一种复合晶粒熔断吸隔声材料

技术领域

本发明属于建筑用吸声材料技术领域，涉及一种复合晶粒熔断吸隔声材料。

背景技术

吸隔声材料是借助自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而对入射声能具有吸收作用或隔绝作用的材料，按其物理性能和吸隔声方式可分为多孔性吸隔声材料和共振吸隔声结构两大类。

工程上广泛使用的吸隔声材料有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸隔声砖等，多孔性灰泥吸隔声材料种类繁多，由于原料使用的不同，分为矿渣吸声砖、膨胀珍珠岩吸声砖、陶土吸声砖、砂岩环保吸声板等。

无论是纤维材料还是灰泥材料的吸隔声材料，都具备较好的耐热稳定性，并且建筑用吸隔声板的外侧都要求具有防水性能，在建筑内遇到火灾情形时，其吸隔声板材在高温下具备较好的结构稳定性，因此，外部消防用水无法从墙体进入，很难达到灭火的目的。

现有技术中也存在使用有机材料如聚氨酯泡沫板作为吸隔声材料的技术，但单纯的有机材料的阻燃性能一般较差、成本较高，并且其吸隔声性能也有待提高。当然也有添加了阻燃剂的聚氨酯吸隔声材料，其在遇到火灾高温时，其聚氨酯的表面形成隔热隔氧层，因此聚氨酯吸隔声材料的结构并未破坏，其外部的消防用户水无法进入达到灭火的作用。因此，需要开发一种成本底、吸隔声性能好、且在遇火灾情况下能熔断坍塌的吸隔声材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合晶粒熔断吸隔声材料，属于建筑用吸声材料技术领域。该吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成，颗粒层包括骨架颗粒和填充颗粒，骨架颗粒和填充颗粒通过粘结剂粘结，骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成，纤维层由麻纤维组成，涂料层由砂粒涂料构成。大的骨架颗粒和小的填充颗粒以及粘结剂的合理配比提高孔隙率和吸声系数，砂粒涂料中加入硅烷偶联剂提高防水性，当建筑内部着火时，聚氨酯硬泡颗粒和麻纤维在200℃时分解，吸隔声板材熔断，使外部消防水进入灭火。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成，其中所述颗粒层由至少两种颗粒构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过粘结剂进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述粘结剂为环氧树脂胶、酚醛树脂胶、脲醛树脂胶和糠醇树脂胶中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述纤维层由麻纤维构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述麻纤维为苎麻、亚麻、黄麻、红麻、剑麻和蕉麻中的至少一种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述涂料层由砂粒涂料构成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述砂粒涂料由300-500重量份烧结彩砂、100-200重量份重质碳酸钙、60-100重量份丙烯酸聚合物乳液、2-5重量份丙二醇丁醚、1-3重量份硅烷偶联剂、3-8重量份玻璃纤维、1-2重量份有机硅消泡剂、80-150重量份去离子水组成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述砂粒涂料的砂粒大小为80-100目，比流阻值为500-800Pa·s/m。

作为本发明的一种优选技术方案，所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取30-50重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入5-8重量份碳酸氢钠粉末搅拌1-2h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入50-70重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取10-20重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入5-15重量份粘结剂，搅拌均匀，然后压制成厚度为40-48mm的颗粒层；

(2)取25-32重量份麻纤维作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为15-25mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为10-15mm。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤(1)所述搅拌均匀的速度为100-200rpm，搅拌时间为30-50min。

本发明的有益效果：

(1)本发明选用粒径为0.8-0.9mm的骨架颗粒、粒径为0.1-0.15mm的填充颗粒和粘结剂混合后压制成颗粒层，通过优化骨架颗粒、填充颗粒和粘结剂的配比，保证了颗粒层的高孔隙率，提高吸声系数和隔声性能；

(2)本发明在骨架颗粒中合理配比同样粒径的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成板材的骨架，聚氨酯硬泡颗粒表面吸附有碳酸氢钠粉末，当建筑内部发生火灾，板材温度升高，碳酸氢钠分解产生水和二氧化碳，阻止聚氨酯材料燃烧，当温度达到200℃以上时，聚氨酯材料在缺氧的环境中炭化，同时中间麻纤维层的耐热温度也是200℃，在200℃以上时麻纤维也在缺氧环境中炭化，板材结构熔断坍塌，使得外部消防用水可以进入灭火；

(3)本发明在板材中间加入麻纤维，在保证板材吸隔声性能的同时，增强板材的任性；

(4)本发明在板材外部喷涂砂粒涂料，所述涂料中加入硅烷偶联剂作为疏水剂，增强了砂粒涂料的防水性能，同时控制砂粒涂料的砂粒大小为80-100目，得到的砂粒涂料的比流阻值为500-800Pa·s/m，保证整个板材的吸隔声性能不受影响。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过环氧树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由苎麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由352重量份烧结彩砂、108重量份重质碳酸钙、85重量份丙烯酸聚合物乳液、3重量份丙二醇丁醚、1重量份硅烷偶联剂、4重量份玻璃纤维、1重量份有机硅消泡剂、90重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为80目，比流阻值为620Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取32重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入5重量份碳酸氢钠粉末搅拌1.2h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入68重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取15重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入8重量份环氧树脂胶，150rpm搅拌35min，然后压制成厚度为45mm的颗粒层；

(2)取26重量份苎麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为16mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为11mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.62，其倍频带计权标准化撞击声压级达到62dB，在加热至200℃时板材熔断坍塌，但无燃烧火焰。

实施例2

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过酚醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由红麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由325重量份烧结彩砂、120重量份重质碳酸钙、88重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、2重量份硅烷偶联剂、5重量份玻璃纤维、1重量份有机硅消泡剂、98重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为580Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取35重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入6重量份碳酸氢钠粉末搅拌2h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入52重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入10重量份酚醛树脂胶，120rpm搅拌32min，然后压制成厚度为42mm的颗粒层；

(2)取25重量份红麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为18mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.61，其倍频带计权标准化撞击声压级达到60dB，在加热至200℃时板材熔断坍塌，但无燃烧火焰。

实施例3

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过糠醇树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由亚麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由389重量份烧结彩砂、102重量份重质碳酸钙、65重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、2重量份硅烷偶联剂、6重量份玻璃纤维、2重量份有机硅消泡剂、112重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为520Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取35重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入6重量份碳酸氢钠粉末搅拌2h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入52重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入10重量份糠醇树脂胶，120rpm搅拌32min，然后压制成厚度为42mm的颗粒层；

(2)取25重量份亚麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为18mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.59，其倍频带计权标准化撞击声压级达到60dB，在加热至200℃时板材熔断坍塌，但无燃烧火焰。

实施例4

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过脲醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由剑麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由456重量份烧结彩砂、100重量份重质碳酸钙、78重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、3重量份硅烷偶联剂、3重量份玻璃纤维、1重量份有机硅消泡剂、82重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为80目，比流阻值为565Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取42重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入7重量份碳酸氢钠粉末搅拌1h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入65重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取12重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入12重量份脲醛树脂胶，160rpm搅拌30min，然后压制成厚度为46mm的颗粒层；

(2)取29重量份剑麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为20mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为14mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.63，其倍频带计权标准化撞击声压级达到64dB，在加热至200℃时板材熔断坍塌，但无燃烧火焰。

实施例5

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过脲醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由蕉麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由485重量份烧结彩砂、100重量份重质碳酸钙、60重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、3重量份硅烷偶联剂、3重量份玻璃纤维、2重量份有机硅消泡剂、150重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为750Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取48重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入8重量份碳酸氢钠粉末搅拌1h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入68重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入15重量份脲醛树脂胶，180rpm搅拌50min，然后压制成厚度为48mm的颗粒层；

(2)取32重量份蕉麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为22mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.60，其倍频带计权标准化撞击声压级达到61dB，在加热至200℃时板材熔断坍塌，但无燃烧火焰。

对比例1

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过脲醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由蕉麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由485重量份烧结彩砂、100重量份重质碳酸钙、60重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、3重量份硅烷偶联剂、3重量份玻璃纤维、2重量份有机硅消泡剂、150重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为750Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取116重量份砂粒研磨至粒径为0.8-0.9mm得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入15重量份脲醛树脂胶，180rpm搅拌50min，然后压制成厚度为48mm的颗粒层；

(2)取32重量份蕉麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为22mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本对比例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.56，其倍频带计权标准化撞击声压级达到69dB，在加热至200℃时板材没有熔断坍塌，也无燃烧火焰。

对比例2

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过脲醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由蕉麻构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由485重量份烧结彩砂、100重量份重质碳酸钙、60重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、3重量份硅烷偶联剂、3重量份玻璃纤维、2重量份有机硅消泡剂、150重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为750Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取48重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入68重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入15重量份脲醛树脂胶，180rpm搅拌50min，然后压制成厚度为48mm的颗粒层；

(2)取32重量份蕉麻作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为22mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.59，其倍频带计权标准化撞击声压级达到65dB，在加热至200℃时板材剧烈燃烧。

对比例3

一种复合晶粒熔断吸隔声材料，所述吸隔声材料由内部的颗粒层、中间的纤维层和外部的涂料层构成。

所述颗粒层由骨架颗粒和填充颗粒构成，所述骨架颗粒和填充颗粒通过脲醛树脂胶进行粘结，所述骨架颗粒由粒径为0.8-0.9mm的砂粒和聚氨酯硬泡颗粒构成，所述聚氨酯硬泡颗粒由研磨后的聚氨酯硬泡吸附碳酸氢钠粉末构成，所述填充颗粒由粒径为0.1-0.15mm的砂粒构成。

所述纤维层由玻璃纤维构成，所述涂料层由砂粒涂料构成，所述砂粒涂料由485重量份烧结彩砂、100重量份重质碳酸钙、60重量份丙烯酸聚合物乳液、2重量份丙二醇丁醚、3重量份硅烷偶联剂、3重量份玻璃纤维、2重量份有机硅消泡剂、150重量份去离子水组成，所述砂粒涂料的砂粒大小为100目，比流阻值为750Pa·s/m。

所述吸隔声材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取48重量份聚氨酯硬泡研磨至粒径0.8-0.9mm，然后加入8重量份碳酸氢钠粉末搅拌1h，得到聚氨酯硬泡颗粒，然后再加入68重量份研磨至粒径为0.8-0.9mm的砂粒，混合后得到骨架颗粒，取18重量份砂粒研磨至粒径0.1-0.15mm得到填充颗粒，将骨架颗粒和填充颗粒混合后加入15重量份脲醛树脂胶，180rpm搅拌50min，然后压制成厚度为48mm的颗粒层；

(2)取32重量份玻璃纤维作为纤维层压制在颗粒层上，控制纤维层厚度为22mm；

(3)待水分蒸发后，在纤维层上喷涂一层砂粒涂料层，控制砂粒涂料层干燥之后的厚度为12mm。

本实施例吸隔声材料板按照驻波管法测试其吸声系数为0.61，其倍频带计权标准化撞击声压级达到63dB，在加热至200℃时板材出现部分熔断坍塌，无燃烧火焰。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。