CN114085062B - 一种吸音板及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种吸音板及其应用，通过设置吸音层，并可设置PET发泡板，PET发泡板设置吸音孔，实现良好吸音、装饰效果，并具有保温性能。

Description

一种吸音板及其应用

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，进一步地，涉及一种具有良好吸音、装饰效果的吸音板及其应用。

背景技术

随着城市化进程的加快和生活水平的日益提高，人们对建筑居住环境的舒适度提出越来越高的要求，近年来，噪声作为污染源经常影响居民生活与健康，例如工厂噪声、居住噪声、交通噪声、施工噪声等，降低噪音污染，打造安静的生活与工作环境需求日益迫切。

建筑物常采用吸音吸声材料来降低室内噪音，目前吸音材料多采用矿棉隔音板、纤维吸声板、泡沫混凝土隔墙、加气砖、硅钙板等，然而，矿棉吸音板和纤维吸声板多为有机材料，耐火效果、抗冲击性能和防水效果较差，导致服役过程中已发生霉变、翘曲变形，影响使用寿命，泡沫混凝土隔墙和加气砖质量参差不齐，隔音效果并不明显，硅钙板虽然具有阻燃和抗冲击效果，但其密度大、价格较高，施工不便等缺点。并且，目前吸音板的施工过程常采用螺栓固定，打孔过程中常常导致吸音板的破碎，影响隔音效果。

PET发泡板材具有轻质、保温的良好功能，近年来被广泛应用于室内装饰，然而，PET发泡板材在生产、加工、使用、拆除过程中产生大量的废弃PET碎料，目前PET碎料大多被堆积或当做垃圾进行处理，相较于其他类型废泡沫回收利用率极低，造成资源浪费。

磷石膏作为硫酸法生产磷酸过程中产生的工业副产品，堆存过程大量占用土地，易造成土壤和地下水污染，由于其显酸性并含有可溶性磷、氟等有害杂质，其再利用过程往往需要中和、闪烧、浮选等处理，加大了其处理成本。

因此，发明一种具有良好隔音效果，可大量利用废弃物的吸音板，从而满足隔音和环保的需求极为迫切。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种吸音板及其应用。通过采用磷石膏、超细微珠、电石渣作为主要活性物质，并大量利用废弃PET颗粒，制备一种具有良好吸音和装饰效果的吸音板，同时实现工业废弃物的大量利用，节能环保。

具体的，本发明所述的吸音板，包括石膏吸音层，所述石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏200-300份，

超细微珠50-80份，

电石渣20-40份，

可再分散乳胶粉3-5份，

多环芳香族磺酸盐2-4份，

聚丙烯酸钠0.5-0.8份，

发泡剂2-3份，

废弃PET颗粒40-60份，

防水剂1-3份，

水90-120份。

本发明采用磷石膏、超细微珠和电石渣作为主要的活性物质，磷石膏作为硫酸法生产磷酸过程中产生的工业副产品，其主要成分为二水硫酸钙，含量非常高，并存在部分不溶性杂质和可溶性杂质，不溶性杂质主要为磷灰石、石英、不溶性五氧化二磷和部分磷酸盐，其基本对磷石膏性能无害，影响磷石膏性能的主要为可溶性磷、氟和碱金属盐，现有技术中磷石膏回收再利用前一般需要水洗、石灰中和、闪烧、浮选等处理以去除有害杂质，提高磷石膏品质。本发明关注板材制品的吸音效果，相较于水泥基材料，石膏水化过程需水量更低，膏体结果更为疏松，具有更为优良的轻质吸音效果，因此选用磷石膏作为主要原料，不添加水泥，降低了碳排放和生产成本，电石渣为工业生产乙炔过程中电石水解后产生的工业废浆经沉淀后的废渣，主要成分为氢氧化钙，发明人研究发现，采用电石渣对磷石膏进行处理，可对磷石膏中的酸进行中和处理，中和后的浆液呈浅白色，具有良好的装饰效果，无需再添加白色填料，可免去磷石膏使用前的预处理工艺，简化工艺流程，降低生产成本。

优选的，所述超细微珠来源于火电厂烟气中收集的超细微粒，粒径小于5μm，需水量比小于90%，28d活性指数大于105%。相较于粉煤灰，超细微珠具有更细的粒径和更低的需水量，相较于矿粉，超细微珠球形度更高，滚珠效应更明显，相较于硅灰，超细微珠可以降低浆体稠度，虽然硅灰可提高浆体的粘度和保水性，有利于泡孔稳定，但申请人实验过程发现，采用磷石膏和电石渣形成的浆料不同于水泥基浆料，采用超细微珠的磷石膏-电石渣浆料具有更优良的流动性和更适宜的粘度，表现出稠而不粘的效果，更有利于发泡和稳泡，提高PET颗粒在浆体中的悬浮效果，使PET颗粒分布更为均匀；超细微珠富含大量活性二氧化硅，可在本发明碱性体系下发挥火山灰效应，生成大量凝胶，对石膏水化产物进行增强，提高孔壁强度和耐水性，提高浆料的粘合力。

优选的，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯胶粉。可再分散乳胶粉可提高无机浆体与有机PET的粘合力，并调节浆料的开放时间，使浆料的初凝时间维持在6小时左右，有利于吸音板的制造。

优选的，所述发泡剂为植物蛋白类发泡剂、双氧水的至少一种。

优选的，所述废弃PET颗粒的粒径为0.5-2mm。本发明添加废弃PET颗粒作为轻质骨料，其来源于PET发泡板材制备过程中产生的边角料或废旧PET发泡板材经破碎、筛分得的。发明人在前期对废弃PET颗粒进行再利用，制备出具有良好效果的保温混凝土，并制备PET-铝板符合保温装饰板材，发明人在对废弃PET颗粒进行再利用研究中发现，不同于现有技术中废旧EPS颗粒的再利用，废旧EPS经破碎制备得到的EPS颗粒基本仍然为封闭的EPS球形颗粒，而PET发泡板材在破碎过程中多形成表面开孔的颗粒，具有更为优异的吸音效果，但由于其表面的多孔结构，其在石膏发泡浆体中分散性和结合力较差，易导致发泡浆体塌孔，本发明在采用发泡剂基础上，添加多环芳香族磺酸盐和聚丙烯酸钠，多环芳香族磺酸盐可形成比发泡剂更为细密的小气泡，吸附于PET颗粒开孔表面，形成“浮力球”型类似EPS的闭孔结构，减少对发泡剂形成气泡的破坏；聚丙烯酸钠具有一定减水效果，相较于聚羧酸减水剂和萘系减水剂，聚丙烯酸钠减水率低，但制备的石膏浆体粘度更为适中，聚丙烯酸钠和多环芳香族磺酸盐结合可再分散乳胶粉，使磷石膏-超细微珠-电石渣在发泡剂作用下形成的发泡浆体具有良好的流动性、悬浮性和粘结力，使废弃PET颗粒均匀分散在浆体中，浆体凝固后，由于废弃PET颗粒的表面多孔特性，使部分气泡壁上产生细微的贯通孔，细微贯通孔-均匀大气泡的结构使得声波在传播路径中能量快速衰减，从而大幅提高了石膏吸音层的吸声效果。

优选的，所述防水剂为硬脂酸钙。研究表明，硬脂酸钙具有良好的防水憎水能力，添加硬脂酸钙制备的吸音板具有良好的憎水效果。

优选的，所述吸音板还包括设置于石膏吸音层外侧的PET发泡板。为进一步提高吸音板的吸音和装饰效果，本发明还可以在石膏吸音层外侧设置PET发泡板，该PET发泡板为市售产品即可，由于本发明石膏吸音层的浆体粘结力强，浆体可直接铺设于PET发泡板上进行凝固后使用。

优选的，可根据装饰效果和吸音效果对石膏吸音层和PET发泡板的厚度进行任意比例的调节，更优选的，所述石膏吸音层与PET发泡板等厚设置。

优选的，为进一步提高吸音板吸音效果，所述PET发泡板压制有表面吸音孔。

本发明还涉及吸音板的制备工艺，具体的，包括如下制备步骤：

1）制备废弃PET颗粒，按配比称量各组分，

2）将水与多环芳香族磺酸盐和聚丙烯酸钠进行混合后，加入废弃PET颗粒、磷石膏、超细微珠、电石渣、可再分散乳胶粉、防水剂进行混合；

3）向步骤2）混合物中加入发泡剂，快速搅拌发泡，搅拌均匀，进行成型。

当吸音板设置PET发泡板时，吸音板制备工艺的步骤3）在进行成型前还包括：在模具中铺设PET发泡板。

本发明还涉及吸音板在天花板、隔墙板、饰面板领域的应用。

本发明利用大量工业废弃物，有利于实现降本利废，制备的吸音板吸音效果好，具有良好的装饰效果。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行进一步阐述，实施例中所用原料均为市售，实验方法如无特殊说明均为常规试验方法。

本实施例和对比例吸音板均包括石膏吸音层和在其外侧设置的PET发泡板，且石膏吸音层与PET发泡板等厚设置，发泡剂均采用双氧水，防水剂均采用硬脂酸钙，不同实施例和对比例之间石膏吸音层配比不同， PET发泡板相同，且PET发泡板压制有表面吸音孔。

实施例1

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏260份，

超细微珠70份，

电石渣35份，

可再分散乳胶粉3.5份，

多环芳香族磺酸盐2.5份，

聚丙烯酸钠0.6份，

发泡剂3份，

废弃PET颗粒46份，

防水剂2份，

水110份。

经检测，石膏吸音层浆料流动性和粘聚性良好，废弃PET颗粒分散均匀，吸音板导热系数0.078W/(m·K)，降噪系数0.77。

实施例2

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏300份，

超细微珠56份，

电石渣40份，

可再分散乳胶粉4份，

多环芳香族磺酸盐3份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料流动性和粘聚性良好，废弃PET颗粒分散均匀，吸音板导热系数0.076W/(m·K)，降噪系数0.79。

实施例3

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏240份，

超细微珠78份，

电石渣34份，

可再分散乳胶粉5份，

多环芳香族磺酸盐2.4份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.8份，

废弃PET颗粒55份，

防水剂2份，

水100份。

经检测，石膏吸音层浆料流动性和粘聚性良好，废弃PET颗粒分散均匀，吸音板导热系数0.079W/(m·K)，降噪系数0.78。

对比例1

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏300份，

粉煤灰56份，

电石渣40份，

可再分散乳胶粉4份，

多环芳香族磺酸盐3份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料粘度较高，废弃PET颗粒分散均匀，泡沫部分破裂，吸音板导热系数0.42W/(m·K)，降噪系数0.51。

对比例2

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏300份，

硅灰56份，

电石渣40份，

可再分散乳胶粉4份，

多环芳香族磺酸盐3份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料粘度高，废弃PET颗粒分散不均匀，泡沫无破裂，吸音板导热系数0.32W/(m·K)，降噪系数0.41。

对比例3

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

普通硅酸盐水泥320份，

超细微珠76份，

可再分散乳胶粉4份，

多环芳香族磺酸盐3份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料流动性差，废弃PET颗粒外露，泡沫破裂，浆料塌模。

对比例4

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏300份，

超细微珠56份，

电石渣40份，

羟丙基甲基纤维素4份，

多环芳香族磺酸盐3份，

聚丙烯酸钠0.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料粘聚性差，废弃PET颗粒上浮，吸音板导热系数0.36W/(m·K)，降噪系数0.34。

对比例5

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏300份，

超细微珠56份，

电石渣40份，

可再分散乳胶粉4份，

聚羧酸减水剂3.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料粘聚性差，废弃PET颗粒上浮，泡沫破裂，浆料塌模。

对比例6

吸音板，其中石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏350份，

矿粉46份，

可再分散乳胶粉4份，

多环芳香族磺酸盐3.7份，

发泡剂2.5份，

废弃PET颗粒52份，

防水剂2份，

水115份。

经检测，石膏吸音层浆料流动性差，废弃PET颗粒外露，泡沫破裂，浆料塌模。

Claims (9)

1.一种吸音板，其特征在于，包括石膏吸音层，所述石膏吸音层由以下重量份原料组成：

磷石膏200-300份，

超细微珠50-80份，

电石渣20-40份，

可再分散乳胶粉3-5份，

多环芳香族磺酸盐2-4份，

聚丙烯酸钠0.5-0.8份，

发泡剂2-3份，

废弃PET颗粒40-60份，

防水剂1-3份，

水90-120份，

所述废弃PET颗粒的粒径为0.5-2mm。

2.根据权利要求1所述的吸音板，其特征在于，所述超细微珠来源于火电厂烟气中收集的超细微粒，粒径小于5μm，需水量比小于90%，28d活性指数大于105%。

3.根据权利要求1所述的吸音板，其特征在于，所述可再分散乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯酯胶粉。

4.根据权利要求1所述的吸音板，其特征在于，所述发泡剂为植物蛋白类发泡剂、双氧水的至少一种。

5.根据权利要求1所述的吸音板，其特征在于，所述防水剂为硬脂酸钙。

6.根据权利要求1所述的吸音板，其特征在于，所述吸音板还包括设置于石膏吸音层外侧的PET发泡板。

7.根据权利要求6所述的吸音板，其特征在于，所述石膏吸音层与PET发泡板等厚设置。

8.根据权利要求6所述的吸音板，其特征在于，所述PET发泡板压制有表面吸音孔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的吸音板在天花板、隔墙板、饰面板领域的应用。