阅读说明：本技术 聚沙吸隔声板用固化剂体系、聚沙吸隔声板及其制备方法 (Curing agent system for sand-gathering sound absorption and insulation board, sand-gathering sound absorption and insulation board and preparation method thereof ) 是由 张兵 张天畅 邹尚瀚锋 于 2020-06-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种聚沙吸隔声板用固化剂体系,包含重量比为200∶20～40的A组分和B组分,所述A组分由环氧树脂、环氧稀释剂、颜填料和紫外线吸收剂组成,所述B组分由1,3-二氨基甲基环己烷、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、聚醚胺和脂肪改性胺组成。解决了现有技术中砂质微孔吸隔声材料产品稳固性差,容易变色,存在污染隐患,特别是固化体系较为复杂,影响产品同时兼具吸隔声效果及稳固轻薄的特性。同时,为提高综合机械性能和耐候性,使得粘结体系在微观形成致密的整体,添加了特种颜填料等新材料。如金红石型钛白粉、纳米碳管和石墨烯等材料组合。(The invention provides a curing agent system for a sand gathering sound absorption and insulation board, which comprises a component A and a component B in a weight ratio of 200: 20-40, wherein the component A comprises epoxy resin, an epoxy diluent, pigment fillers and an ultraviolet absorbent, and the component B comprises 1, 3-diaminomethylcyclohexane, isophorone diamine, m-xylylenediamine, polyether amine and fat modified amine. The problem of among the prior art sand micropore inhale sound insulation material product steadiness poor, change colour easily, have the pollution hidden danger, especially solidification system is comparatively complicated, influences the product and has concurrently inhale sound insulation effect and firm frivolous characteristic simultaneously. Meanwhile, in order to improve the comprehensive mechanical property and weather resistance and enable the bonding system to form a compact whole in a microscopic mode, new materials such as special pigments and fillers are added. Such as rutile titanium dioxide, carbon nanotubes, graphene and other materials.)

聚沙吸隔声板用固化剂体系、聚沙吸隔声板及其制备方法

技术领域

本发明属于吸隔声材料技术领域，具体涉及聚沙吸隔声板用固化剂体系、聚沙吸隔声板及其制备方法。

背景技术

随着城市化建设的发展，对于声音降噪、吸隔音效果的要求越来越高。目前常用的吸隔声材料包括：金属类、混凝土类、玻璃钢类、纤维类以及多孔陶瓷类。金属类吸隔声材料对中低频噪声有良好的吸收能力，但易锈蚀，工艺要求严格，生产成本高。混凝土类吸隔声材料成本低，坚固、耐用，但吸隔声效果较差。玻璃钢类吸隔声材料耐腐蚀，化学性能稳定，但耐候性差、耐紫外线性差。纤维类吸隔声材料在高频段吸声能力好，但防火防潮防腐能力差。多孔陶瓷类吸隔声材料抗腐蚀，对200～1kHz的声音具有良好的吸声性能，但对高频段吸声能力较差。上述吸声材料因自身存在的缺陷在适用范围上受到诸多限制。

由此，一种以天然砂作为主要原料的吸隔声材料受到业内推崇。如，现有技术的聚沙吸隔声材料，选用天然砂，通过将溶剂均匀且极薄地施涂于全部砂粒表面，使砂粒外层之间发生一层溶融再固化反应，由此，砂粒就像被焊接一样聚在一起。因为每颗砂粒的微观形状是不规则且独一无二的，聚合积压在一起时，砂粒之间天然地形成了大量的、不规则的、相互连通的微小孔隙。因其内部具有这些相互连通、形状各异的微小细孔，当声音射出其表面时，声波会透入其内部，在细孔中传播，传播过程中由于空气运动产生的粘滞性和摩擦阻力作用，使声能逐渐转化为热能而消耗，由此产生吸声作用。这种聚沙吸隔声材料吸隔声效果好，强度高、防火、防潮、抗冻、耐老化。

中国专利申请号2014103757812，名称为一种微孔岩吸隔声板及其制备方法，公开一种微孔岩吸隔声板，所述吸隔声板的板体由岩石颗粒和聚酯硅粘合剂按重量比为1：(0.01～0.3)组成。其中聚酯硅粘合剂由甲基硅烷2.5-3.5％，硅酸钠25-27％，硅酸钙3.5-4.5％，气相二氧化硅7.5-8.5％，二丁基二月硅酸锡0.003-0.005％，三乙醇胺5.5-6.5％，环氧树脂8.5-9.5％，长石粉5.5-6.5％，甘油酯3.5-4.5％,二甲基甲酰胺2.5-3.5％，余量为三聚磷酸硅组成。

另有中国专利申请号2018104857784，名称为一种聚沙吸声装置及其制备方法，公开了聚沙吸声装置由聚沙组合物模压而成；所述聚沙组合物包括基材、粘结剂、固化剂以及润滑剂；其中，以所述基材的质量百分比为100％计，所述粘结剂的加入量为1-5％，优选2-4％，固化剂的加入量为0.05-0.5％，优选0.1-0.4％，润滑剂的加入量为0.2-0.5％，优选0.3-0.4％。

另有中国专利申请号2013102776667，名称为砂岩微珠环保吸声天花板，公开了该天花板由4部分组合而成，圆砂粒或空心玻璃微珠或闭孔珍珠岩与粘合剂混合压成基础层，在基础层上设有网格布或玻璃纤维薄毡骨架层，在骨架层上设有空心玻璃微珠层，在空心玻璃微珠层上设有装饰效果层，前三层压紧在模具中，待水份蒸发粘合剂固化后，板材会出现自然的孔隙起到吸声作用，再用天然白砂粒与粘合剂混合或涂料或油漆处理装饰效果层。

但是，现有技术的聚沙吸隔声材料仍存在产品稳固性低，抗冲击、抗折强度较差，使用寿命有待提高的问题；并且容易变色，以及存在无机物挥发的潜在污染隐患问题。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚沙吸隔声板用固化剂体系、聚沙吸隔声板及其制备方法，解决现有技术中聚沙吸隔声材料产品稳固性差，容易变色，存在污染隐患，特别是固化体系较为复杂，影响产品同时兼具吸隔声效果及稳固轻薄的特性。同时，添加了特种颜填料等新材料，提高了产品综合机械性能和耐候性，使得粘结体系在微观形成致密的整体。

为解决上述技术问题，本发明提供一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包含重量比为200∶20～40的A组分和B组分，所述A组分由环氧树脂、环氧稀释剂、颜填料和紫外线吸收剂组成，所述B组分由1,3-二氨基甲基环己烷、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、聚醚胺和脂肪改性胺组成。

优选的，所述A组分中，环氧树脂为28～40wt％、环氧稀释剂为8～24wt％、颜填料为50～60wt％和紫外线吸收剂为0.05～0.3wt％。

优选的，所述B组分中，1,3-二氨基甲基环己烷为0～90wt％、异佛尔酮二胺为0～80wt％、间苯二甲胺为0～80wt％、聚醚胺为0～70wt％和脂肪改性胺为0～80wt％。

优选的，所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂环族环氧树脂、溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂中的一种或多种。

优选的，所述双酚A型环氧树脂的粘度为7000～16000mPa·s/25℃，双酚F型环氧树脂的粘度为2500～4500mPa·s/25℃，脂环族环氧树脂的粘度为200～1000mPa·s/25℃，溴化环氧树脂的环氧当量为300～500g/mo l，其中溴含量为40～60％，酚醛环氧树脂的环氧当量为150～210g/mo l，官能度为2.0～4.0。

优选的，所述环氧稀释剂选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。

优选的，所述颜填料选自金红石型钛白粉、特种颜料、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

优选的，所述紫外线吸收剂选自2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***、六甲基磷酰三胺中的一种或多种。

本发明还提供一种聚沙吸隔声板，通过上述固化剂体系固化制得。

本发明还提供一种聚沙吸隔声板的制备方法，将砂粒与固化剂按重量比为100:5～10的体系混合搅拌，铺入模具中，经一次布料后，铺放配筋，再进行二次布料，之后经机械振压成型。

有益效果：

本发明提供的聚沙吸隔声板用固化剂体系，包含重量比为200∶20～40的A组分和B组分，所述A组分由环氧树脂、环氧稀释剂、颜填料和紫外线吸收剂组成，所述B组分由1,3-二氨基甲基环己烷、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、聚醚胺和脂肪改性胺组成。适用于多种砂粒等无机材料相互粘接，实现了固化剂体系的强大粘接、固化作用，通过A组分配置成分可以改善对各类无机砂的湿润性和粘接性，提升产品交联密度及受热后尺寸的稳定性，从而提高了聚沙吸隔声材料制品的抗冲击和抗折强度，特别是颜填料的加入，提升了固化体系的分散效果，从而增加了固化产物的致密性，提高了固化产物的力学强度，并且增加了体系的耐黄变性能。

本发明聚沙吸隔声板实现了高强轻薄化，高强立体化。可以充分利用此特性，使得非金属类无机材料，具有了金属“加工性能”，即可以通过复杂模具加工成型空腔、薄壁、形状复杂并可机械安装连接方式，制造出大型、适用于大温差、大流量流体的复杂降噪矩阵式设备。

通过这种材料创新升级，扩大了应用场合范围。完全具备了铁路公路全非金属声屏障替代现常用插屏式声屏障的条件。彻底避免了金属立柱和螺栓及金属结构件等的腐蚀失效的风险和寿命问题。可以尝试扩大到超长隧道及矿井逃生通道的制造安装。可以在高腐蚀环境，进行动态机组的吸隔声处理，为在包括制药、化工、造纸、冶金甚至包括军事装备场合在内的应用创造了条件。

并且，本发明聚沙吸隔声板具有较现有产品更好的耐候性能和防火安全性能。本发明固化剂体系在经过玻璃化温度稳定固化后，成为类无机材料，具备无机非金属材料的耐候、坚固的性能，不存在有机物挥发，而且使用寿命长。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本说明书中所采用的试剂，除特殊说明外，均为市售产品。

实施例1

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂肪族环氧树脂、溴化环氧树脂、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、碳纳米管、1,3-二氨基甲基环己烷、脂肪改性胺，将各组成成分按见下表1所示的量在常温下混合均匀，即得。

表1本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	45	53	59	57	47
双酚F环氧树脂	15	11	3	9	16
						脂肪族环氧树脂	11	7	12	8	5
溴化环氧树脂	7	8	6	5	7
						1,4-丁二醇二缩水甘油醚	9	8	7	7	11
三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	8	5	2	6	2
						乙二醇二缩水甘油醚	5	8	11	8	12
紫外线吸收剂	0.22	0.28	0.12	0.19	0.41
						金红石型钛白粉	88	99	118	133	122
特种颜料	12	17	7	9	15
						碳纳米管	4	3	5	4	2
1,3-二氨基甲基环己烷	16	27	5	20	13
						脂肪改性胺	12	3	18	17	14

实施例2

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、碳纳米管、异佛尔酮二胺、聚醚胺，将各组成成分按见下表2所示的量在常温下混合均匀，即得

表2本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	54	64	57	68	64
脂肪族环氧树脂	13	12	13	8	15
						酚醛环氧	9	6	8	5	6
1,4-丁二醇二缩水甘油醚	9	8	10	2	7
						1,2-环己二醇二缩水甘油醚	9	6	5	11	3
乙二醇二缩水甘油醚	4	2	4	5	2
						聚乙二醇二缩水甘油醚	2	2	3	1	3
紫外线吸收剂	0.24	0.45	0.15	0.41	0.33
						金红石型钛白粉	92	108	109	132	123
特种颜料	8	9	16	11	12
						碳纳米管	4	2	5	3	4
异佛尔酮二胺	17	15	28	24	19
						聚醚胺	11	15	9	6	7

实施例3

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂、1,6-己二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺，将各组成成分按见下表3所示的量在常温下混合均匀，即得。

表3本实施例各组分的量

实施例4

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、脂肪族环氧树脂、溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、碳纳米管、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺，将各组成成分按见下表4所示的量在常温下混合均匀，即得。

表4本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	60	53	57	57	61
双酚F环氧树脂	8	17	10	7	11
						溴化环氧树脂	4	3	7	4	1
酚醛环氧树脂	4	2	1	2	6
						聚丙二醇二缩水甘油醚	3	2	2	2	4
1,2-环己二醇二缩水甘油醚	2	5	6	5	1
						三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	4	8	2	6	3
1,6-己二醇二缩水甘油醚	9	2	6	7	4
						新戊二醇二缩水甘油醚	6	8	9	10	9
紫外线吸收剂	0.28	0.48	0.17	0.43	0.37
						金红石型钛白粉	90	97	118	130	121
特种颜料	11	17	9	12	15
						石墨烯	2	2	3	2	1
碳纳米管	1	3	1	2	1
						异佛尔酮二胺	16	10	25	24	14
间苯二甲胺	12	19	7	6	17

实施例5

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、聚醚胺、1,3-二氨基甲基环己烷、间苯二甲胺，将各组成成分按见下表5所示的量在常温下混合均匀，即得。

表5本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	54	56	50	51	57
双酚F环氧树脂	16	13	8	9	10
						脂肪族环氧树脂	7	9	14	7	5
酚醛环氧树脂	6	7	5	8	5
						聚丙二醇二缩水甘油醚	4	5	11	9	2
三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	1	3	2	3	4
						乙二醇二缩水甘油醚	2	1	1	6	11
1,6-己二醇二缩水甘油醚	10	6	9	8	6
						紫外线吸收剂	0.34	0.41	0.29	0.17	0.22
金红石型钛白粉	91	99	119	133	128
						特种颜料	11	16	9	12	8
石墨烯	2	4	2	1	3
						聚醚胺	12	11	19	6	14
1,3-二氨基甲基环己烷	16	6	12	11	6
						间苯二甲胺	3	9	3	5	7

实施例6

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂、聚丙二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、1,3-二氨基甲基环己烷、间苯二甲胺、脂肪改性胺，将各组成成分按见下表6所示的量在常温下混合均匀，即得。

表6本实施例各组分的量

实施例7

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、脂肪族环氧树脂、溴化环氧树脂、酚醛环氧树脂、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、1,3-二氨基甲基环己烷、异佛尔酮二胺、间苯二甲胺、脂肪改性胺，将各组成成分按见下表7所示的量混合均匀，即得。

表7本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	64	51	59	43	55
双酚F环氧树脂	7	23	18	2	17
						脂肪族环氧树脂	5	3	3	32	3
溴化环氧树脂	1	3	2	1	2
						酚醛环氧树脂	2	1	2	4	3
1,6-己二醇二缩水甘油醚	3	6	7	3	3
						三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	11	7	5	2	9
聚乙二醇二缩水甘油醚	3	2	2	11	2
						新戊二醇二缩水甘油醚	4	4	2	2	6
紫外线吸收剂	0.25	0.45	0.12	0.42	0.4
						特种颜填料	104	119	130	146	139
金红石型钛白粉	91	105	114	130	127
						特种颜料	11	9	15	12	11
石墨烯	2	5	1	4	1
						1,3-二氨基甲基环己烷	8	8	11	19	6
异佛尔酮二胺	14	17	17	5	14
						脂肪改性胺	6	4	3	7	14

实施例8

本实施例为一种聚沙吸隔声板用固化剂体系，包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、溴化环氧树脂、聚乙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、紫外线吸收剂、金红石型钛白粉、特种颜料、石墨烯、碳纳米管、聚醚胺、脂肪改性胺、异佛尔酮二胺，将各组成成分按见下表8所示的量在常温下混合均匀，即得。

表8本实施例各组分的量

原料名称	1	2	3	4	5
						双酚A环氧树脂	37	54	54	51	64
双酚F环氧树脂	34	11	12	11	2
						溴化环氧树脂	6	9	7	8	9
聚乙二醇二缩水甘油醚	3	5	5	11	7
						三羟甲基丙烷三缩水甘油醚	11	16	3	6	9
1,2-环己二醇二缩水甘油醚	2	3	9	4	1
						新戊二醇二缩水甘油醚	7	2	10	9	8
紫外线吸收剂	0.24	0.48	0.12	0.44	0.44
						金红石型钛白粉	91	109	114	130	126
特种颜料	9	8	11	15	8
						石墨烯	4	2	1	2	3
碳纳米管	1	2	4	1	2
						聚醚胺	17	17	6	23	3
脂肪改性胺	13	3	8	8	19
						异佛尔酮二胺	2	9	15	3	12

将砂粒与本发明固化剂体系按重量比为100:5～10的体系混合搅拌，铺入模具中，经一次布料后，铺放配筋，再进行二次布料，之后经机械振压成型，即可制得聚沙吸隔音板，其中砂粒粒度级配依据使用环境噪声频率声场分析确定。

试验例

将上述实施例1-8(实施例1中的第5组、实施例2-8中的第2组)制得的固化剂体系分别与砂粒混合，制备聚沙吸隔音板，所用砂粒为主要成分为SiO₂的石英砂，对制得的聚沙吸隔音板进行弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、压缩强度、剪切强度试验，试验结果如下表9所示，采用本发明固化剂体系制得的聚沙吸隔音板在弯曲强度、拉伸强度、断裂伸长率、压缩强度、剪切强度方面均表现出优异的性能。对于聚沙吸隔音板的吸隔音效果根据具体应用场景需求结合板厚度、空腔厚度、表面形状等进行调整，均能达到市场要求的吸隔音效果。

表9实施例1-8的试验结果

序号	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8
									弯曲强度/MPa	138	109.6	137	135.6	139.3	104.5	127	121
拉伸强度/MPa	70.12	59.43	68.21	65.77	69.33	56.77	62.1	60.45
									断裂伸长率/％	7.02	5.73	6.72	6.77	6.95	5.21	5.94	5.44
压缩强度/MPa	132.4	108	132.2	134.7	134	102.3	123	119
									剪切强度/MPa	8.97	6.23	8.12	7.92	8.37	5.91	7.68	7.42

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。