一种公路隧道喷涂吸音涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种公路隧道喷涂吸音涂料及其制备方法，该公路隧道喷涂吸音涂料由以下重量份的原料制成：水性环氧AB胶20‑25份，粘合剂10‑15份，改性凹凸棒石粘土粉末25‑30份，中空塑料颗粒5‑10份，纤维2‑5份，石棉2‑5份，成膜剂3‑5份，偶联剂2‑5份，阻燃剂1‑2份，增粘剂2‑3份，催化剂0.1‑0.3份，消泡剂0.1‑0.5份，稀释剂40‑45份。本发明专利技术制备的公路隧道喷涂吸音涂料吸音效果好，在公路隧道内墙表面形成的吸音层具有吸音系数高，分布频带宽等优点，在低频(500Hz以下)、中频(500‑2000Hz)和高频(2000Hz以上)区均有很好的吸音效果，具有广泛的应用范围，且本涂料在施工25min后就可以凝胶，65min后可以投入使用，24h后性能到达应用强度，具有很好的耐候性和防霉效果。

【技术实现步骤摘要】
一种公路隧道喷涂吸音涂料及其制备方法
本专利技术属于材料领域，涉及一种吸音涂料，具体涉及一种公路隧道喷涂吸音涂料及其制备方法。
技术介绍
当前，噪声已成为一种主要的环境污染，公共空间的声环境问题越来越受到人们的关注和重视，尤其在公路隧道中这种具备有地下化及封闭性的特征空间中。由于隧道的特殊结构和车辆运行中形成的运动长线声源及活塞风效应，使隧道内噪声达到90dB(A)以上，因此降低空间噪音对于人员的舒适以及紧急避难广播需求等发面都是非常必要的。交通隧道内的降噪声措施主要是选择低噪音设备、选用降噪路面材料以及在隧道洞口一定范围内安装吸声体等措施。传统的吸音体都是制成吸音板材，多采用多孔、疏松和透气的结构，在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构，当声波入射到多孔材料表面时，通过引起微孔中的空气振动，将相当一部分声能转化为热能，从而起吸音作用。通过后期安装施工，达到吸音效果，但对于复杂结构的建筑，特别是隧道顶部结构呈现出圆形、拱形等形状等，施工工艺较难，且难以同时满足平整美观的特点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种公路隧道喷涂吸音涂料及其制备方法，该涂料吸音效果好，同时具有很好的耐候性，防霉效果好，满足建筑防火、阻燃各项要求。本专利技术上述目的通过如下技术方案实现：一种公路隧道喷涂吸音涂料，通过如下重量份的原料制成：水性环氧AB胶20-25份，粘合剂10-15份，改性凹凸棒石粘土粉末25-30份，中空塑料颗粒5-10份，纤维2-5份，石棉2-5份，成膜剂3-5份，偶联剂2-5份，阻燃剂1-2份，增粘剂2-3份，催化剂0.1-0.3份，消泡剂0.1-0.5份，稀释剂40-45份。优选地，所述水性环氧AB胶中A胶环氧当量达到200-220g/mol，B胶胺值达到180-190mgKOH/g，A胶和B胶的体积比为1:1-1.2。优选地，所述粘合剂为水性硅烷改性聚氨酯粘合剂。进一步地，所述水性硅烷改性聚氨酯粘合剂采用专利CN105462536A中的制备工艺制备得到，具体的制备工艺包括下列步骤：(1)将聚四氢呋喃二醇、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡以及丙烯酸羟乙酯和正丁醇的混合物分别在80-100℃真空下减压脱水0.5-1h；将环氧树脂溶解在丙酮中，制成环氧树脂与丙酮混合溶液；(2)将聚四氢呋喃二醇、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯放入装有温度计、搅拌器及回流冷凝管的三口容器中，加热到60-80℃，缓慢滴加环氧树脂与丙酮混合溶液，同时缓慢均匀滴加二月桂酸二丁基锡，反应2-3h后滴加二羟甲基丙酸，继续反应2-3h，降温到30-50℃之间，得到聚氨酯预聚体Ⅰ，该步骤始终在氮气保护下进行；(3)在聚氨酯预聚体Ⅰ中滴加封端剂，加热到60-80℃反应2-3h，得到聚氨酯预聚体Ⅱ；(4)在聚氨酯预聚体Ⅱ中滴加硅烷偶联剂，滴加后反应1-2h，检测异氰酸酯基至异氰酸酯基消失后降温至40-50℃，得到硅烷改性的聚氨酯齐聚物；(5)在40-50℃搅拌条件下，往硅烷改性的聚氨酯齐聚物中滴加三乙胺进行成盐反应，同时往硅烷改性的聚氨酯齐聚物中滴加氮甲基呲咯烷酮以及去离子水进行乳化；剧烈搅拌下搅拌20-30min使齐聚物乳化，得到水性硅烷改性聚氨酯粘合剂。优选地，所述改性凹凸棒石粘土粉末采用专利CN102627872B中的制备工艺制备得到，具体的制备工艺包括下列步骤：(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的重量为基准，每克凹凸棒石粘土粉末加入水3～5ml；(2)向步骤(1)中制备的粉末中加入复合改性剂，用行星磨高速搅拌，转速为188r/min，搅拌3～7小时后，密封放置2～4小时制得浆料；所述复合改性剂的加入量为凹凸棒石粘土粉末重量的3～5％；所述复合改性剂为硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂，所述硬脂酸和聚氧乙烯油醇醚型表面活性剂的体积比为1:1～1:2；(3)将步骤(2)中制得的浆料过滤，采用有机溶剂无水乙醇对粉末进行多次清洗，然后使用真空烘干箱烘干，温度为80～100℃，时间为2～5小时，即得。优选地，所述中空塑料颗粒为高密度聚乙烯中空拉丝塑料颗粒。优选地，所述纤维为HCY聚合物纤维。优选地，所述石棉采用纤维长度为3-5mm的5级石棉。优选地，所述成膜剂为硅酸锂水溶液，其具有自干特性，能够促进树脂在混凝土固化成膜，且能够提高涂层的阻燃效果；所述偶联剂为KBM-403水性硅烷偶联剂，能显著提高水性环氧树脂与公路隧道基材混凝土的粘合力；所述阻燃剂为磷酸三苯酯；所述增粘剂为三烷氧硅烃基三聚异氰酸酯；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述稀释剂为JH-5748活性稀释剂，能够有效溶解环氧树脂等化合物，促进固化反应的进行。上述任一所述公路隧道喷涂吸音涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)取20-25份稀释剂倒入搅拌器中，向其中加入水性环氧树脂A胶，充分搅拌，搅拌速度为1500-3000转/分，搅拌时间为30-60分钟；(2)将25-30份改性凹凸棒石粘土粉末、5-10份中空塑料颗粒加入到步骤(1)的混合体系中，充分搅拌，搅拌时间为1-2小时；(3)将2-5份纤维、2-5份石棉放入步骤(2)的混合体系中，充分搅拌，搅拌时间为2-3小时，将搅拌后的料浆制成组分A待用；(4)取剩余稀释剂倒入搅拌器中，向其中加入水性环氧树脂B胶、1-2份阻燃剂，2-3份增粘剂，0.1-0.3份催化剂，放入十字搅刀搅拌器充分搅拌，搅拌速度为1500-3000转/分，搅拌时间为30-60分钟，制成组分B，待用；(5)将组分A与B放入容器中进行搅拌，在电动搅拌机以100-500转/分速度搅拌30分钟，加入0.1-0.5份消泡剂，经过真空除泡，制成吸音喷涂涂料，将搅拌好的喷涂涂料通过专用纤维喷涂设备能够在公路隧道内墙各部分均匀的涂覆，干燥2h后，公路隧道内墙表面形成的吸音层能够达到良好的吸音效果。有益效果：本专利技术制备的公路隧道喷涂吸音涂料吸音效果好，在公路隧道内墙表面形成的吸音层具有吸音系数高，分布频带宽等优点，在低频(500Hz以下)、中频(500-2000Hz)和高频(2000Hz以上)区均有很好的吸音效果，具有广泛的应用范围，且本涂料在施工25min后就可以凝胶，65min后可以投入使用，24h后性能到达应用强度，具有很好的耐候性和防霉效果。具体实施方式下面结合实施例具体介绍本专利技术实质性内容，但并不以此限定本专利技术的保护范围。水性环氧AB胶购自金虹胶业的水性树脂产品，A胶环氧当量达到200-220g/mol，B胶胺值达到180-190mgKOH/g，A胶和B胶的配比是1:1-1.2；中空塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：水性环氧AB胶20-25份，粘合剂10-15份，改性凹凸棒石粘土粉末25-30份，中空塑料颗粒5-10份，纤维2-5份，石棉2-5份，成膜剂3-5份，偶联剂2-5份，阻燃剂1-2份，增粘剂2-3份，催化剂0.1-0.3份，消泡剂0.1-0.5份，稀释剂40-45份。/n

【技术特征摘要】
1.一种公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于，通过如下重量份的原料制成：水性环氧AB胶20-25份，粘合剂10-15份，改性凹凸棒石粘土粉末25-30份，中空塑料颗粒5-10份，纤维2-5份，石棉2-5份，成膜剂3-5份，偶联剂2-5份，阻燃剂1-2份，增粘剂2-3份，催化剂0.1-0.3份，消泡剂0.1-0.5份，稀释剂40-45份。


2.根据权利要求1所述的公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于：所述水性环氧AB胶中A胶环氧当量为200-220g/mol，B胶胺值为180-190mgKOH/g，A胶和B胶的体积比为1:1-1.2。


3.根据权利要求1所述的公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于：所述粘合剂为水性硅烷改性聚氨酯粘合剂。


4.根据权利要求3所述的公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于，所述水性硅烷改性聚氨酯粘合剂通过如下步骤制备：
(1)将聚四氢呋喃二醇、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡以及丙烯酸羟乙酯和正丁醇的混合物分别在80-100℃真空下减压脱水0.5-1h；将环氧树脂溶解在丙酮中，制成环氧树脂与丙酮混合溶液；
(2)将聚四氢呋喃二醇、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯放入装有温度计、搅拌器及回流冷凝管的三口容器中，加热到60-80℃，缓慢滴加环氧树脂与丙酮混合溶液，同时缓慢均匀滴加二月桂酸二丁基锡，反应2-3h后滴加二羟甲基丙酸，继续反应2-3h，降温到30-50℃之间，得到聚氨酯预聚体Ⅰ，该步骤始终在氮气保护下进行；
(3)在聚氨酯预聚体Ⅰ中滴加封端剂，加热到60-80℃反应2-3h，得到聚氨酯预聚体Ⅱ；
(4)在聚氨酯预聚体Ⅱ中滴加硅烷偶联剂，滴加后反应1-2h，检测异氰酸酯基至异氰酸酯基消失后降温至40-50℃，得到硅烷改性的聚氨酯齐聚物；
(5)在40-50℃搅拌条件下，往硅烷改性的聚氨酯齐聚物中滴加三乙胺进行成盐反应，同时往硅烷改性的聚氨酯齐聚物中滴加氮甲基呲咯烷酮以及去离子水进行乳化；剧烈搅拌下搅拌20-30min使齐聚物乳化，得到水性硅烷改性聚氨酯粘合剂。


5.根据权利要求1所述的公路隧道喷涂吸音涂料，其特征在于，所述改性凹凸棒石粘土粉末的制备方法如下：
(1)在凹凸棒石粘土粉末中加入纳米级SiO2颗粒，并加入水，50～80℃水浴下搅拌2～4小时，然后静置1～4小时，烘干得到粉末；所述凹凸棒石粘土粉末的细度为200～400目；所述纳米级SiO2颗粒的重量占凹凸棒石粘土粉末重量的10～20％；所述水的加入量以凹凸棒石粘土粉末的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚义俊，黄啸谷，刘斌，权斌，邵高峰，宋子豪，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32