TWI483916B - Production method of inorganic foamed polymer soundproof material - Google Patents

Description

無機發泡聚合物隔音材料製作方法

本發明係與隔音材料有關，更詳而言之是指一種無機發泡聚合物隔音材料製作方法。

現今的工商業蓬勃發展雖然提升了人類的生活水準，卻也因此造就了許多的噪音問題，不僅干擾人民生活安寧，亦影響工作環境品質，嚴重時更將造成聽覺的受損，為確保生活與工作環境不被噪音所干擾，隔音材料的應用便因此因應而生。

而已知的隔音材料於製作過程中大多使用水泥當成主要原料，但水泥製程的所需耗能高又會產生大量的二氧化碳，不僅使得加工成本較為昂貴又會造成溫室效應及熱島現象等環境問題。

且已知的製作過程中所用之混凝方式，常使得製作完成之隔音材料比重過大，而建築物皆有一定限制的最大乘載重量，過大的比重常使得隔音材料在建築與裝潢的運用上而有所受限。

是故，在環保意識抬頭的現代，隔音材料的製程勢必順應潮流，發展低污染及低耗能的環保材料以取代水泥作為隔音材料的主要原料，以及能使隔音材料比重降低的混凝方式，除能確保生活安寧與工作環境不被噪音所干擾外，亦能保障後代子孫能擁有美好的生活環境，更能讓隔音材料的運用不再因比重而有所限制。

有鑑於此，本發明在於提供一種無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其主要目的為利用低污染及低耗能的無機聚合物為主要原料，次要目的為利用泡沫混凝方式，使隔音材料製成後不僅隔音效果佳還具有比重小的特性。

緣以達成上述目的，本發明所提供之無機發泡聚合物隔音材料製作方法包含下列步驟：先將一無機膠結材料與一無機卜作嵐材料混合且充分攪拌後，再以一鹼活化液澆淋且均勻攪拌，以製成一漿體，其中，該鹼活化液係由鹼金屬氫氧化物、鹼金屬矽酸溶液與水混合且均勻攪拌所製成；再將該漿體與一經泡沫化之發泡劑混合，均勻攪拌後倒入模具內成型；型後由模具內取出，以形成一無機發泡聚合物隔音材料，且其內部具有複數個氣泡體。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。

請參閱第一圖，為本發明一較佳實施例之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，包含下列步驟：先將皆呈乾粉狀的無機膠結材料與無機卜作嵐材料混合且攪拌均勻。

上述之無機膠結材料重量百分比可為25~40 wt%。於本發明中，無機膠結材料係使用高嶺土，為產生聚合反應之主要原料，高嶺土更可於與無機卜作嵐材料混合前，先以600~800℃加熱，以增加高嶺土於聚合反應中的活性以及無機發泡聚合物隔音材料之成品強度，除使用高嶺土外，亦可使用玻璃或石膏等…可產生聚合反應之無機膠結材料代替。

該無機卜作嵐材料的重量百分比可為10~20 wt%。於本發明中，無機卜作嵐材料係使用爐石粉，於聚合反應中可產生粘性，主要是用來取代部分無機膠結材料以及使無機發泡聚合物隔音材料之成品強度上升，除使用爐石粉外，亦可使用飛灰或矽灰等…於聚合反應中亦可產生黏性之無機卜作嵐材料代替。

接著，將攪拌均勻的無機膠結材料與無機卜作嵐材料用一鹼活化液澆淋並均勻攪拌，藉以製成一漿體。

該鹼活化液的重量百分比可為40~60wt%。在本發明中，鹼活化液係由10~30wt%的鹼金屬氫氧化物、40~60wt%的鹼金屬矽酸溶液以及20~40wt%的水混合且均勻攪拌所製成，用以產生聚合反應所需之矽離子，該矽離子係與無機膠結材料及無機卜作嵐材反應，以產生凝結鏈與膠體，使該漿體得以凝結成型。上述之鹼金屬氫氧化物與鹼金屬矽酸溶液於本實施例中係使用氫氧化鈉與矽酸鈉溶液，除使用氫氧化鈉與矽酸鈉溶液外，亦可使用氫氧化鉀與矽酸鉀溶液，或氫氧化鋰與矽酸鋰溶液代替。

最後，將該漿體與經泡沫化之發泡劑混合，且均勻攪拌後倒入模具內成型。該發泡劑的重量百分比約為5~8wt%，係由界面活性劑與水混合製成，並利用加壓且通過細小管路使其泡沬化。

最後，打開模具即可得到如第二圖所示之無機發泡聚合物隔音材料20。

該無機發泡聚合物隔音材料20具有一表面21且內部具有複數個氣泡體22，該複數個氣泡體22係藉由該泡沫化之發泡劑固結後所形成，當聲波1，如第二圖所示，傳導至該無機發泡聚合物隔音材料20時，大部分將被該表面21反射形成聲波2，而少部分進入該無機發泡聚合物隔音材料的聲波3，則受該複數個氣泡體22作用，導致聲波3之能量耗損，而無法完整穿透該無機發泡聚合物隔音材料10，藉以形成隔音效果。

茲以上述配比關係為基礎下，本發明較佳實施例之無機發泡聚合物隔音材料，其原料配比與隔音效果如下所示：

【範例一】

將高嶺土煅燒後混合爐石粉乾拌5分鐘，再以氫氧化納、矽酸鈉溶液及水製成之鹼活化液澆淋並攪拌10分鐘，再將泡沫化之發泡劑加入，且攪拌均勻後倒入模具中成型，製成無機發泡聚合物隔音材料後，利用100~5000Hz之聲波進行三次隔音測試，測試結果說明如下：

【範例二】

改變水與發泡劑之比例，其原料配比如下：

同樣步驟及混合時間製作成型後，三次隔音測試結果如下：

【範例三】

改變各原料之比例，其原料配比如下：

同樣步驟及混合時間製作成型後，三次隔音測試結果如下：

範例一至範例三之隔音測試結果曲線圖如第四至六圖所示，其中之dB值為聲波在進入該無機發泡聚合物隔音材料時的能量損耗大小(能量損耗=10*log(I_i /I_t ) dB，其中I_i 為入射聲波強度，I_t 為穿透聲波強度)，dB值越高則表示能量損耗越大，dB值與隔音效果說明如下：當dB值於小於30時：正常交談容易被聽到，隔音效果不良。當dB值於30~35時：正常交談不易被聽到，隔音效果尚可。當dB值於35~45時：正常交談與大聲交談皆不易被聽到，隔音效果良好。當dB值於大於45時：正常交談與大聲交談皆不會被聽到，隔音效果極佳。

由第四圖可看出，範例一之無機發泡聚合物隔音材料，其測試結果大部分皆於30dB以上，表示具有不錯的隔音效果。

範例二之無機發泡聚合物隔音材料，其隔音測試結果之曲線圖如第五圖所示，可看出測試結果皆大於35dB且大部分大於45dB，具有良好的隔音效果。

範例三之無機發泡聚合物隔音材料，其隔音測試結果之曲線圖如第六圖所示，測試結果與數據二相似，皆大於35dB且大部分大於45dB，同樣具有良好的隔音效果。

由範例二、三可得知，在不影響整體強度的條件下，增加泡沫化之發泡劑的比例，將使得隔音效果提升。

以上所述僅為本發明數個較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構及製作方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1~3‧‧‧聲波

20‧‧‧無機發泡聚合物隔音材料

21‧‧‧表面

22‧‧‧氣泡體

第一圖為本發明一較佳實施例之流程圖。

第二圖為上述本發明較佳實施例之隔音示意圖。

第三圖為上述本發明較佳實施例範例一的測試曲線圖。

第四圖為上述本發明較佳實施例範例二的測試曲線圖。

第五圖為上述本發明較佳實施例範例三的測試曲線圖。

本圖為流程圖無元件符號。

Claims (9)

1. 一種無機發泡聚合物隔音材料製作方法，包含下列步驟：將一無機膠結材料與一無機卜作嵐材料混合且充分攪拌後，再以一鹼活化液澆淋並均勻攪拌，以製成一漿體，其中，該鹼活化液係由鹼金屬氫氧化物、鹼金屬矽酸溶液與水混合且均勻攪拌所製成，該無機膠結材料的重量百分比為25~40wt%，該無機卜作嵐材料的重量百分比為10~20wt%，該鹼活化液的重量百分比為40~60wt%；將該漿體與一經泡沫化之發泡劑混合，均勻攪拌後倒入一模具內成型，其中該發泡劑係利用界面活性劑與水混合後製成，且係藉由加壓且通過細小管路後，使其泡沫化；打開該模具即可得到一內部具有複數個氣泡體的無機發泡聚合物隔音材料。
2. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該無機膠結材料係選自高嶺土、玻璃及石膏組成族群中擇一或其組合者。
3. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該無機膠結材料先進行加熱後再與該無機卜作嵐材料混合。
4. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該無機膠結材料為高嶺土，先在600~800℃的溫度下進行加熱後再與該無機卜作嵐材料混合。
5. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該混合物之無機卜作嵐材料係選自爐石粉、飛灰及矽灰組成族群中擇一或其組合者。
6. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該鹼活化液之鹼金屬氫氧化物佔10~20wt%，鹼金屬矽酸鹽溶液佔40~60wt%，水佔20%~40wt%。
7. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該鹼活化液之鹼金屬氫氧化物係選自由氫氧化鋰、氫氧化鈉及氫氧化鉀組成族群中擇一或其組合者。
8. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該鹼活化液之鹼金屬矽酸鹽溶液係選自由矽酸鋰溶液、矽酸鈉溶液及矽酸鉀溶液組成族群中擇一或其組合者。
9. 如請求項1所述之無機發泡聚合物隔音材料製作方法，其中該發泡劑的重量百分比為2~8wt%。