一种超轻防火吸音功能一体化材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及防火、吸音材料，特别是涉及一种超轻防火吸音功能一体化材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前使用的隔音、吸音降噪材料品种较多，主要有石膏、矿棉、聚酯纤维、玻璃纤维、泡沫塑料、吸音棉、海绵等。其中聚酯纤维、泡沫塑料、吸音棉、海绵等都是易燃材料，不允许在隧道、地铁等环境中使用。

2、其它几种材料虽然可以达到a2级以上防火等级，但是目前市场上几乎都是工厂浇铸成型的板材，对于隧道、地铁等圆拱型结构，明显并不适用，只能用于两侧立墙，拱顶无法解决。另外，板型材料需要使用钉子、粘合剂才能固定在施工面上，石膏、矿棉等很容易吸水，在隧道、地铁这种环境中，遇水后膨胀、脱落，造成较大隐患。而玻璃纤维制品，具有非常明显的缺陷，不但沉重，而且非常脆，比石膏、矿棉类产品更容易遭到外力破坏，一旦脱落，因其重量因素造成的伤害更大。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有吸音降噪材料易燃，且无法适应拱顶等异型结构的缺陷，而提供一种超轻防火吸音功能一体化材料。该材料兼具吸音降噪和防火涂料功效，同时可喷涂或刮涂于拱顶等异型结构。固化后干密度低，抗压强度大，可同时替代防火涂料使用，达到环保节能的功效。

2、本发明的另一个目的，是提供上述超轻防火吸音功能一体化材料的制备方法。

3、本发明的另一个目的，是提供上述超轻防火吸音功能一体化材料在隧道、地铁、构筑物、建筑施工中的应用，可以通过现场喷涂或刮涂实现异型结构吸音降噪的使用需求。

4、为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

5、一种超轻防火吸音功能一体化材料，其原料按照质量份数包括：

6、改性无机硅酸盐30-80份，中空玻璃微珠1.0-50份，漂珠0-30份，膨润土0.1-5.0份，多孔硅藻土1.0-6.0份，海泡石0.1-4.0份，开孔珍珠岩颗粒1.0-10份，锌或锌盐0.1-4.0份，磷酸盐1.0-6.0份，碳酸盐1.0-6.0份，氟硅酸盐0.1-6.0份，纳米二氧化硅1.0-5.0份，多壁碳纳米管0.05-0.1份，沸石粉1.0-8.0份，碳纤维0.1-0.2份；

7、所述改性无机硅酸盐，其原料按照质量份数包括：无机硅酸盐溶液50-100份，基材润湿剂0.1-0.2份，稳定剂0.1-0.5份，硅酸镁铝0.1-1.0份，膨润土0.5-1.0份，无机纤维12-28份。

8、在上述技术方案中，所述无机硅酸盐溶液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的一种或任意比例的混合；

9、所述基材润湿剂为silok4640、silok4662、silok8066和silok8241中的一种或任意比例的混合；

10、所述稳定剂为偏硅酸钠、硅酸盐硅烷和gsywdj-5中的一种或任意比例的混合。

11、在上述技术方案中，所述无机纤维为矿物纤维或矿物纤维与短碳纤维的混合。

12、在上述技术方案中，所述中空玻璃微珠的粒径为15μm-40μm，所述漂珠的粒径为150μm-500μm。

13、在上述技术方案中，所述锌为锌粉；所述锌盐为磷酸锌。

14、在上述技术方案中，所述碳酸盐为碳酸镁、碳酸铝和碳酸氢钠中的一种或任意比例的混合；所述磷酸盐为磷酸铝、磷酸钙和三聚磷酸铝中的一种或任意比例的混合。

15、在上述技术方案中，所述氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁中的一种或任意比例的混合物。

16、在上述技术方案中，所述超轻防火吸音功能一体化材料固化后，干密度为180-420kg/m³；导热系数为0.030～0.045w/m.k；防火等级为a1级；吸声系数nrc为0.6～0.8。

17、本发明的另一方面，上述超轻防火吸音功能一体化材料的制备方法，包括以下步骤：

18、步骤1：在400~600转/分搅拌下，向无机硅酸盐溶液中依次加入硅酸镁铝、膨润土，持续搅拌至完全溶解；

19、步骤2：在1000~1500转/分转速下，依次加入基材润湿剂、稳定剂和无机纤维，持续搅拌至混合均匀，得改性无机硅酸盐；

20、步骤3：在真空条件下，在转速30~50转/分搅拌速度下，向所得改性无机硅酸盐中加入中空玻璃微珠、漂珠、膨润土、多孔硅藻土、海泡石、开孔珍珠岩颗粒、锌或锌盐、磷酸盐、碳酸盐、氟硅酸盐、纳米二氧化硅、多壁碳纳米管、沸石粉、碳纤维持续搅拌至全部混合均匀得一种超轻防火吸音功能一体化材料。

21、本发明的另一方面，上述超轻防火吸音功能一体化材料在隧道、地铁、建筑物、构筑物中的应用，采用刮涂或喷涂方式进行施工；单次刮涂或喷涂厚度为1-5cm；

22、或者，倒入模具后干燥做成预制件；所述预制件厚度为2-10cm。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、1.本发明提供的超轻防火吸音功能一体化材料，采用中空玻璃微珠、漂珠、多孔硅藻土、海泡石、多壁碳纳米管、沸石粉，通过纳米二氧化硅改善微孔结构，并提高耐火极限及隔热性能共同作为吸音材料，吸音效果良好；

25、2.本发明提供的超轻防火吸音功能一体化材料，原料中完全不含有机材料，其耐高温性能良好，防火等级达到a1级；

26、3.本发明提供的超轻防火吸音功能一体化材料，可现场施工，一次刮涂或喷涂厚度可达1.0-5.0cm，施工过程中不流挂，固化速度可满足施工要求。可适用于隧道、地铁等圆拱型结构处施工，也可做成预制件，贴附在平面结构上，在隧道、地铁、建筑物、构筑物等方面有着广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：其原料按照质量份数包括：

2.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述无机硅酸盐溶液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液和硅酸锂溶液中的一种或任意比例的混合；

3.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述无机纤维为矿物纤维或矿物纤维与短碳纤维的混合物。

4.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述中空玻璃微珠的粒径为15-40μm，所述漂珠的粒径为150-500μm。

5.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述锌为锌粉；所述锌盐为磷酸锌。

6.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述碳酸盐为碳酸镁、碳酸铝和碳酸氢钠中的一种或任意比例的混合；

7.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述氟硅酸盐为氟硅酸钠、氟硅酸镁中的一种或任意比例的混合物。

8.如权利要求1所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料，其特征在于：所述超轻防火吸音功能一体化材料固化后，干密度为180-420kg/m³；导热系数为0.030～0.045w/m.k；防火等级为a1级；吸声系数nrc为0.6～0.8。

9.如权利要求1-8任一项所述的一种超轻防火吸音功能一体化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.如权利要求1-8任一项所述的超轻防火吸音功能一体化材料在隧道、地铁、建筑物、构筑物中的应用，其特征在于：采用刮涂或喷涂方式进行施工；单次刮涂或喷涂厚度为1-5cm；

技术总结本发明公开了一种超轻防火吸音功能一体化材料及其制备方法和应用，其原料按照质量份数包括：改性无机硅酸盐30‑80份，中空玻璃微珠1.0‑50份，漂珠0‑30份，膨润土0.1‑5.0份，多孔硅藻土1.0‑6.0份，海泡石0.1‑4.0份，开孔珍珠岩颗粒1.0‑10份，锌或锌盐0.1‑4.0份，磷酸盐1.0‑6.0份，碳酸盐1.0‑6.0份，氟硅酸盐0.1‑6.0份，纳米二氧化硅1.0‑5.0份，多壁碳纳米管0.05‑0.1份，沸石粉1.0‑8.0份，碳纤维0.1‑0.2份。原料中完全不含有机材料，耐高温、完全不燃，可作为防火涂料使用，其吸音效果显著，可同时满足吸音及防火要求，在所有需要降噪、防火的隧道、地铁、建筑物、构筑物等方面有着广泛的应用前景。技术研发人员：管云林,管汉瑛,王明伟,李盼到,杜传金,潘可明,陈仁东,李守艳,徐俊强,谢武受保护的技术使用者：天津开发区科泰化工新材料开发有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11