CN111517746A - 一种耐火吸声板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种耐火吸声板及其制备方法，属于耐火吸声材料技术领域。耐火吸声板包括：无机颗粒、无机粘接剂和固化剂；耐火吸声板的燃烧性能等级达到A1级，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.6。其制备方法包括：将无机粘接剂、无机颗粒、固化剂搅拌混合均匀得到混合料。将混合料置于模具中，然后使混合料成型。将模具和置于模具内的混合料进行烘烤固化成型。将模具与固化后的混合料脱模，得到耐火吸声板。上述材料通过上述方法制备得到耐火吸声板，其具有很好的吸声效果以及耐火性能。

Description

一种耐火吸声板及其制备方法
技术领域
本申请涉及耐火吸声材料技术领域，具体而言，涉及一种耐火吸声板及其制备方法。
背景技术
通常情况下，防火板的性能较为稳定，其密实性比较好；而吸声板通常具有很多吸声孔。所以，现有的板材均不能够同时具备耐火和吸声的功能。
发明内容
本申请的目的在于提供一种耐火吸声板及其制备方法，具有耐火和吸声功能。
第一方面，本申请提供一种耐火吸声板，包括：无机颗粒、无机粘接剂和能够固化无机粘接剂的固化剂；耐火吸声板的燃烧性能等级达到A1级，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.6。
该板材满足上述参数条件，不仅具有很好的耐火性能，还具有优良的吸声性能。
在一种可能的实施方式中，无机粘接剂为磷酸二氢铝粘接剂。可选地，磷酸二氢铝粘接剂的密度为1.30-1.60g/cm3。
磷酸二氢铝为常用耐火材料，其能够使获得的板材的耐火性能较佳。且使用磷酸二氢铝作为唯一无机粘接剂进行板材的制备，可以减少粘接剂的成本，并能够保证板材的强度和粘接效果。
在一种可能的实施方式中，固化剂为能够固化磷酸二氢铝粘接剂的固化剂，固化剂能够使磷酸二氢铝在180℃以上的温度下固化。
该固化剂与磷酸二氢铝配合以后，能够使磷酸二氢铝粘接剂固化，不仅可以使板材具有良好的耐火性能，还具有优异的耐水性能。
在一种可能的实施方式中，每立方米的无机颗粒中，添加有170-340kg无机粘接剂和固化剂的混合物。
控制无机粘接剂和固化剂的添加量，与无机颗粒配合，可以进一步控制板材的孔隙率和孔径，以使板材的吸声性能较佳。
在一种可能的实施方式中，固化剂和无机粘接剂的质量比为1:0.8-1:1.2。可以使板材的固化效果更好，使板材具有较好的强度和耐候性。
在一种可能的实施方式中，无机颗粒中粒径范围为0.1-5mm的颗粒重量占比不低于95％。可选地，无机颗粒中粒径范围为0.2-1mm的颗粒重量占比不低于95％。可选地，无机颗粒包括漂珠、玻化微珠、膨胀珍珠岩、陶粒、人工砂、河沙中的一种或多种。
无机颗粒选择为上述粒径，可以控制板材的孔隙率和孔径，使板材具有较高的强度的同时，具有较好的吸声性能。
在一种可能的实施方式中，无机颗粒为漂珠，耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为15-25％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.1-0.3W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.7。无机颗粒为陶粒，耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为10-20％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.2-0.4W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65。无机颗粒为人工砂，耐火吸声板的体积密度为1.5-1.7g/cm3，吸水率为8-12％，抗折强度为3-5Mpa，抗压强度为8-12Mpa，20℃的导热系数为0.3-0.6W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65。
耐火吸声板满足上述参数性能，不仅具有耐火性能、吸声性能，且具有良好的强度。
第二方面，本申请提供一种耐火吸声板的制备方法，包括以下步骤：混合：将无机粘接剂、无机颗粒及固化剂搅拌混合均匀得到混合料。装模：将混合料置于模具中，然后使混合料成型。烘烤：将模具和置于模具内的混合料进行烘烤固化成型。脱模：将模具与固化后的混合料脱模，得到耐火吸声板。
现有技术中的耐火板材由热压成型的方式制成，热压成型后的板材的密实性较好，板材不具有吸声功能。本申请中，采用烘烤固化成型的方式得到板材，由于无机颗粒之间具有空隙，烘烤固化成型后的板材内具有很多孔隙，以使板材在耐火的基础上行具有良好的吸声性能。
在一种可能的实施方式中，烘烤温度为180-600℃，烘烤时间为30-240min；可选地，烘烤为250-350℃，烘烤时间为60-180min。
选择该温度范围内进行烘烤，固化剂能够使无机粘接剂在较短的时间进行固化，形成耐火吸声板。
在一种可能的实施方式中，烘烤之前，还包括静置模具和置于模具内的混合料；其中，静置温度低于烘烤温度。
烘烤之前，在温度相对较低的环境下进行静置，可以使得无机粘接剂中的水分缓慢蒸发，避免板材弯曲变形。
在一种可能的实施方式中，静置温度为5-55℃，静置时间为6-24h。可选地，静置温度为5℃以上的室温，静置时间10-16h。
上述静置的温度以及静置的时间，可以有效改善板材的变形。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请实施例提供的耐火吸声板的制备流程图；
图2为本申请实施例2提供的耐火吸声板的照片；
图3为本申请实施例3提供的耐火吸声板的照片。
具体实施方式
图1为本申请实施例提供的耐火吸声板的制备流程图。请参阅图1，耐火吸声板的制备方法，包括如下步骤：
S1、混合：将无机粘接剂、无机颗粒及固化剂搅拌混合均匀得到混合料。
可选地，先将无机粘接剂和能够固化无机粘接剂的固化剂混合均匀，然后再与无机颗粒混合，可以使混合料的混合更加均匀。
本申请实施例中，无机颗粒中粒径范围为0.1-5mm的颗粒重量占比不低于95％。可选地，无机颗粒中粒径范围为0.2-1mm的颗粒重量占比不低于95％。无机颗粒选择为上述粒径，可以控制板材的孔隙率和孔径，使板材具有较高的强度的同时，具有较好的吸声性能。
可选地，无机颗粒包括漂珠、玻化微珠、膨胀珍珠岩、陶粒、人工砂、河沙中的一种或多种。上述种类的无机颗粒本身需要能够耐1100℃以上的高温，无机颗粒可以是单一无机颗粒，也可以是混合无机颗粒。
本申请实施例中，无机粘接剂为磷酸二氢铝粘接剂。磷酸二氢铝粘接剂可以是市面上可以购买到的磷酸二氢铝粘接剂，本申请不做限定。磷酸二氢铝为常用耐火材料，其能够使获得的板材的耐火性能较佳。且使用磷酸二氢铝作为唯一无机粘接剂进行板材的制备，可以减少粘接剂的成本，并能够保证板材的强度和粘接效果。
可选地，磷酸二氢铝粘接剂的密度为1.30-1.60g/cm3。在一些可能的实施方式中，磷酸二氢铝粘接剂的密度为1.30g/cm3、1.40g/cm3、1.50g/cm3或1.60g/cm3。
本申请实施例中，固化剂为能够固化磷酸二氢铝粘接剂的固化剂，固化剂能够使磷酸二氢铝在180℃以上的温度下固化。该固化剂与磷酸二氢铝配合以后，能够使磷酸二氢铝粘接剂固化，不仅可以使板材具有良好的耐火性能，还具有优异的耐水性能。
在其他实施例中，无机粘接剂还可以是市面上的其他能够耐高温的无机粘接剂，例如：硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐或硼酸盐；也可以是无机粘接剂的混合物，例如：磷酸铝溶液和一氧化铜粉的混合物。
可选地，固化剂可以是金属氧化物的混合物，例如：氧化铝、氧化铁、氧化铜等。还可以是其他氧化物，例如：二氧化硅。本申请中，固化剂可以是市面上能够购买到的固化剂，只要能够使无机粘接剂固化的固化剂均在本申请的保护范围之内。
本申请实施例中，每立方米的无机颗粒中，添加有170-340kg无机粘接剂和固化剂的混合物。其中，每立方米的无机颗粒是指将无机颗粒紧密堆积时无机颗粒的体积为1m3。控制无机粘接剂和固化剂的添加量，与无机颗粒配合，可以进一步控制板材的孔隙率和孔径，以使板材的吸声性能较佳。
在一些可能的实施方式，每立方米的无机颗粒中，无机粘接剂和固化剂的混合物的添加量为170kg、200kg、250kg、300kg或340kg。
可选地，固化剂和无机粘接剂的质量比为1:0.8-1:1.2。可以使板材的固化效果更好，使板材具有较好的强度和耐候性。例如：固化剂与无机粘接剂的质量比为1:0.8、1:0.9、1:1.0、1:1.1或1:1.2。
可选地，无机粘接剂和固化剂在180℃以上的温度下烘烤30min以上可以完全固化。
在其他实施方式中，原料包括30-150重量份的无机颗粒、10-20重量份的磷酸二氢铝以及10-20重量份的固化剂。在一些可能的实施方式中，原料中无机颗粒的重量份为30、50、70、90、110、130或150份；磷酸二氢铝的重量份为10、15或20份；固化剂的重量份为10、15或20份。
S2、装模：将混合料置于模具中，然后使混合料成型。可选地，将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料在模具中成型，例如：成板状结构。
S3、静置：静置模具和置于模具内的混合料；其中，静置温度低于烘烤温度。
发明人研究发现，采用了磷酸二氢铝和固化剂实现了材料固化，但在制作时，如果直接烘烤，板材成型后会出现弯曲变形。发明人进一步研究发现，出现弯曲变形的原因是：磷酸二氢铝在快速升温过程中，磷酸二氢铝中含有的水分会快速蒸发，制作的板材面层和底层蒸发速度不一致，固化速度也不一致，从而产生应力，导致板材成型后出现弯曲变形。
所以，本申请中，烘烤之前先低温静置一段时间。该静置可以是室温静置，也可以是低温烘烤。可以控制磷酸二氢铝中的水分散失速度，使得磷酸二氢铝中的水分缓慢蒸发，即可大幅减轻材料的变形问题。
在其他实施例中，也可以不采用静置，板材会有一定的变形，但不会影响板材的耐火性能以及吸声性能。
可选地，静置温度为5-55℃，静置时间为6-24h。在一些可能的实施方式中，静置温度为5℃，静置时间为24h；或静置温度为55℃，静置时间为6h；或静置温度为10℃，静置时间为20h；或静置温度为20℃，静置时间为15h。
进一步地，静置温度为5℃以上的室温，静置时间10-16h。
S4、烘烤：将模具和置于模具内的混合料进行烘烤固化成型。
发明人研究发现，现有技术中的耐火板材由热压成型的方式制成，热压成型后的板材的密实性较好，强度高，板材不具有吸声功能。
本申请中，采用烘烤固化成型的方式得到板材，由于无机颗粒之间具有空隙，烘烤固化成型后的板材内具有很多孔隙，以使板材在耐火的基础上行具有良好的吸声性能。
可选地，烘烤温度为180-600℃，烘烤时间为30-240min。在一些可能的实施方式中，烘烤温度为180℃，烘烤时间为240min；或烘烤温度为600℃，烘烤时间为30min；或烘烤温度为300℃，烘烤时间为100min。
进一步地，烘烤为250-350℃，烘烤时间为60-180min。
S5、脱模：将模具与固化后的混合料脱模，得到耐火吸声板。
上述方法制备得到的耐火吸声板的燃烧性能等级达到A1级，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.6。该板材不仅具有很好的耐火性能，还具有优良的吸声性能。
可选地，无机颗粒为漂珠，耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为15-25％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.1-0.3W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.7。
在一些可能的实施方式中，耐火吸声板的体积密度为0.5g/cm3、0.6g/cm3、0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3或1.0g/cm3，吸水率为15％、20％或25％，抗折强度为1Mpa、2Mpa或3Mpa，抗压强度为2.5Mpa、3Mpa、3.5Mpa、4Mpa、4.5Mpa或5Mpa，20℃的导热系数为0.1W/(K·m)、0.2W/(K·m)或0.3W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC为0.7、0.75或0.8。
在另一种实施方式中，无机颗粒为陶粒，耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为10-20％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.2-0.4W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65。
在一些可能的实施方式中，耐火吸声板的体积密度为0.5g/cm3、0.6g/cm3、0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3或1.0g/cm3，吸水率为10％、15％或20％，抗折强度为1Mpa、2Mpa或3Mpa，抗压强度为2.5Mpa、3Mpa、3.5Mpa、4Mpa、4.5Mpa或5Mpa，20℃的导热系数为0.2W/(K·m)、0.3W/(K·m)或0.4W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC为0.65、0.7或0.75。
在另一种实施方式中，无机颗粒为人工砂，耐火吸声板的体积密度为1.5-1.7g/cm3，吸水率为8-12％，抗折强度为3-5Mpa，抗压强度为8-12Mpa，20℃的导热系数为0.3-0.6W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65。
在一些可能的实施方式中，耐火吸声板的体积密度为1.5g/cm3、1.6g/cm3或1.7g/cm3，吸水率为8％、10％或12％，抗折强度为3Mpa、4Mpa或5Mpa，抗压强度为8Mpa、9Mpa、10Mpa、11Mpa或12Mpa，20℃的导热系数为0.3W/(K·m)、0.4W/(K·m)、0.5W/(K·m)或0.6W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC为0.65、0.7或0.75。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种耐火吸声板，使用颗粒材料为3-5mm烧结陶粒，陶粒的紧密堆积密度为500kg/m3。每立方米各材料的用量为：500kg陶粒，100kg磷酸二氢铝，100kg固化剂。
制备方法为：
S1、将磷酸二氢铝和固化剂搅拌均匀，再与陶粒搅拌均匀得到混合料；
S2、将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料成型；
S3、将混合料连同模具在25℃下静置12h；
S4、将混合料连同模具在500℃下烘烤1h后固化成型；
S5、固化后脱模。
实施例2
一种耐火吸声板，使用颗粒材料为0.2-0.8mm漂珠，漂珠的紧密堆积密度为350kg/m3。每立方米各材料的用量为：350kg漂珠，150kg磷酸二氢铝，150kg固化剂。
制备方法为：
S1、将磷酸二氢铝和固化剂搅拌均匀，再与漂珠搅拌均匀得到混合料；
S2、将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料成型；
S3、将混合料连同模具在25℃下静置12h；
S4、将混合料连同模具在200℃下烘烤4h后固化成型；
S5、固化后脱模。
实施例3
一种耐火吸声板，使用颗粒材料为0.2-0.8mm漂珠，漂珠的紧密堆积密度为350kg/m3。每立方米各材料的用量为：350kg漂珠，150kg磷酸二氢铝，150kg固化剂。
制备方法为：
S1、将磷酸二氢铝和固化剂搅拌均匀，再与漂珠搅拌均匀得到混合料；
S2、将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料成型；
S3、将混合料连同模具在200℃下烘烤4h后固化成型；
S4、固化后脱模。
实施例4
一种耐火吸声板，使用颗粒材料为1-5mm人工砂，人工砂的紧密堆积密度为1350kg/m3。每立方米各材料的用量为：1350kg人工砂，130kg磷酸二氢铝，130kg固化剂。
制备方法为：
S1、将磷酸二氢铝和固化剂搅拌均匀，再与人工砂搅拌均匀得到混合料；
S2、将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料成型；
S3、将混合料连同模具在28℃下静置10h。
S4、将混合料连同模具在400℃下烘烤2h后固化成型。
S5、固化后脱模。
对比例1
一种耐火板，使用颗粒材料为0.2-0.8mm漂珠，漂珠的紧密堆积密度为350kg/m3。每立方米各材料的用量为：350kg漂珠，150kg磷酸二氢铝，150kg固化剂。
制备方法为：
S1、将磷酸二氢铝和固化剂搅拌均匀，再与漂珠搅拌均匀得到混合料；
S2、将混合料放入模具中，然后采用拍打、压实或振动的方式使混合料成型；
S4、将混合料连同模具在200℃的热压机的热压腔内热压定型4h；
S5、热压后脱模。
实验例1
将实施例1-实施例4以及对比例1中的板材进行燃烧性能等级A1级检测，依据GB8624-2012建筑材料及制品燃烧性能分级进行检测，得到表1：
表1板材的燃烧性能
Figure BDA0002489754260000101
从表1可以看出，经检验以后，发现所有板材的燃烧性能均符合A1级的规定要求，上述板材的燃烧性能均能够达到不燃A(A1)级。
实验例2
检测实施例1-实施例4以及对比例1提供的板材的各项参数性能得到表2：
表2板材的参数性能
项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1 检测标准
体积密度g/cm<sup>3</sup> 0.65 0.56 0.56 1.55 0.64 GB/T5486
吸水率％ 14.0 19.9 19.9 10.8 15.5 GB/T7019
抗折强度Mpa 1.5 1.2 1.2 4.1 2.2 GB/T7019
抗压强度Mpa 4.0 3.7 3.7 10.5 5.0 GB/T50081
20℃的导热系数W/(K·m) 0.30 0.21 0.21 0.45 0.15 GB/T10294
带空腔条件下的降噪系数NRC 0.65 0.75 0.75 0.65 0.55 GB/T20247
从表2可以看出，相较于对比例1，实施例1-4提供的板材具有很好的吸声性能，能够进行降噪。
实验例3
分别将实施例2和实施例3提供的耐火吸声板进行拍照，得到图2和图3，其中，图2为实施例2提供的耐火吸声板的照片，图3为实施例3提供的耐火吸声板的照片。从图2和图3可以看出，烘烤前进行静置，可以有效避免耐火吸声板弯曲变形。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种耐火吸声板，其特征在于，包括：无机颗粒、无机粘接剂和能够固化所述无机粘接剂的固化剂；所述耐火吸声板的燃烧性能等级达到A1级，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.6。
2.根据权利要求1所述的耐火吸声板，其特征在于，所述无机粘接剂为磷酸二氢铝粘接剂；
可选地，所述磷酸二氢铝粘接剂的密度为1.30-1.60g/cm3。
3.根据权利要求2所述的耐火吸声板，其特征在于，所述固化剂为能够固化所述磷酸二氢铝粘接剂的固化剂，所述固化剂能够使磷酸二氢铝在180℃以上的温度下固化。
4.根据权利要求1-3任一项所述的耐火吸声板，其特征在于，每立方米的所述无机颗粒中，添加有170-340kg所述无机粘接剂和所述固化剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的耐火吸声板，其特征在于，所述固化剂和所述无机粘接剂的质量比为1:0.8-1:1.2。
6.根据权利要求1-3任一项所述的耐火吸声板，其特征在于，所述无机颗粒中粒径范围为0.1-5mm的颗粒重量占比不低于95％；
可选地，所述无机颗粒中粒径范围为0.2-1mm的颗粒重量占比不低于95％；
可选地，所述无机颗粒包括漂珠、玻化微珠、膨胀珍珠岩、陶粒、人工砂、河沙中的一种或多种；
可选地，所述无机颗粒为漂珠，所述耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为15-25％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.1-0.3W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.7；
可选地，所述无机颗粒为陶粒，所述耐火吸声板的体积密度为0.5-1.0g/cm3，吸水率为10-20％，抗折强度为1-3Mpa，抗压强度为2.5-5Mpa，20℃的导热系数为0.2-0.4W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65；
可选地，所述无机颗粒为人工砂，所述耐火吸声板的体积密度为1.5-1.7g/cm3，吸水率为8-12％，抗折强度为3-5Mpa，抗压强度为8-12Mpa，20℃的导热系数为0.3-0.6W/(K·m)，带空腔条件下的降噪系数NRC≥0.65。
7.一种权利要求1-6任一项所述的耐火吸声板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
混合：将所述无机粘接剂、所述无机颗粒及所述固化剂搅拌混合均匀得到混合料；
装模：将所述混合料置于模具中，然后使所述混合料成型；
烘烤：将所述模具和置于所述模具内的混合料进行烘烤固化成型；
脱模：将所述模具与固化后的所述混合料脱模，得到所述耐火吸声板。
8.根据权利要求7所述的耐火吸声板的制备方法，其特征在于，烘烤温度为180-600℃，烘烤时间为30-240min；
可选地，所述烘烤为250-350℃，所述烘烤时间为60-180min。
9.根据权利要求7或8所述的耐火吸声板的制备方法，其特征在于，所述烘烤之前，还包括静置所述模具和置于所述模具内的混合料；
其中，静置温度低于烘烤温度。
10.根据权利要求9所述的耐火吸声板的制备方法，其特征在于，所述静置温度为5-55℃，静置时间为6-24h；
可选地，所述静置温度为5℃以上的室温，静置时间10-16h。
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Denomination of invention: A kind of fire-resistant sound-absorbing board and preparation method thereof

Effective date of registration: 20220913

Granted publication date: 20220422

Pledgee: Zheshang Bank Co.,Ltd. Chengdu Branch

Pledgor: ZHENG SHENG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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