本发明属于建筑涂料,尤其涉及一种高性能隔声涂料及其制备方法。
背景技术:
1、目前市面建筑中常用的隔声方式有两类,第一类是在楼板铺设隔声垫或隔声聚苯板,其价造价成本高,施工工艺复杂,且易产生空鼓和开裂;另一类是采用隔声砂浆或隔声涂料。隔声砂浆是在砂浆中加入某些柔性材料或多孔材料以使得楼面层具有减少振动传播的能力达到隔声的效果,但其施工厚度较厚,强度低,易开裂,且后期容易产生空鼓。隔声涂料主要由乳液、功能填料和溶剂组成的涂料,在光裸楼板表面涂覆隔声涂料,能够在保证楼板厚度、并确保楼板刚度及减少楼板负荷的情况下,有效降低楼板地面的噪声传递。隔声涂料施工方便厚度薄、造价成本低、隔声效果好,后期不易空鼓和开裂。例如,一篇中国专利的公开号为:cn114292546 a,专利名称为:一种用于楼板上的减震隔音涂料,其公开的主要成分包含丙烯酸酯乳液、有机纤维、玻璃纤维、轻质碳酸钙、乳液、丙烯腈、无石矿棉、发泡剂和增稠剂,该隔声涂料制备需要较高温度,虽然该减震隔音涂料隔声效果好,且无毒环保,但制备工艺需要加热,能耗高,且使用聚合物聚丙烯酸酯乳液作为弹性体,涂料整体较为柔软,整体回弹性较差,耐水性和耐温性较差,使用一段时间后,隔声效果易变差,存在开裂和空鼓的风险。另一篇中国专的公开号为:cn111154353 a,专利名称为:一种隔声涂料及其制备方法,其公开的主要成分包含了聚醋酸乙烯酯、二氧化硅粉体、玻璃纤维、氧化铝粉体、硅酸二钙粉体、氧化镁粉体、硫酸钡粉体以及蒸馏水,该隔声涂料制备工艺较为复杂,需加热,能耗高,涂料与基底的粘接强度差,涂料成膜后较脆,且使用过程中容易出现界面强度不匹配的现象,导致开裂和空鼓质量问题。另一篇中国专利公开号为:cn 113248988 a,专利名称为:一种防水隔声涂料及其制备方法,其通过盐酸对玄武岩纤维进行表面改性处理,增强了玄武岩纤维与聚合物乳液的界面粘接作用,减少了材料界面缺陷和应力集中点,避免开裂和空鼓现象。但其需要消耗大量的强酸来对玄武岩纤维改性,隔声涂料的制备工艺较为复杂,能耗高,搅拌时间长。
2、然而乳液是影响涂料状态和最终性能的重要原料,目前隔声涂料大部分都是采用聚醋酸乙烯酯、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸乳液、苯丙乳液等其中一种或两种材料简单物理共混作为成膜物质。但单一的聚合物乳液与无机填料的粘接效果差,容易导致涂料内部的界面缺陷多,会出现应力集中而开裂空鼓,涂料整体与基底的粘接强度差,导致界面强度不匹配出现易开裂和空鼓的问题,简单的共混存在聚合物乳液稳定性差,相容性不好,易出现相分离,以及共混乳液的性能也难以达到聚合物优势互补的效果;单一的聚合物乳液在性能上的缺点容易带来耐水性、耐磨性、耐温性等问题,这都会影响涂料的使用寿命和隔声效果。
3、针对高分子材料由于分子链长,分子量大,易相互缠绕和缩卷,受到外部振动或者应力刺激时,分子链段中的单键的内旋转不断改变构象、分子链间的滑移和解缠等,产生内摩擦从而消耗能量。一般隔声涂料,都会选用一些高分子弹性体材料作为粘接剂。这些高弹性高分子聚合物粘结剂可以起到阻尼材料的作用,通过形变滞后于应力变化产生的滞后现象衰减声能的效果,同时是影响隔声涂料整体的粘接强度、耐水性、耐碱性、拉伸性能、柔韧性等性能的关键影响。因此,针对目前现有技术的不足,需对现有的隔声涂料的功能进行改进,即能保证涂料的粘接性能和隔声效果好,又能解决隔声涂料整体的耐水性、耐温性、耐磨性、耐温性差以及后期不易空鼓和开裂的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高性能隔声涂料及其制备方法,本发明旨在解决涂料中填料与聚合物乳液界面粘接效果差,易出现界面缺陷增多和形成应力集中点,涂料与基底粘接强度差,使用过程中容易出现界面强度不匹配,耐温性、防水性、耐磨性差,导致开裂和空鼓的质量问题,以及隔声涂料生产工艺复杂、生产能耗高和施工工艺复杂等生产工艺问题。为了实现上述目的,本发明采用以下技术效果:
2、据本发明的一个方面,提供了一种高性能隔声涂料,所述隔音涂料按质量份数计,由以下组分制备而成:改性苯丙乳液20-30份,鳞片石墨2-5份,云母粉3-5份,玻璃微珠1-3份,橡胶粉2-5份,木质纤维1-3份,聚乙烯醇纤维2-6份,玻璃纤维1-3份,硅烷偶联剂0.1-0.3份,水20-50份,辅料0.2-2份;所述辅料为成膜助剂、消泡剂、增稠剂、分散剂、润湿剂、ph调节剂、杀菌剂中的两种或两种以上混合,所述改性苯丙乳液的改性方法可以采用预乳化法共聚、种子乳液聚合法、单体共聚反应、核壳法、水解抑制技术、自交联单体法中的任意一种。
3、上述方案进一步优选的,所述鳞片石墨粒径为600目-1200目,所述云母粉粒径为200目-1200目,玻璃微珠的粒径为0.1mm-0.3mm,橡胶粉粒径为80-300目,聚乙烯醇纤维直径为0.5mm-3mm,木质纤维直径为0.2-3mm,玻璃纤维直径为0.5mm-3mm。
4、上述方案进一步优选的,所述硅烷偶联剂为kh550、kh560、kh570中的一种或两种以上混合。
5、上述方案进一步优选的,所述改性苯丙乳液中的固体含量为35-55%,乳液粒径为90-150nm,乳液交联度为80-99%,乳液粘度为500~3000mpa·s。
6、上述方案进一步优选的,所述改性苯丙乳液中的固体含量为40-48%,乳液粒径为110-130nm,乳液交联度为82-90%,乳液粘度为1000~2000mpa·s。
7、所述改性苯丙乳液为有机硅改性苯丙乳液、聚氨酯改性苯丙乳液、环氧树脂改性苯丙乳液、有机氟改性苯丙乳液中的一种或多种。
8、根据本发明的另一方面,本发明提供了一种高性能隔声涂料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
9、步骤1:室温下将消泡剂、增稠剂、分散剂、润湿剂、ph调节剂和硅烷偶联剂依次加入水中进行混合搅拌均匀,得到物料水溶液,搅拌速度300-500rpm/分钟,搅拌时间5-10分钟;
10、步骤2:将鳞片石墨、云母粉、玻璃微珠、橡胶粉依次加入物料水溶液中混合搅拌均匀;
11、步骤3:在步骤2中制备得到的溶液中滴加成膜助剂,然后在升温至50-65℃过程中进行不断搅拌混合均匀,搅拌速度为300-500rpm/分钟,搅拌时间为5-10分钟后,再继续加入改性苯丙乳液,搅拌时间3-8分钟;
12、步骤4:在步骤3中制备得到的溶液中依次加入木质纤维、聚乙烯醇纤维和玻璃纤维进行混合搅拌均匀,搅拌速度为500-700rpm/分钟,搅拌时间10-20分钟后,在50-65℃保温条件下进行保温反应30-60分钟后冷却至常温,得到所需的高性能隔声涂料。
13、上述方案进一步优选的,所述步骤2中,搅拌的速度为1000-1500rpm/分钟,搅拌时间10-20分钟。
14、综上所述,本发明采用了上述技术方案,本发明具有以下技术效果:
15、(1)、本发明针对现有技术的不足,本发明提供的高性能隔声涂料的制备方法对不同类型聚合物乳液,加入交联剂或进行共混改性,提升高分子聚合物本身的粘接性能,进一步增强涂料整体与基底的粘接性,避免工程中因为界面强度不匹配产生空鼓等质量问题;加入硅烷偶联剂,增强无机填料与有机聚合物乳液粘接效果,减少界面缺陷和材料内部应力集中点,避免开裂和空鼓现象。
16、(2)、本发明的隔声涂料的填料与聚合物乳液的界面粘接效果好,涂料整体的粘接性、耐温性、耐磨性、防水性能会得到大大的提升;隔声涂料与基底的粘接性好,使用过程不容易出现界面强度不匹配的空鼓现象,长期使用隔声效果也不会减弱;其制备工艺简单方便,无需加热能耗低,施工方便,使用喷涂设备对本发明的隔声材料可一次成型3-5mm厚的隔声涂料。