效果的幕墙。