CN115784766A - 一种农作物秸秆型石膏抹灰隔音涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种农作物秸秆型石膏抹灰隔音涂料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及建筑隔音材料领域，公开了一种农作物秸秆型石膏抹灰隔音涂料及其制备方法和应用。该方法包括：(1)将平均粒径为R1的秸秆I进行低温处理，得到温度不高于‑30℃的低温秸秆I；其中，R1小于5mm；(2)在研磨介质的存在下，将所述低温秸秆I进行研磨，得到平均粒径为R2的秸秆II；其中，R2为100‑200μm；(3)将所述秸秆II依次进行清洗和干燥，得到含水率不高于5wt‰的秸秆粉末；(4)将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合，得到所述秸秆型石膏抹灰隔音涂料。本发明提供的秸秆型石膏抹灰隔音涂料隔音效果好，粘接性高，并且环保无毒。
Description
技术领域
本发明涉及建筑隔音材料领域，具体涉及一种农作物秸秆型石膏抹灰隔音涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着社会不断进步，我国政府与居民对环境噪声的关注度越来越高，为达到隔音降噪目的，一般在房屋内部或需要隔音的建筑表面涂刷隔音材料，通过阻断声音传播或降低声音反射以达到减弱声能目的。
目前隔音材料一般多为隔音砂浆或隔音板：隔音砂浆属于木屑水泥基材料在建筑中的应用，一般要厚涂2-3㎝，通过木屑与较厚的涂层使声音在涂层传播时间变长及木屑的振动减弱声波能力从而对声音阻尼。但是，随着水泥固化，水分挥发，墙体会出现干缩开裂；或是因为后期水泥硬脆而产生塑性开裂，从而严重影响涂层的隔音效果。
而对于隔音板的使用，一般为在涂层中添加一些发泡的材料及隔音纤维，使涂层内部含有较多的孔洞，增加涂层内部的“迷宫效应”，使声音在传播中多次反弹，将声音的能力转换为机械能和热能，声音在传播中使隔音纤维振动，从而消耗了声音的能量。然而，发泡隔音板自身强度差，极易受到外力破坏，需要对其做良好的保护层；并且，隔音纤维多为玻璃纤维形成的棉体，对人体有害且不环保，并且隔音板大多自身不具有粘接能力。
因此，在确保长期隔音效果的同时，提高隔音材料的粘接性和环保性是目前亟需解决的行业问题。
发明内容
本发明的目的，是为了克服现有技术中隔音材料的隔音效果较差，以及隔音材料的耐久性差，粘接性和环保性较低的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料的方法，该方法包括：
(1)将平均粒径为R1的秸秆I进行低温处理，得到温度不高于-30℃的低温秸秆I；其中，R1小于5mm；
(2)在研磨介质的存在下，将所述低温秸秆I进行研磨，得到平均粒径为R2的秸秆II；其中，R2为100-200μm；
(3)将所述秸秆II依次进行清洗和干燥，得到含水率不高于5wt‰的秸秆粉末；
(4)将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合，得到所述秸秆型石膏抹灰隔音涂料；其中，所述石膏和所述秸秆粉末的用量重量比为5-10：1。
本发明第二方面提供第一方面中所述的方法制备得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料。
本发明第三方面提供第二方面中所述的秸秆型石膏抹灰隔音涂料在建筑隔音中的应用。
本发明提供的方案具有如下具体的优点：
(1)将农作物秸秆作为生物基材料，环保且廉价，同时可以减少农业垃圾的产生，符合循环发展的理念；
(2)本发明提供的涂料隔音效果好，可直接喷涂在腻子层上，总厚度为3-5mm，与腻子层粘接力强，耐久性好。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种秸秆型石膏抹灰隔音涂料的制备方法，该方法包括：
(1)将平均粒径为R1的秸秆I进行低温处理，得到温度不高于-30℃的低温秸秆I；其中，R1小于5mm；
(2)在研磨介质的存在下，将所述低温秸秆I进行研磨，得到平均粒径为R2的秸秆II；其中，R2为100-200μm；
(3)将所述秸秆II依次进行清洗和干燥，得到含水率不高于5wt‰的秸秆粉末；
(4)将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合，得到所述秸秆型石膏抹灰隔音涂料；其中，所述石膏和所述秸秆粉末的用量重量比为5-10：1。
根据一种优选的具体实施方式，本发明的方法还包括：在进行所述低温处理之前，先将原料秸秆进行露天晾晒(所述晾晒的温度不低于25℃，晾晒时间为60-80h，晾晒期间不淋雨)，然后再将晾晒后的原料秸秆进行敲打去除灰尘泥土后进行粉碎，以得到能够进行所述低温处理的所述平均粒径为R1的秸秆I。
为了使得制备的抹灰隔音涂料隔音性能更好，耐久性更高，在步骤(1)中，优选所述低温秸秆I的温度为-60℃至-30℃。
需要说明的是，在本发明中，对所述低温处理的方式没有具体要求，示例性地可以采用冷冻的方式进行。
优选地，在步骤(1)中，所述R1小于3mm。
优选地，在步骤(2)中，所述R2为120-180μm。
优选地，在步骤(3)中，所述秸秆粉末的含水率低于3wt‰。
优选地，在步骤(4)中，所述将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合的操作包括：
以涂料组合物的总重量为1000重量份计，将821-850重量份的石膏、100-150重量份的秸秆粉末、2-3重量份的纤维素醚、1-1.5重量份的缓凝剂、0.5-1重量份的淀粉醚、10-12重量份的铝粉、10-12重量份的Ca(OH)2进行所述混合，其中，所述涂料组合物的总重量为所述石膏、所述纤维素醚、所述缓凝剂、所述淀粉醚、所述铝粉、所述Ca(OH)2和所述秸秆粉末的重量之和。
优选情况下，所述秸秆I选自小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆中的至少一种。
优选地，所述研磨介质为平均粒径为50-80μm、莫氏硬度为7.2-7.5的石英砂。
根据一种优选的具体实施方式，本发明的方法还包括：在步骤(2)中，所述研磨的温度为-10℃以下。
优选地，所述石膏选自半水石膏和一水石膏中的至少一种。更优选地，所述石膏为半水石膏。
优选情况下，所述纤维素醚选自羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚中的至少一种。更优选地，所述纤维素醚为羟丙基纤维素醚。发明人发现，该优选情况下制备得到的抹灰隔音涂料的流变性更好。
优选情况下，所述缓凝剂选自酒石酸钠和柠檬酸钠中的至少一种。更优选地，所述缓凝剂为柠檬酸钠。
优选地，所述淀粉醚选自羟丙基淀粉醚、羟甲基淀粉醚中的至少一种。
优选情况下，所述铝粉的平均粒径R3为5-100μm。更优选地，所述铝粉的平均粒径R3为10-40μm。
优选地，在步骤(1)中，所述低温处理的时间为20-40h。
优选情况下，在步骤(3)中，所述清洗在搅拌下进行，且所述清洗的条件包括：搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为5-8min。
优选情况下，所述混合在搅拌下进行，且所述混合的条件包括：搅拌转速为600-1000r/min，搅拌时间为5-10min。
根据一种优选的具体实施方式，该方法还包括：所述清洗使用水进行，并且在所述清洗的水中，以水与杀菌剂的用量重量比为50-100：1的比例加入杀菌剂，在所述清洗结束后，静置100-150min，将上层悬浮液过滤，得到的滤渣即为过滤后的秸秆粉末，将所述过滤后的秸秆粉末重复进行所述清洗2-3次。
优选地，所述杀菌剂选自异噻唑啉酮及其衍生物中的至少一种。
需要说明的是，在本发明中，对所述干燥的方式没有具有的要求，可以采用本领域的常规技术手段进行，例如采用干燥箱进行。
根据一种特别优选的具体实施方式，在本发明中，所述低温秸秆I的温度为-60℃至-30℃，所述R1小于3mm，所述R2为120-180μm，所述秸秆粉末的含水率低于3wt‰，所述铝粉的平均粒径R3为10-40μm，所述石膏为半水石膏，所述纤维素醚为羟丙基纤维素醚，所述缓凝剂为柠檬酸钠。发明人发现，该优选情况下制备得到的抹灰隔音涂料的隔音性能更优。
如前所述，本发明的第二方面提供了第一方面中所述的方法制备得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料。
如前所述，本发明的第三方面提供了第二方面中所述的秸秆型石膏抹灰隔音涂料在建筑隔音中的应用。
本发明提供的方法制备得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料具有隔音效果好，耐久性高，粘接性强，环保无毒的优点。
以下通过实例对本发明进行详细说明，在没有特别说明的情况下，使用的原料均为普通市售商品。
原料秸秆：水稻秸秆，其含水率为3wt％；
石膏：半水石膏，购自山东鑫鼎生物科技有限公司，牌号为A2018；
纤维素醚I：羟丙基纤维素醚，购自澳汉盛川化工(北京)有限公司，牌号为SC-10M；
纤维素醚II：羟乙基纤维素醚，购自德国科莱恩化工有限公司，牌号为HS30000YP2；
缓凝剂I：柠檬酸钠，购自徐州百顺生物科技有限公司，牌号为1101；
缓凝剂II：酒石酸钠，购自天津金汇太亚化学试剂有限公司，CAS号为6106-24-7；
淀粉醚：羟丙基淀粉醚，购自山东富亦达化工集团有限公司，牌号为FYD-019；
铝粉I：平均粒径R3为75μm，购自河北阔祥合金材料有限公司；
铝粉II：平均粒径R3为30μm，购自河北阔祥合金材料有限公司；
Ca(OH)2：购自济南龙腾化工有限公司，牌号为14-2-8；
石英砂：购自四川南联环资科技股份有限公司，莫氏硬度为7.5。
干燥箱：规格为202-0，内尺寸高250*宽250*深250mm(无鼓风镀锌)，购自东莞市鑫祺机械设备有限公司。
以下实例中，设计表1所示的涂料组合物的配方，确定涂料组合物中各组分的重量之和为1000重量份以进行试验，并根据该涂料组合物的配方计算对应的各组分的重量，并精确称量(精确到克)，其中，没有特别说明的情况下，每“重量份”表示10克。
涂料对楼板撞击改善效果测试：按照GBT19889.8-2006《声学建筑和建筑构件隔声测量》第8部分：重质标准楼板覆面层撞击声改善量的实验室测量测试要求进行；
涂料抗压强度以及对腻子层粘接强度测试：按照JCT984-2011聚合物水泥防水砂浆操作进行。
以下实例中，对所得部分秸秆型石膏抹灰隔音涂料产品进行相关性能测试，结果见表2。
在没有特别说明的情况下，以下实例中秸秆I的制备步骤包括：
将原料秸秆进行露天晾晒(所述晾晒的温度不低于25℃，晾晒时间合计72h，晾晒期间不淋雨)，然后再将晾晒后的原料秸秆进行敲打去除灰尘泥土后进行不同程度的粉碎，以得到能够进行低温处理的符合要求的平均粒径为R1的秸秆I。
在没有特别说明的情况下，以下实例中，均使用水对秸秆II进行清洗，并且在所述清洗的水中，以水与杀菌剂的用量重量比为80：1的比例加入杀菌剂(异噻唑啉酮)，在所述清洗结束后，静置140min，将上层悬浮液过滤，得到的滤渣即为过滤后的秸秆粉末，将所述过滤后的秸秆粉末重复进行所述清洗3次。
实施例1
本实施例用于说明本发明所述的秸秆型石膏抹灰隔音涂料的制备按照表1中的配方和工艺参数进行。
所述制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料的方法包括以下步骤：
(1)将平均粒径为R1的秸秆I进行低温处理，得到低温秸秆I；
其中，R1为2mm，所述低温处理采用冷冻的方式在-40℃温度下进行，且低温处理的时间为20h，得到温度为-40℃的低温秸秆I；
(2)在研磨介质的存在下，将所述低温秸秆I进行研磨，得到平均粒径为R2的秸秆II；
其中，R2为120μm，研磨的温度为-15℃，研磨介质为平均粒径为70μm、莫氏硬度为7.5的石英砂；
(3)将所述秸秆II依次进行清洗和干燥，得到秸秆粉末；得到的秸秆粉末记为秸秆粉末I，干燥至含水率为2wt‰；
其中，清洗在搅拌下进行，且所述清洗的条件包括：搅拌转速为600r/min，搅拌时间为8min；
(4)将表1中所示用量和种类的石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末I进行混合，得到所述秸秆型石膏抹灰隔音涂料；
其中，混合在搅拌下进行，且所述混合的条件包括：搅拌转速为600r/min，搅拌时间为8min。
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为P1。
实施例2
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料，所不同的是：在步骤(4)中，按照表1中的物质和添加量进行步骤混合。
其中，步骤(3)中得到的秸秆粉末记为秸秆粉末II，含水率为2wt‰；
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为P2。
实施例3
本实施例采用与实施例1相似的配方和方法制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料，所不同的是：改变了制备条件，具体参见表1。
其中，步骤(3)中得到的秸秆粉末记为秸秆粉末III，含水率为3wt‰；
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为P3。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料，所不同的是：在步骤(1)中，所述低温处理在-15℃温度下进行，得到温度为-15℃的低温秸秆I。
其中，步骤(3)中得到的秸秆粉末记为秸秆粉末IV，含水率为2wt‰；
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为DP1。
对比例2
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料，所不同的是：石膏和秸秆粉末的用量重量比为4：1。
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为DP2。
对比例3
本对比例采用与实施例1相似的配方和方法制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料，主要不同的是：不添加铝粉和Ca(OH)2。
步骤(4)中得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料，记为DP3。
测试例1
将实施例和对比例制备得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料进行楼板撞击改善效果测试和抗压强度以及对腻子层粘接强度测试，具体测试结果见表2。
表1
表2
由上述结果可知，本发明提供的秸秆型石膏抹灰隔音涂料隔音效果好，粘接性高，并且环保无毒。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种制备秸秆型石膏抹灰隔音涂料的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将平均粒径为R1的秸秆I进行低温处理，得到温度不高于-30℃的低温秸秆I；其中，R1小于5mm；
(2)在研磨介质的存在下，将所述低温秸秆I进行研磨，得到平均粒径为R2的秸秆II；其中，R2为100-200μm；
(3)将所述秸秆II依次进行清洗和干燥，得到含水率不高于5wt‰的秸秆粉末；
(4)将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合，得到所述秸秆型石膏抹灰隔音涂料；其中，所述石膏和所述秸秆粉末的用量重量比为5-10：1。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述低温秸秆I的温度为-60℃至-30℃；和/或
在步骤(1)中，所述R1小于3mm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述低温处理的时间为20-40h。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述R2为120-180μm。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述秸秆粉末的含水率低于3wt‰；和/或
在步骤(3)中，所述清洗在搅拌下进行，且所述清洗的条件包括：搅拌转速为600-800r/min，搅拌时间为5-10min。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述将石膏、纤维素醚、缓凝剂、淀粉醚、铝粉、Ca(OH)2和所述秸秆粉末进行混合的操作包括：
以涂料组合物的总重量为1000重量份计，将821-850重量份的石膏、100-150重量份的秸秆粉末、2-3重量份的纤维素醚、1-1.5重量份的缓凝剂、0.5-1重量份的淀粉醚、10-12重量份的铝粉、10-12重量份的Ca(OH)2进行所述混合，其中，所述涂料组合物的总重量为所述石膏、所述纤维素醚、所述缓凝剂、所述淀粉醚、所述铝粉、所述Ca(OH)2和所述秸秆粉末的重量之和；和/或
在步骤(4)中，所述混合在搅拌下进行，且所述混合的条件包括：搅拌转速为600-1000r/min，搅拌时间为8-12min。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述铝粉的平均粒径R3为5-100μm。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，
在步骤(1)中，所述秸秆I选自小麦秸秆、玉米秸秆、芦苇秸秆和水稻秸秆中的至少一种；和/或
在步骤(4)中，所述石膏选自半水石膏和一水石膏中的至少一种，所述纤维素醚选自羟乙基纤维素醚和羟丙基纤维素醚中的至少一种，所述淀粉醚选自羟丙基淀粉醚、羟甲基淀粉醚中的至少一种。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的秸秆型石膏抹灰隔音涂料。
10.权利要求9所述的秸秆型石膏抹灰隔音涂料在建筑隔音中的应用。
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