CN115181489A - 一种吸音涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种吸音涂料及其制备方法和应用。以重量份计，所述吸音涂料包括杂化乳液10～25份和聚氨酯石墨烯‑二氧化硅气凝胶20～40份。所述吸音涂料的制备方法包括：将杂化乳液和聚氨酯石墨烯‑二氧化硅气凝胶混合，得到所述吸音涂料。本发明提供的吸音涂料，通过特定含量的杂化乳液和聚氨酯石墨烯‑二氧化硅气凝胶复配，使得所述吸音涂料不仅吸音降噪功能优异，并且抗菌防霉效果好，阻燃等级高，不需要额外加入抗菌剂和阻燃剂，环保且制备工艺简单、成本低。

Description

一种吸音涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种吸音涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的迅速提高，全社会的环保意识也随之增强。环境友好型的新技术、新材料受到越来越多的关注。在多个领域，更健康、更环保的材料正在淘汰高污染、高能耗的落后技术。社会对噪声污染的关注就是很明显的一个例子，它被认为是仅次于大气污染和水污染的第三大公害。很多企业把握趋势，迅速投入到噪声治理的应用研究中。传统吸音方法一般是包覆吸音棉，吸音板等材料，这种方法在不改变装修效果的基础上加强了构造的吸声作用，但这种装饰不但造价高，而且特别容易被破坏。而吸音涂料成本低且易加工，受到广泛关注。并且剧院、会场、商场，住宅、别墅、酒店等对于装饰性强又需要吸音的场所来说，吸音涂料是最合适不过的。
现有的吸音涂料大多用丙烯酸类乳液为成膜物质，但是，这类涂膜表面可能受到细菌、霉菌等有害微生物的侵害，导致涂膜变色、粉化、脱落，而吸音涂料因其表面积大，平滑性差，更容易粉化、脱落；此外，如果涂膜表面存在有害微生物，与人体接触后，还会传染各种疾病，威胁人体健康；而现有技术中抗菌剂常用的有金属离子，比如银离子和铜离子，但是金属离子容易释放到环境中威胁水生生物，并且使用铜离子，涂膜易变色，且成本很高；另一类抗菌剂是季铵化合物，但是季铵盐会残留在涂膜表面，与人体接触易产生肺部刺激物并导致哮喘和其他呼吸问题。
例如CN113736321A公开一种吸音涂料及其制备方法。所述吸音涂料包括乳液、钛白粉、纤维、填料、阻燃剂、纤维素、助剂和水；所述吸音涂料通过乳液、填料、纤维及其他组分复配，使吸音涂料同时具备吸音、保温、防火的效果。所述吸音涂料虽然添加了氢氧化铝阻燃剂，但是阻燃效果还有待进一步提高；且所述吸音涂料为水性乳液涂料，抗菌和防霉性能不佳。
例如CN105838164A公开一种水性纳米抗菌吸音涂料，包括丙烯酸树脂乳液、水性纳米银抗菌剂、钛白粉、填料、膨胀珍珠岩、助剂和水。所述吸音涂料具有抗菌性，抑制霉菌，净化空气中的有机物及异味的特效。但是，所述吸音涂料的吸音效果有待进一步提高，且金属离子容易释放到环境中威胁水生生物。
因此，开发一种吸音效果好、抗菌防霉等级高且阻燃等级高，健康环保的涂料，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种吸音涂料及其制备方法和应用，所述吸音涂料通过特定含量的杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶复配，使得所述吸音涂料不仅吸音降噪功能优异，并且抗菌防霉效果好，阻燃等级高，不需要额外加入抗菌剂和阻燃剂，环保。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括杂化乳液10～25份和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶20～40份。
本发明中，所述吸音涂料中引入聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，大大增加了吸音涂料中的微孔结构，使涂层具有超强的吸音能力，通过杂化乳液与聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶相结合，进一步增加了涂料中的空隙、空穴；声波在微小孔洞和气泡间穿梭，声波的振动使之与孔壁之间产生摩擦，最终导致部分声能转化为热能消耗掉，从而大大的改善其吸音效果，同时，由于聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶具有很好的耐燃烧特性，提高了涂料的阻燃等级，此外，所述吸音涂料也具有优异的抗菌防霉性能。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料包括杂化乳液10～25份，例如可以为11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份等。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料包括聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶20～40份，例如可以为21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份等。
本发明中，所述杂化乳液与聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶以特定的含量复配，吸音涂料的吸音性能更优；杂化乳液或聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶含量过多或过少，吸音效果变差。
优选地，所述杂化乳液包括有机-无机杂化乳液。
优选地，所述有机-无机杂化乳液为具有微孔结构的杂化乳液。
优选地，所述有机-无机杂化乳液的pH值为11～12。
优选地，所述有机-无机杂化乳液具有以无机相为核，以有机相为壳的核壳结构。
优选地，所述有机-无机杂化乳液中无机相材料包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌或碳酸钙中至少一种。
优选地，所述有机-无机杂化乳液中有机相材料包括聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚苯胺或聚二甲基硅氧烷中至少一种。
本发明中，选用具有核壳结构以及微孔结构的有机-无机杂化乳液，以无机核为网状结构加上表面大分子的有机物链段，使得所述乳液富含很多微空，同时由于无机物的碱性较强，使得所述吸音涂料具有较高的pH值，而高碱条件下能够使微生物的蛋白质细胞变性，最终使病毒和细菌无法存活，提高吸音涂料的抗菌防霉性能。同时微孔结构使涂膜空隙增加，空隙、空穴能吸收传震能量，阻挡声波的传递，使吸音涂料的吸音效果进一步增加。
本发明中，所述有机-无机杂化乳液的碱性不易过强，即pH值不宜过高，当pH值大于12时，就属于危险化学品，另外乳液pH很高容易与含氨类的助剂反应起到副作用。
优选地，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料包括聚氨酯石墨烯和硅源。
优选地，所述聚氨酯石墨烯和硅源的质量比为(0.5～2.5):1，例如可以为0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1等。
本发明中，所述聚氨酯石墨烯和硅源的质量比在特定范围内，吸音涂料的吸音效果更优。
本发明中，所述硅源包括但不限于正硅酸乙酯。
优选地，所述聚氨酯石墨烯的原料包括多异氰酸酯和羟基化石墨烯。
优选地，所述多异氰酸酯和羟基化石墨烯的质量比为(1～3):1，例如可以为1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1、2.2:1、2.3:1、2.4:1、2.5:1、2.6:1、2.7:1、2.8:1等。
优选地，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中至少一种。
本发明中，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶采用如下方法进行制备，所述方法包括：
(1)多异氰酸酯与羟基化石墨烯反应，得到聚氨酯石墨烯；
(2)以硅源为前驱体，水解缩合，得到二氧化硅凝胶；随后，将所述二氧化硅凝胶与步骤(1)得到的聚氨酯石墨烯反应，干燥，得到所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶。
优选地，步骤(1)所述反应在催化剂存在下进行。
优选地，所述催化剂包括三乙胺或氢氧化钾。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为75～85℃，例如可以为76℃、78℃、80℃、82℃、84℃等。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为3～5h，例如可以为3.5h、4h、4.5h。
优选地，步骤(1)所述反应后还包括保温的步骤。
优选地，所述保温的时间为20～40min，例如可以为25min、30min、35min等。
优选地，步骤(2)所述得到二氧化硅凝胶的具体步骤包括：采用酸溶解正硅酸乙酯，得到硅酸溶液；向所述硅酸溶液中加入碱，搅拌，静置，得到所述二氧化硅凝胶。
优选地，所述酸溶解正硅酸乙酯保持pH值为1～2。
优选地，向所述硅酸溶液中加入碱调节pH值为5～6。
优选地，所述搅拌的时间为40～80s，例如可以为50s、60s、70s等。
优选地，所述得到二氧化硅凝胶后还包括静置老化和溶剂置换的步骤。
优选地，所述老化的时间为22～26h，例如可以为23h、24h、25h等。
优选地，所述溶剂置换包括将老化后的凝胶浸泡在丁酯中。
优选地，所述浸泡的时间为22～26h，例如可以为23h、24h、25h等。
本发明中，所述溶剂置换过程中，每6～8h更换一次丁酯溶剂。
优选地，步骤(2)所述反应的温度为75～85℃，例如可以为76℃、78℃、80℃、82℃、84℃等。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为3～5h，例如可以为3.5h、4h、4.5h。
优选地，步骤(2)所述反应后还包括保温的步骤。
优选地，步骤(2)中，所述保温的时间为20～40min，例如可以为25min、30min、35min等。
优选地，步骤(2)所述干燥包括室温干燥和真空干燥。
优选地，所述室温干燥的时间为22～26h，例如可以为23h、24h、25h等。
优选地，所述真空干燥的时间为22～26h，例如可以为23h、24h、25h等。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份纤维素，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份等。
优选地，所述纤维素包括羟乙基纤维素。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括第一填料15～25份，例如可以为16份、18份、20份、22份、24份等。
优选地，所述第一填料包括高岭土、重钙、滑石粉或云母粉中至少一种。
优选地，所述第一填料包括高岭土和重钙的组合。
优选地，所述第一填料中高岭土和重钙的质量比为1:(1.5～4.5)，例如可以为1:1.6、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.6、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.4、1:3.6、1:3.8、1:4、1:4.2等。
本发明中，所述第一填料选用高岭土和重钙的组合，并且所述高岭土和重钙在特定的配比内，涂层外观好。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.4～1份分散剂，例如可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
优选地，所述分散剂包括改性聚丙烯酸类分散剂和/或改性聚羧酸盐类分散剂。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份润湿剂，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份等。
优选地，所述润湿剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中至少一种。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份消泡剂，例如可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份等。
优选地，所述消泡剂包括聚硅氧烷和/或聚醚改性聚硅氧烷。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.05～2份增稠剂，例如可以为0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份等。
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括5～20份颜填料，例如可以为6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份等。
优选地，所述颜填料包括钛白粉。
优选地，所述吸音涂料的固含量为65～95％，例如可以为66％、68％、70％、75％、80％、85％、90％、92％、94％等。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的吸音涂料的制备方法，所述制备方法包括：
将杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶混合，得到所述吸音涂料。
优选地，所述混合的物料还包括纤维素、第一填料、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂或颜填料中至少一种。
优选地，所述混合在溶剂中进行。
优选地，所述溶剂包括水。
优选地，所述吸音涂料的制备方法包括：
(1)将溶剂与任选的纤维素、分散剂、润湿剂或消泡剂混合，得到分散液；
(2)将步骤(1)所述分散液与任选的颜填料和/或第一填料混合，得到稳定液；
(3)将步骤(2)所述稳定液与杂化乳液、聚氨酯石墨烯-二氧化硅凝胶以及任选的消泡剂混合，得到初品液；
(4)将步骤(3)所述初品液与任选的增稠剂和/或溶剂混合，得到所述吸音涂料。
优选地，步骤(2)所述混合的时间为20～40min，例如可以为25min、30min、35min等。
第三方面，本发明提供一种根据第一方面所述的吸音涂料在吸音降噪中的应用。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的吸音涂料，通过特定含量的杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶复配，使得所述吸音涂料不仅吸音降噪功能优异，并且抗菌防霉效果好，阻燃等级高，不需要额外加入抗菌剂和阻燃剂，更安全且持久；无需罐内杀菌剂创造一个无过敏的生活环境，成本低、制备工艺简单，有利于进行规模化生产，并且对环境更加友好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明中，如无特别说明，所有制备例、实施例和对比例所用的材料如下：
有机-无机杂化乳液：巴斯夫的
Figure BDA0003777301670000091
EDGE 7073
有机-无机杂化乳液(没有微孔结构)：巴斯夫Acronal PLUS 7602
纤维素：乐天B30K
分散剂：法国高泰化学ECODIS P30
润湿剂：布来克本的AH-100
消泡剂：德国毕克化学公司BYK0245
钛白粉：龙蟒的699金红石钛白粉
增稠剂：陶氏化学公司的亚乐顺TMASE-60
羟基化石墨烯：南京吉仓纳米科技有限公司JCG-1-3-OH
普通净味乳液：巴德富RS-8120乳液
中空玻璃微珠：河北溢磊矿业有限公司YL-253
制备例1
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，以重量份计，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料包括6.1份聚氨酯石墨烯、3.76份正硅酸乙酯；所述聚氨酯石墨烯的原料包括4份异佛尔酮二异氰酸酯和2份羟基化石墨烯。
一种所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将异佛尔酮二异氰酸酯、羟基化石墨烯、0.1份三乙胺加入到反应釜中，升温至80℃，反应4h后，保温30min，得到聚氨酯石墨烯；
(2)以正硅酸乙酯为前驱体，用去离子水以3:1的体积比将其稀释，并充分搅拌后，加入盐酸溶解，得到硅酸溶液，pH控制在1-2，并用水洗出杂质；随后，加入1mol/L的氨水溶液，调节硅酸溶液的pH为5-6，搅拌1min后倒入模具中，于室温下静置，使其转化为凝胶，并静置老化24h，取出移入丁酯溶液中浸泡24h，期间每8h更换一次丁酯溶液；然后，加入步骤(1)得到的聚氨酯石墨烯，并且加入0.1份三乙胺，升温至80℃，反应4h，保温30min后，置于室温干燥24h，再于50％真空干燥24h，得到所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶。
制备例2
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，以重量份计，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料包括5份聚氨酯石墨烯、4.86份正硅酸乙酯；所述聚氨酯石墨烯的原料包括3.6份异佛尔酮二异氰酸酯和2.4份羟基化石墨烯。
一种所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的制备方法，具体步骤与制备例1相同。
制备例3
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，以重量份计，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料包括6.8份聚氨酯石墨烯、3.06份正硅酸乙酯；所述聚氨酯石墨烯的原料包括4.5份六亚甲基二异氰酸酯和1.5份羟基化石墨烯。
一种所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的制备方法，具体步骤与制备例1相同。
制备例4
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯与正硅酸乙酯的总量不变，质量比为0.4:1，其它组分、用量及制备方法均与制备例1相同。
制备例5
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯与正硅酸乙酯的总量不变，质量比为3:1，其它组分、用量及制备方法均与制备例1相同。
制备例6
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述异佛尔酮二异氰酸酯和羟基化石墨烯的总量不变，质量比为4:1，其它组分、用量及制备方法均与制备例1相同。
制备例7
一种聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述异佛尔酮二异氰酸酯和羟基化石墨烯的总量不变，质量比为0.8:1，其它组分、用量及制备方法均与制备例1相同。
制备例8
一种石墨烯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述制备方法中，没有进行步骤(1)，步骤(2)中将聚氨酯石墨烯替换为羟基石墨烯，其它原料、用量及参数均与制备例1相同。
制备例9
一种聚氨酯-二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述制备方法中，步骤(1)中将羟基化石墨烯替换为有机硅氧烷二醇(兴隆达209)，其它原料、用量及参数均与制备例1相同。
制备例10
一种二氧化硅气凝胶，其与制备例1的区别仅在于，所述制备方法中，没有进行步骤(1)，步骤(2)中没有加入步骤(1)得到的聚氨酯石墨烯进行反应，而是进行干燥，得到二氧化硅气凝胶，其它原料、用量及参数均与制备例1相同。
实施例1
本实施例提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括20份有机-无机杂化乳液、30份聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶(制备例1)、0.2份羟乙基纤维素醚、5份煅烧高岭土、15份重质碳酸钙、10份金红石型钛白粉、0.2份分散剂、0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.5份增稠剂和水；所述吸音涂料的固含量为81.3％。
本实施例提供一种所述吸音涂料的制备方法，具体步骤包括：
(1)将羟乙基纤维素醚、分散剂、润湿剂和消泡剂与水混合，搅拌均匀，得到分散液；
(2)将步骤(1)所述分散液与金红石型钛白粉、煅烧高岭土和重质碳酸钙高速搅拌30min，得到稳定液；
(3)在搅拌状态下，将步骤(2)所述稳定液与有机-无机杂化乳液、聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶以及消泡剂混合，搅拌均匀，得到初品液；
(4)将步骤(3)所述初品液与增稠剂和水混合，调整粘度，搅拌均匀，得到所述吸音涂料。
实施例2
本实施例提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括20份有机-无机杂化乳液、20份聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶(制备例2)、0.2份羟乙基纤维素醚、5份煅烧高岭土、15份重质碳酸钙、10份金红石型钛白粉、0.2份分散剂、0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.5份增稠剂和水；所述吸音涂料的固含量为71.3％。
本实施例提供一种所述吸音涂料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括20份有机-无机杂化乳液、40份聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶(制备例3)、0.2份羟乙基纤维素醚、5份煅烧高岭土、15份重质碳酸钙、10份金红石型钛白粉、0.2份分散剂、0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.5份增稠剂和水；所述吸音涂料的固含量为91.3％。
本实施例提供一种所述吸音涂料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括20份有机-无机杂化乳液、35份聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶(制备例1)、0.2份羟乙基纤维素醚、5份煅烧高岭土、15份重质碳酸钙、10份金红石型钛白粉、0.2份分散剂、0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.5份增稠剂和水；所述吸音涂料的固含量为86.3％。
本实施例提供一种所述吸音涂料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种吸音涂料，以重量份计，所述吸音涂料包括15份有机-无机杂化乳液、38份聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶(制备例1)、0.2份羟乙基纤维素醚、5份煅烧高岭土、10份重质碳酸钙、15份金红石型钛白粉、0.2份分散剂、0.2份润湿剂、0.2份消泡剂、0.5份增稠剂和水；所述吸音涂料的固含量为84.3％。
本实施例提供一种所述吸音涂料的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶为制备例4提供的聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶为制备例5提供的聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶为制备例6提供的聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶为制备例7提供的聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述有机-无机杂化乳液替换为普通净味乳液，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述有机-无机杂化乳液替换为没有微孔结构的有机-无机杂化乳液(巴斯夫Acronal PLUS7602)，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶替换为制备例8提供的石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶替换为制备例1提供的聚氨酯石墨烯，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶替换为制备例9提供的聚氨酯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶替换为制备例10提供的二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，将所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶替换为中空玻璃微珠，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述吸音涂料包括有机-无机杂化乳液5份，聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶45份，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例7
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述吸音涂料包括有机-无机杂化乳液35份，聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶15份，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例8
本对比例提供一种吸音涂料，其与实施例1的区别仅在于，所述吸音涂料包括有机-无机杂化乳液50份，没有聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶，其它组分、用量及制备方法均与实施例1相同。
性能测试
(1)抗菌性：测试标准为HG/T 3950-2007；
其中，I级：抗菌率≥99％，II级：90％≤抗菌率＜99％，III级：抗菌率＜90％；
(2)防霉性：测试标准为GB/T 1741-2007；
其中，0级：放大约50倍无明显长霉；
1级：肉眼看不到或很难看到长霉，但放大镜下可明显看到长霉；
2级：肉眼明显看到长霉，在样品表面的覆盖面积为10～30％；
3级：肉眼明显看到长霉，在样品表面的覆盖面积为30～60％；
4级：肉眼明显看到长霉，在样品表面的覆盖面积大于60％；
(3)阻燃等级：测试标准为GB 8624-2012；
(4)吸音降噪性能：测试标准为GB/T20247-2006《声学混响室吸声测量》；
其中，吸音系数越大，吸音降噪性能越好。
具体测试结果如表1所示：
表1
抗菌等级 防霉等级 阻燃等级 吸音系数
实施例1 I级 0级 A1 0.62
实施例2 I级 0级 A1 0.57
实施例3 I级 0级 A1 0.75
实施例4 I级 0级 A1 0.69
实施例5 II级 0级 A1 0.63
实施例6 I级 0级 A2 0.5
实施例7 I级 0级 A2 0.45
实施例8 I级 0级 A2 0.48
实施例9 I级 0级 A2 0.45
实施例10 III级 2级 A2 0.43
实施例11 III级 2级 A1 0.44
对比例1 I级 0级 A2 0.40
对比例2 I级 0级 B1 0.38
对比例3 I级 0级 B1 0.4
对比例4 I级 0级 B1 0.41
对比例5 I级 0级 B1 0.36
对比例6 III级 2级 A1 0.51
对比例7 I级 0级 A2 0.46
对比例8 I级 0级 B2 0.35
由上表可知，本发明提供的吸音涂料，通过特定含量的杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶复配，使得所述吸音涂料不仅吸音降噪功能优异，并且抗菌防霉效果好，阻燃等级高，不需要额外加入抗菌剂和阻燃剂，环保。由实施例1～5可知，所述吸音涂料的抗菌等级达到II级及以上，防霉等级达到0级，抗菌率≥90％，且无明显长霉；阻燃等级高，达到A1级，吸音系数为0.57～0.75，具有优异的吸音降噪功能。
由实施例1与实施例6～9比较可知，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料并非特定配比时，所述吸音涂料的阻燃等级降低且吸音效果差；由实施例1与实施例10和11比较可知，所述有机-无机杂化乳液替换为普通净味乳液或没有微孔结构，所述吸音涂料的抗菌防霉效果差、阻燃等级降低且吸音效果差；由实施例1与对比例1～5比较可知，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶被其它气凝胶或玻璃微珠替换，吸音涂料的吸音效果差，且阻燃等级低；由实施例1与对比例6～8比较可知，所述有机-无机杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶并非特定的含量或没有聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶时，所述吸音涂料的阻燃等级降低且吸音效果差。
综上所述，本发明提供的吸音涂料，通过特定种类和含量的杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶复配，使得所述吸音涂料不仅吸音降噪功能优异，并且抗菌防霉效果好，阻燃等级高，不需要额外加入抗菌剂和阻燃剂，更安全且持久；无需罐内杀菌剂创造一个无过敏的生活环境，成本低、制备工艺简单，有利于进行规模化生产，并且对环境更加友好。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸音涂料，其特征在于，以重量份计，所述吸音涂料包括杂化乳液10～25份和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶20～40份。
2.根据权利要求1所述的吸音涂料，其特征在于，所述杂化乳液包括有机-无机杂化乳液；
优选地，所述有机-无机杂化乳液包括具有微孔结构的杂化乳液；
优选地，所述有机-无机杂化乳液的pH值为11～12；
优选地，所述有机-无机杂化乳液具有以无机相为核，以有机相为壳的核壳结构；
优选地，所述有机-无机杂化乳液中无机相材料包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌或碳酸钙中至少一种；
优选地，所述有机-无机杂化乳液中有机相材料包括聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚苯胺或聚二甲基硅氧烷中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的吸音涂料，其特征在于，所述聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶的原料包括聚氨酯石墨烯和硅源；
优选地，所述聚氨酯石墨烯和硅源的质量比为(0.5～2.5):1；
优选地，所述聚氨酯石墨烯的原料包括多异氰酸酯和羟基化石墨烯；
优选地，所述多异氰酸酯和羟基化石墨烯的质量比为(1～3):1；
优选地，所述多异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中至少一种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的吸音涂料，其特征在于，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份纤维素；
优选地，所述纤维素包括羟乙基纤维素；
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括第一填料15～25份；
优选地，所述第一填料包括高岭土、重钙、滑石粉或云母粉中至少一种；
优选地，所述第一填料包括高岭土和重钙的组合；
优选地，所述第一填料中高岭土和重钙的质量比为1:(1.5～4.5)。
5.根据权利要求1～4任一项所述的吸音涂料，其特征在于，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.4～1份分散剂；
优选地，所述分散剂包括改性聚丙烯酸类分散剂和/或改性聚羧酸盐类分散剂；
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份润湿剂；
优选地，所述润湿剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物中至少一种；
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.1～0.5份消泡剂；
优选地，所述消泡剂包括聚硅氧烷和/或聚醚改性聚硅氧烷。
6.根据权利要求1～5任一项所述的吸音涂料，其特征在于，以重量份计，所述吸音涂料还包括0.05～2份增稠剂；
优选地，以重量份计，所述吸音涂料还包括5～20份颜填料；
优选地，所述颜填料包括钛白粉；
优选地，所述吸音涂料的固含量为65～95％。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述的吸音涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将杂化乳液和聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶混合，得到所述吸音涂料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的物料还包括纤维素、第一填料、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂或颜填料中至少一种；
优选地，所述混合在溶剂中进行；
优选地，所述溶剂包括水。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述吸音涂料的制备方法包括：
(1)将溶剂与任选的纤维素、分散剂、润湿剂或消泡剂混合，得到分散液；
(2)将步骤(1)所述分散液与任选的颜填料和/或第一填料混合，得到稳定液；
(3)将步骤(2)所述稳定液与杂化乳液、聚氨酯石墨烯-二氧化硅气凝胶以及任选的消泡剂混合，得到初品液；
(4)将步骤(3)所述初品液与任选的增稠剂和/或溶剂混合，得到所述吸音涂料；
优选地，步骤(2)所述混合的时间为20～40min。
10.一种根据权利要求1～6任一项所述的吸音涂料在吸音降噪中的应用。
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