轻质内墙隔音材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质内墙隔音材料及其制备方法。用以形成该材料的组成物包括二胺单体、四羧酸二酐单体、改性碳纳米管以及溶剂。与现有技术相比，本发明专利技术通过在聚合物基质中添加改性碳纳米管，使制备得到的轻质内墙隔音材料不仅防水、重量轻、阻燃性高，极大程度降低了体积收缩率，而且还具有优异的力学性能、隔音性能和隔热性能，在建筑节能领域具有广阔的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
轻质内墙隔音材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑节能
，尤其涉及一种轻质内墙隔音材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着建筑事业的发展，相关技术水平不断提升，公众对于建筑的要求也在不断提升。隔音是现代建筑工程的基础要求之一，人体感觉舒适的室内噪声应控制小于30dB，若噪声达到45dB以上则会影响日常生活与学习。墙体作为建筑外围结构的主体部分，其使用材料的隔音性能尤为重要。我国建筑墙体一直以来多采用GRC轻质多孔、石膏珍珠岩轻质多孔、蒸压加气混凝土、聚苯颗粒为代表的条板墙类，页岩空心砖、石膏板墙为代表的砖墙类，还有有纤维石膏板、纤维水泥板、钙镁板、板材等与岩棉或玻璃棉组成一种复合墙体等材料。而这些材料的隔音效果非常有限，条板墙类和砖墙类隔音量一般都在35～40dB之间。复合墙虽然有较高的隔音量，一般在40～45db之间，但易燃的岩棉、玻璃棉等材料限制了它的应用。
[0003]气凝胶是一类低密度、高孔隙率、低热导率、低介电常数、高比表面积的固体材料，其内部结构大部分由空气构成，具有独特的三维网状多孔结构。由于其独特的结构，气凝胶被广泛应用于隔热材料、轻质结构材料、隔音材料、电化学、光学器件、油水分离、药物输送系统、催化及气体吸附载体等。按骨架的化学结构组成分类，气凝胶可以分成三类，分别是：无机气凝胶、有机气凝胶和有机
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无机杂化气凝胶。无机气凝胶通常是由金属醇盐的水解和缩合而成，而有机气凝胶主要由有机高分子组成的气凝胶材料，有间苯二酚
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甲醛、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨酯、琼脂、聚酰亚胺等很多种类。与无机气凝胶相比，有机气凝胶展示出优异的柔性、低热导率及机械强度和安全性，适应多功能的制造工艺和用途。有机
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无机杂化气凝胶是将无机硅或金属氧化物与有机聚合物材料相结合而得，并通过成分比例及复合方式的调控，充分利用二者的优势，弥补各自的不足，可得到综合性能更优的有机
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无机杂化气凝胶。
[0004]CN109054391B公开了一种隔音材料，由按重量份数计的以下组分制成：高阻尼硅橡胶60～80份、羟基硅油4～6份、二氧化硅气凝胶12～25份、过氧化二异丙苯1～2份、PP树脂60～80份、松节油18～25份、白炭黑20～30份、泡沫陶瓷粉23～38份、硫酸钡2～4份、硬脂酸钠0.4～0.9份、活性氧化锌0.3～0.5份、硅藻土6～10份、硼酸锌3～7份、高乙烯基硅油5～8份、铝酸酯偶联剂0.2～0.4份、硫化剂3～5份、促进剂1.4～1.9份。还公开了一种隔音材料的制备方法。该专利技术提供的隔音材料具有质轻、机械性能好、防火阻燃、能够有效吸收低频声波的特点，且制备方法简单、成本低、可批量生产。
[0005]虽然气凝胶材料具有密度低、孔隙率高、比表面积高、热导率低等特点，但以二氧化硅为代表的传统无机气凝胶由于其内部的珍珠链状机构的存在而具有机械性能差并且易碎的缺点；而常规高分子气凝胶虽然具有相对较好的机械强度和柔韧性，但存在耐热性较差的缺点，这在很大程度上限制了气凝胶材料的广泛应用。
[0006]聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，由于酰亚胺环具有刚性的芳香
环稳定结构以及其芳杂环结构的共轭效应使主链键能和分子间作用力增强，因此聚酰亚胺具有良好的力学性能和热稳定性。而聚酰亚胺气凝胶结合了聚酰亚胺和气凝胶两者的优势，兼具气凝胶的高比表面积、高孔隙率与低热导率等特性以及聚酰亚胺的高机械强度、高热稳定性等特点，使聚酰亚胺气凝胶成为一种综合性能优异的三维多孔材料。对轻质、低密度、高强隔热隔音与低导热材料的特殊需求，设计合成高性能的聚酰亚胺气凝胶材料则具有重要的科学价值和广泛的应用前景。聚酰亚胺气凝胶不仅继承了聚酰亚胺材料优异的机械强度、耐高温稳定性、灵活的合成途径等性能，而且还拥有质量轻、比表面积高、孔隙率高、热导率低等气凝胶材料所特有的性能，是一类综合性能优异的多孔材料。而且聚酰亚胺气凝胶材料具有低声阻抗的特点，而且无论是在5000Hz以上的高频波段还是3000Hz以下的低频波段都具有明显吸声效果，因此聚酰亚胺气凝胶材料在隔音吸音领域也占有一席之地，例如潜艇的声阻隔系统，房屋的隔音墙降噪墙以及道路降噪装置等。结合聚酰亚胺气凝胶材料其他优异的性能，聚酰亚胺气凝胶材料在降噪减噪领域将比其他传统的隔音吸声材料具有更广泛的发展及应用前景。
[0007]CN110803939A公开了一种轻质隔音避潮气凝胶保温材料，该保温材料由下列原料制成：骨料77～90份、添加剂0.5～3份、聚酯多元醇100～130份、复合催化剂0.5～3份、泡沫稳定剂1.5～3.5份、水1～3份、发泡剂15～25份、多异氰酸酯150～300份、无机填料15～34份、甲基修饰的二氧化硅气凝胶溶液10～50份。该专利技术公开的轻质隔音避潮气凝胶保温材料优越的隔热性能，耐火焰烧穿型性能，可长期耐受除氢氟酸外的大部分酸碱环境，不分解不变质，可长期耐受各种热辐射及电磁辐射，性能不退化，在常规使用环境下具有极长的寿命，并具有一定程度上的弹性。
[0008]聚酰亚胺气凝胶是由相互连接的聚酰亚胺链条组成的多孔结构，通常情况下，是由二酸酐和二胺合成的聚酰胺酸相互作用，然后热亚胺化形成的。然而，聚酰亚胺气凝胶是由物理相互作用产生的线性结构，而不是聚合物链之间的强共价键，导致了较差的力学性能和较高的体积收缩率，限制了聚酰亚胺气凝胶的实际应用。因此，开发一种成本低、不易燃、力学性能好、体积收缩率低及导热性好的聚酰亚胺气凝胶作为轻质内墙隔音材料是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0009]碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料。碳纳米管主要由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的同轴中空无缝管状结构，其管壁大都是由六边形碳原子网格组成。碳纳米管具有极高的刚性和强度等优异的力学和物理性能，通过在聚合物基质中添加碳纳米管可以显著提高其力学性能。
[0010]由于碳纳米管具有超高的比表面积和表面能，通常具有很强的团聚倾向，很难均匀分散在聚合物主体中。而且，由于聚合物气凝胶的溶胶
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凝胶转变周期较长，聚合物团簇的波动不稳定，碳纳米管在聚合物气凝胶中的掺入过程比较复杂。本专利技术人发现了一种简单的方法来形成能够均匀分散的碳纳米管，该方法基于十八胺对碳纳米管的表面修饰，增强了碳纳米管的分散性，使聚酰亚胺气凝胶具有低密度和高机械强度。
[0011]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种轻质内墙隔音材料，用以形成该材料的组成物包括二胺单体、四羧酸二酐单体、改性碳纳米管以及溶剂。
[0012]具体的，用以形成轻质内墙隔音材料的组成物包括4,4'
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二氨基二苯醚、3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐、改性碳纳米管以及N
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甲基吡咯烷酮。
[0013]优选的，N
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甲基吡咯烷酮、4,4'
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二氨基二苯醚和3,3',4,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.轻质内墙隔音材料，其特征在于：用以形成该材料的组成物包括二胺单体、四羧酸二酐单体、改性碳纳米管以及溶剂。2.如权利要求1所述的轻质内墙隔音材料，其特征在于：用以形成轻质内墙隔音材料的组成物包括4,4'
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二氨基二苯醚、3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐、改性碳纳米管以及N
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甲基吡咯烷酮。3.如权利要求2所述的轻质内墙隔音材料，其特征在于，N
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甲基吡咯烷酮、4,4'
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二氨基二苯醚和3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐的质量比为(23～23.2):3:(1.5～1.6)。4.如权利要求2所述的轻质内墙隔音材料，其特征在于，所述的改性碳纳米管添加量为4,4'
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二氨基二苯醚、3,3',4,4'
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联苯四羧酸二酐和N
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甲基吡咯烷酮总重量的0.05～0.2％。5.如权利要求1～4任一项所述的轻质内墙隔音材料，其特征在于，所述的改性碳纳米管制备方法，包括以下步骤：S1、将煅烧的多壁碳纳米管加入到盐酸中搅拌，再经超声、过滤、冲洗和干燥，即得到纯化多壁碳纳米管；S2、将步骤S1得到的纯化多壁碳纳米管加入硝酸中，超声、加热反应、抽滤、洗涤和干燥后，得到羧基化碳纳米管；S3、将步骤S2得到的羧基化碳纳米管用过量的SOCl2回流，再脱除残留的SOCl2，得到酰氯化碳纳米管；S4、将步骤S3得到的酰氯化碳纳米管加入到N
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甲基吡咯烷酮中超...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳立生，赵峰，黄娅军，
申请(专利权)人：武昌理工学院，
类型：发明
国别省市：