專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輕質(zhì)吸音涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑涂料及其制備方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)吸音涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
噪聲污染對(duì)人們的健康和日常生活的危害日益為人們所重視，建筑的吸聲功能在諸多建筑功能中的地位在逐漸增高。吸聲材料不僅可以改善室內(nèi)的音質(zhì)環(huán)境，而且對(duì)噪聲控制也起到非常重要的作用。建筑吸聲材料的品種很多，目前我國(guó)生產(chǎn)使用比較多的主要有石膏裝飾吸聲板、玻璃棉裝飾吸聲板、巖(礦)棉裝飾吸聲板、珍珠巖裝飾吸聲板、聚苯乙烯泡沫塑料裝飾吸聲板、金屬裝飾吸聲板、微穿孔結(jié)構(gòu)吸聲板等。這些吸聲板的規(guī)格一般為500mm 500mm、600mm600mm，厚度15～20mm，貯存、運(yùn)輸和拼裝麻煩，有些表面需有保護(hù)和裝飾層。并且?guī)r(礦)棉對(duì)人體和環(huán)境有害(致癌)；聚苯乙烯泡沫塑料吸聲板透氣性和耐熱性不好，遇火會(huì)釋放出對(duì)人體有害的氣體；而多孔性金屬板吸聲材料和微穿孔結(jié)構(gòu)吸聲板，造價(jià)過(guò)高，還沒(méi)有被廣泛使用。
涂料因?yàn)樯守S富，裝飾性能好，生產(chǎn)施工簡(jiǎn)便，兼具有一定的保護(hù)作用而成為建筑工程中最重要的建筑裝飾材料之一。賦予涂料以吸音功能近年來(lái)成為人們努力的目標(biāo)。專(zhuān)利CN1425720A(申請(qǐng)?zhí)?3118445.6)公開(kāi)了一種吸音環(huán)保涂料，該涂料采用粉煤灰飄珠作輕骨料，以提高吸音效果，但由于粉煤灰飄珠氣孔封閉，不相連通，該涂層吸聲效果有限。專(zhuān)利CN1429869A(申請(qǐng)?zhí)?1145015.0)公開(kāi)了一種音樂(lè)廳閃光吸音特種涂料，該涂料以添加輕質(zhì)珍珠巖和泡沫聚苯乙烯顆粒來(lái)提供吸聲效果。泡沫聚苯乙烯顆粒正如前面所述，遇火會(huì)釋放毒氣，該涂層存在安全隱患，而且該發(fā)明對(duì)選用的輕質(zhì)珍珠巖也沒(méi)有作篩選，吸音效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輕質(zhì)吸音涂料，它具有吸音效果好、安全環(huán)保3產(chǎn)品輕質(zhì)，可大大減少建筑物負(fù)荷，節(jié)省室內(nèi)空間、施工簡(jiǎn)便、裝飾效果好的涂料。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述吸音涂料的制備方法。
本發(fā)明輕質(zhì)吸音涂料，按重量百分比，該涂料由以下組分組成白色顏料2～8％填料20～30％丙烯酸類(lèi)乳液20～30％開(kāi)孔膨脹珍珠巖 6～15％助劑3.5～6.5％水 22～35％。
上述白色顏料可以是金紅石型鈦白粉或銳鈦型鈦白粉或立德粉中的任意一種或幾種。白色顏料不僅使涂層具有一定的遮蓋力，而且還能增強(qiáng)涂膜本身強(qiáng)度。
上述填料包括325～600目的重質(zhì)碳酸鈣或硅灰石粉或滑石粉或石英粉中的任意一種或幾種。填料既可增加涂膜厚度和物理機(jī)械性能，使涂膜耐久，提高涂料的遮蓋力，改善涂料的流動(dòng)性，還可以降低成本。上述325～600目之間的填料，由于吸油量較低，在40g/100g以下，可減少粘結(jié)劑用量，又由于填料顆粒較粗，可使涂層形成更多的孔隙，從而提高吸聲效果。
上述丙烯酸類(lèi)乳液作為粘結(jié)料，可以是苯丙乳液或醋丙乳液或醋叔乳液或純丙乳液中的任意一種或幾種。所述乳液的平均粒徑為0.15～0.5μm。選擇上述中等粒徑的丙烯酸類(lèi)乳液，以免乳液粒徑太細(xì)，滲入到開(kāi)孔膨脹珍珠巖的微孔中，阻塞孔洞，影響吸音效果。優(yōu)選平均粒徑在0.3～0.5μm的醋丙乳液。
在上述組分中，膨脹珍珠巖選擇開(kāi)孔形態(tài)的膨脹珍珠巖。膨脹珍珠巖是一種多孔的粒狀物料，是以珍珠巖礦石為原料，經(jīng)過(guò)破碎、分級(jí)、預(yù)熱、高溫熔燒瞬時(shí)急劇加熱膨脹而成的一種白色輕質(zhì)材料。其特點(diǎn)為密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低，化學(xué)性穩(wěn)定，使用溫度范圍寬，吸濕能力小，無(wú)毒無(wú)味，不腐蝕，不燃燒，吸音等。根據(jù)其膨脹技術(shù)條件及用途不同分為三種形態(tài)開(kāi)放孔，閉孔和中空孔。膨脹珍珠巖特別是開(kāi)孔膨脹珍珠巖的添加使涂料所形成的涂膜含有大量互相貫通的微孔。由吸音原理可知，當(dāng)聲波入射到多孔涂飾表面時(shí)，進(jìn)入孔隙內(nèi)部，引起孔隙內(nèi)部的空氣振動(dòng)，由于摩擦、空氣粘滯阻力和涂層內(nèi)部的熱傳導(dǎo)作用，使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能，從而使聲波衰減，反射聲減弱而達(dá)到吸聲的目的。
上述開(kāi)孔膨脹珍珠巖選用15～120目的產(chǎn)品。膨脹珍珠巖顆粒粒級(jí)越高，顆粒越細(xì)，粘結(jié)劑用量越大，漆膜越容易開(kāi)裂。顆粒粒級(jí)越低，顆粒越大，則孔隙太大，吸聲效果變差。目數(shù)在14～28目之間，即粒徑在0.6～1.2mm之間的膨脹珍珠巖對(duì)高頻吸聲效果較好，目數(shù)在28目以上，即粒徑小于0.6mm的膨脹珍珠巖，對(duì)低頻吸聲效果較好。本發(fā)明優(yōu)選目數(shù)在20～60目之間的開(kāi)孔膨脹珍珠巖，既能使漆膜呈現(xiàn)質(zhì)感厚實(shí)的裝飾外觀(guān)，又能提供更好的吸音效果。
上述助劑是乳膠涂料中的常規(guī)助劑，包括增稠劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、防霉劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜助劑、防凍劑、消泡劑等。
所述增稠劑包括羥乙基纖維素或蒙脫石粘土增稠劑等。加入增稠劑能達(dá)到理想的罐內(nèi)防沉效果和厚涂抗流掛效果，并提高涂料的保水性，使厚涂的漆膜不開(kāi)裂。上述增稠劑需在水中充分分散直至液體成膠狀才能發(fā)揮其優(yōu)越的增稠流變性能，一般在制漆預(yù)混合階段添加。增稠劑添加量為配方總量的0.2～0.5％。
其它助劑所選用的類(lèi)型在本發(fā)明中沒(méi)有特殊要求，其用量為乳膠涂料制備的常規(guī)用量。每種助劑的添加量為配方總量的0.1～2.5％，且各種助劑的總量占配方總量的3.5～6.5％。
制備本發(fā)明的輕質(zhì)吸音涂料的方法依次由以下步驟組成(a)預(yù)混合按上述配方量將1/2的水、潤(rùn)濕劑、分散劑、1/2的消泡劑、防霉劑、殺菌劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑加入分散缸中，以300～500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率低速攪拌15～20分鐘，形成膠狀溶液；(b)分散研磨按配方量將顏填料加入到上述膠狀溶液中，以1200～1500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率高速分散15～20分鐘，制成均勻漿料；(c)調(diào)漆按配方量向上述漿料中加入丙烯酸類(lèi)乳液、成膜助劑和防凍劑，攪拌均勻，然后將開(kāi)孔膨脹珍珠巖等分為2～3份，分2～3次加入，每次以300～600轉(zhuǎn)/分的攪拌速率低速攪拌均勻后再加余下的開(kāi)孔膨脹珍珠巖，最后加余下的消泡劑和水，攪拌均勻；(d)包裝。
消泡劑需分兩次添加，在預(yù)混和階段添加是為了抑制體系產(chǎn)生的泡沫，在調(diào)漆階段最后添加，是為了消除體系不可避免產(chǎn)生的泡沫，以取得更好的消泡效果。
在調(diào)漆階段，需將開(kāi)孔膨脹珍珠巖每次按重量百分比的1/2或1/3，分批加入，并以低速攪拌。因?yàn)榕蛎浾渲閹r的密度小，堆積密度為70～250kg/m3，若一次性加入，膨脹珍珠巖浮在漆料表面，易聚集而難以分散均勻，若施加高剪切力使之分散開(kāi)又會(huì)破壞其微孔結(jié)構(gòu)而影響其吸音效果。
該涂料與常用的吸音板和目前建筑市場(chǎng)上的吸音涂料相比，具有以下特點(diǎn)1.吸音效果好開(kāi)孔膨脹珍珠巖的添加，使漆膜中含有大量互相貫通的微孔，粗粒徑的填料也使漆膜的孔隙率增大，吸聲效果提高。平均吸聲系數(shù)大于0.4。
2.安全環(huán)保所采用的原料無(wú)毒無(wú)害，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)不良影響涂層可阻燃。
3.產(chǎn)品輕質(zhì)，可減少建筑物承重產(chǎn)品密度小，在1.2g/ml以下，相比其它吸音板材，可大大減少建筑物負(fù)荷，更適合高層建筑吸音的需要。
4.節(jié)省室內(nèi)空間1～5mm厚的涂層即具有良好的吸聲效果，且涂層無(wú)接縫，與墻體粘結(jié)成一個(gè)整體，幾乎不會(huì)占據(jù)室內(nèi)空間。
5.施工簡(jiǎn)便無(wú)需拼裝，表面無(wú)需其它保護(hù)和裝飾層?？芍苯釉诤细竦幕纳蠂娡砍烧w美觀(guān)的涂層。
6.質(zhì)感獨(dú)特，裝飾性強(qiáng)；粗粒徑的膨脹珍珠巖和填料可形成具有立體風(fēng)格的裝飾效果，涂料顏色可調(diào)，可滿(mǎn)足個(gè)性化的需要。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。在以下實(shí)施例中，用平均吸聲系數(shù)來(lái)表示涂層的吸聲特性。平均吸聲系數(shù)越高，吸聲效果越好。吸聲系數(shù)的檢測(cè)依據(jù)GBJ47-83《混響室法吸聲系數(shù)測(cè)量規(guī)范》檢測(cè)。
實(shí)施例1本實(shí)施例的組成及重量百分比為金紅石型鈦白粉3％，400目重質(zhì)碳酸鈣20％，400目滑石粉8％，醋丙乳液ROVACETM661為25％，20～60目開(kāi)孔膨脹珍珠巖15％，增稠劑NATROSOL PLUS 330為0.4％，潤(rùn)濕劑0.2％，分散劑0.7％，防霉劑0.1％，殺菌劑0.1％，消泡劑0.4％，pH調(diào)節(jié)劑0.1％，成膜助劑1.2％，防凍劑1.6％，水24.2％。配制工藝步驟為(a)預(yù)混合按上述重量百分比稱(chēng)取各種物料，將1/2的水、潤(rùn)濕劑、分散劑、1/2的消泡劑、防霉劑、殺菌劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑加入分散缸中，以300～500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率低速攪拌15～20分鐘，形成膠狀溶液；(b)分散研磨將計(jì)量的顏填料金紅石鈦白粉、400目重質(zhì)碳酸鈣和400目滑石粉加入到上述膠狀溶液中，以1200～1500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率高速分散15～20分鐘，制成均勻漿料；(c)調(diào)漆將計(jì)量的醋丙乳液、成膜助劑和防凍劑加入上述漿料中，攪拌均勻。然后將計(jì)量的開(kāi)孔膨脹珍珠巖等分為2～3份，分2～3次加入，每次以300～600轉(zhuǎn)/分的速率低速攪拌均勻后再加余下的開(kāi)孔膨脹珍珠巖。最后加余下的消泡劑和水，攪拌均勻。(d)無(wú)需過(guò)濾，直接包裝入庫(kù)。
在石棉水泥板上制備3mm厚的漆膜，采用混響室法檢測(cè)，平均吸聲系數(shù)為0.53。
上述醋丙乳液ROVACETM661為東方羅門(mén)哈斯公司提供，該乳液固含為54～56％，平均粒徑0.3～0.5μm，最低成膜溫度24℃。上述增稠劑NATROSOLPLUS330為美國(guó)赫克力士化工公司提供的疏水改性的羥乙基纖維素。
實(shí)施例2本實(shí)施例的組成及重量百分比為銳鈦型鈦白粉5％，600目重質(zhì)碳酸鈣15％，400目滑石粉5％，苯丙乳液D-68M30％，80～120目開(kāi)孔膨脹珍珠巖8％，增稠劑NATROSOL 250HBR 0.35％，潤(rùn)濕劑0.15％，分散劑0.5％，防霉劑0.2％，殺菌劑0.2％，消泡劑0.4％，pH調(diào)節(jié)劑0.1％，成膜助劑1.5％，防凍劑1.8％，水31.8％。涂料制備工藝重復(fù)實(shí)施例1的步驟。
在石棉水泥板上制備5mm厚的漆膜，采用混響室法檢測(cè)，平均吸聲系數(shù)為0.51。
上述苯丙乳液D-68M為美國(guó)陶氏化學(xué)上海聯(lián)碳膠乳有限公司提供該乳液固含為49～51％，平均粒徑0.2μm，最低成膜溫度21℃。上述增稠劑NATROSOL250HBR為美國(guó)赫克力士化工公司提供的羥乙基纖維素。
實(shí)施例3本實(shí)施例的組成及重量百分比為銳鈦型鈦白粉4％，立德粉4％，400目硅灰石15％，325目石英粉10％，純丙乳液Revacryl RC41-218為20％，40～80目開(kāi)孔膨脹珍珠巖12％，增稠劑BENTONEEW 0.35％，潤(rùn)濕劑0.15％，分散劑0.6％，防霉劑0.2％，殺菌劑0.2％，消泡劑0.4％，pH調(diào)節(jié)劑0.1％，成膜助劑1.0％，防凍劑1.5％，水30.5％。涂料制備工藝重復(fù)實(shí)施例1的步驟。
在石棉水泥板上制備1mm厚漆膜，采用混響室法檢測(cè)，平均吸聲系數(shù)為0.45。
上述純丙乳液Revacryl RC41-218為馬來(lái)西亞利富達(dá)有限公司提供，該乳液固含為59～62％，平均粒徑0.3μm，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度20℃，最低成膜溫度11℃。上述增稠劑BENTONEEW為美國(guó)海名斯公司提供的蒙脫石粘土增稠劑。
權(quán)利要求
1.一種輕質(zhì)吸音涂料，按重量百分比，該涂料由以下組分組成白色顏料2～8％填料20～30％丙烯酸類(lèi)乳液20～30％開(kāi)孔膨脹珍珠巖 6～15％助劑3.5～6.5％水 22～35％。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于所述助劑包括增稠劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、消泡劑、防霉劑、殺菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、成膜助劑和防凍劑，每種助劑的添加量為配方總量的0.1～2.5％。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于丙烯酸類(lèi)乳液是選自苯丙乳液、醋丙乳液、醋叔乳液、純丙乳液中的任意一種或幾種，所述乳液平均粒徑為0.15～0.5μm。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于丙烯酸類(lèi)乳液為平均粒徑在0.3～0.5μm的醋丙乳液。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于開(kāi)孔膨脹珍珠巖的目數(shù)為15～120目。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于開(kāi)孔膨脹珍珠巖的目數(shù)為20～60目。
7.按照權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于所述填料選自325～600目的重質(zhì)碳酸鈣、硅灰石粉、滑石粉、石英粉中的任意一種或幾種。
8.按照權(quán)利要求2所述的一種輕質(zhì)吸音涂料，其特征在于所選用的增稠劑為羥乙基纖維素或蒙脫石粘土增稠劑。
9.制備權(quán)利要求1所述的一種輕質(zhì)吸音涂料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(a)預(yù)混合將1/2的水、潤(rùn)濕劑、分散劑、1/2的消泡劑、防霉劑、殺菌劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑加入分散缸中，以300～500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率低速攪拌15～20分鐘，形成膠狀溶液；(b)分散研磨將顏填料加入到上述膠狀溶液中，以1200～1500轉(zhuǎn)/分的攪拌速率高速分散15～20分鐘，制成均勻漿料；(c)調(diào)漆向上述漿料中加入丙烯酸類(lèi)乳液、成膜助劑和防凍劑，攪拌均勻，然后將開(kāi)孔膨脹珍珠巖等分為2～3份，分2～3次加入，每次以300～600轉(zhuǎn)/分的攪拌速率低速攪拌均勻后再加余下的開(kāi)孔膨脹珍珠巖，最后加余下的消泡劑和水，攪拌均勻；(d)包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輕質(zhì)吸音涂料及其制備方法，該涂料主要以平均粒徑在0.15～0.5μm的丙烯酸類(lèi)乳液為粘結(jié)料，以開(kāi)孔膨脹珍珠巖為輕骨料，輔加以顏填料和各種助劑組合而成。通過(guò)預(yù)混合、分散研磨顏填料和調(diào)漆工藝配制成涂料，開(kāi)孔膨脹珍珠巖在調(diào)漆階段分批加入，并低速攪拌。該涂料密度小，無(wú)毒無(wú)味，安全環(huán)保；生產(chǎn)、施工簡(jiǎn)便，涂層厚1～5mm，平均吸聲系數(shù)大于0.4，既具有良好的吸聲性能，又能節(jié)省室內(nèi)空間；涂層無(wú)接縫，裝飾性強(qiáng)，適于居室、客廳、會(huì)議室、一般音樂(lè)廳、影劇院、大會(huì)堂、大教室、播音室等內(nèi)部的墻面、頂棚部位使用。
文檔編號(hào)C09D5/32GK101081955SQ20071002844
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者張伶俐, 王玉杰, 周子鵠, 李賚周 申請(qǐng)人:廣州秀珀化工有限公司