專利名稱：礦棉吸音板表面防護(hù)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子涂料領(lǐng)域，特別涉及由無(wú)機(jī)納米級(jí)水滑石-有機(jī)烷氧基硅烷雜化有機(jī)聚乙烯吡咯烷酮高分子制備的礦棉裝飾吸音板表面防護(hù)劑及其制備方法。
為了減少或降低推土機(jī)和油壓鐵鏟機(jī)等建設(shè)工程機(jī)械產(chǎn)生的噪音對(duì)環(huán)境的污染和人體的傷害，目前，國(guó)外這類機(jī)械裝有由編織玻璃棉制成的吸音板，為了在高溫、高濕條件下仍維持其吸聲性能，在玻璃棉表面涂上有機(jī)氟涂料作為防水防油劑(吸音材料，1999年日本公開(kāi)特許公報(bào)，平11-202872號(hào))。隨著社會(huì)的發(fā)展，時(shí)下建筑樓房裝修也廣泛使用了吸音板，以獲得良好的生活和工作環(huán)境。由于使用量與日俱增，所以，生產(chǎn)廠商提供了大量?jī)r(jià)格較便宜的礦棉吸音板以供客戶使用。但是礦棉板易吸濕和本身顏色與內(nèi)墻顏色反差較大，因此這種吸聲板通常涂上附著力和遮蓋力很好的白色丙烯酸乳膠漆，盡管如此，仍然存在有防水、防潮性不夠理想和機(jī)械強(qiáng)度耐磨性較差，特別是被色素污染后很難除掉顏色等缺點(diǎn)。
1986年美國(guó)專利US 4571365公報(bào)，甲基三甲氧基硅烷中加入堿性醋酸鋁在水-醇中水解縮合能制得透明耐磨的涂料。1992年美國(guó)專利US5115023公報(bào)有機(jī)烷氧基硅烷在有能成膜的有機(jī)高分子存在下酸水解，也能制備耐磨性很好的硅烷涂料。在《化學(xué)通報(bào)》2000年5期20-24頁(yè)，“陰離子型層柱材料LDHs研究進(jìn)展”一文中指出，在高分子材料中應(yīng)用HLDs能優(yōu)化抗老化性能，改善力學(xué)性能，提高阻隔性能，防塵性能等；用于建筑涂料避免生成霉菌。
本發(fā)明的目的在于克服礦棉吸音板的上述缺點(diǎn)，提供一種能提高吸音板表面機(jī)械強(qiáng)度，防水性和防污染性等性能價(jià)格比高的礦棉吸音板表面防護(hù)劑及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案主要是通過(guò)有機(jī)烷氧基硅烷，在聚乙烯吡咯烷酮水-醇溶液中加入水滑石類層柱材料LDHs進(jìn)行酸催化水解，制成無(wú)機(jī)水滑石-有機(jī)烷氧基硅烷雜化有機(jī)聚乙烯吡咯烷酮高分子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，以重量百分比計(jì)組成和含量為有機(jī)烷氧基硅烷 30-40％聚乙烯吡咯烷酮 1.0-2.0％水滑石類層柱材料0.4-1.0％水解催化劑 0.1-0.4％
甲醛 0.2-0.5％偶聯(lián)劑 0.4-1.0％有機(jī)溶劑 38-46％去離子水 18-22％。
所述的有機(jī)烷氧基硅烷是甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或它們的混合物等，其均為工業(yè)產(chǎn)品。
所述的聚乙烯吡咯烷酮的分子量為30萬(wàn)-100萬(wàn)的工業(yè)產(chǎn)品。
所述的水滑石類層柱材料是納米級(jí)顆粒陰離子型層柱材料LDHs，其是江蘇宜興助劑化工廠產(chǎn)品。
所述的水解催化劑是三氟乙酸、全氟辛酸或它們的混合物等。
所述的甲醛濃度是37％。
所述的偶聯(lián)劑是有機(jī)酸鋯鋁偶聯(lián)劑LY-M或LY-F；有機(jī)酸鋯鋁偶聯(lián)劑LY-M和LY-F是遼寧本溪市生化廠產(chǎn)品。
有機(jī)溶劑是乙醇和異丙醇等。
本發(fā)明的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑的制備方法，以重量百分比計(jì)將聚乙烯吡咯烷酮1.0-2.0％、水滑石類層柱材料0.4-1.0％、甲醛0.2-0.5％、有機(jī)溶劑和去離子水18-22％加入到反應(yīng)斧里，加熱到70-80℃，攪拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解；溫降至30-40℃，再加入有機(jī)烷氧基硅烷30-40％、偶聯(lián)劑0.4-1.0％和水解催化劑0.1-0.4％，維持溫度30-40℃，攪拌，再用有機(jī)溶劑稀釋，便制成礦棉吸聲板表面防護(hù)劑。
所述的有機(jī)溶劑的加入量為防護(hù)劑總量的38-46％。
本發(fā)明在改變傳統(tǒng)的有機(jī)烷氧基硅烷酸水解縮合反應(yīng)配方時(shí)著重采用納米級(jí)水滑石類層柱材料LDHs雜化技術(shù)，獲得用作礦棉吸音板表面的涂料，不但具有高效的表面防潮性，防污染性和耐濕擦等性能，還新發(fā)現(xiàn)具有很好的防色素污染性能。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
防護(hù)劑性能測(cè)試
上述各實(shí)施例和比較例制備的礦棉吸音板防護(hù)劑，分別涂覆在已涂覆有白色丙烯酸乳膠漆的礦棉板表面上，在150℃烘箱干燥5分鐘?？諝庵蟹胖?4小時(shí)后，進(jìn)行性能測(cè)定。
1.吸水率參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9966.3-88方法。礦棉板大小15×15厘米。表面和四周先涂覆丙烯酸乳膠漆，在150℃干燥5分鐘。冷卻后涂覆防護(hù)劑，同樣在150℃干燥5分鐘。放置2天后，周?chē)偷酌嫱可鲜灐５怪猛扛裁嬖谒?，浸?小時(shí)。取出用干毛巾擦干表面水份，立即用電子分析天平稱量和計(jì)算。
2.耐濕擦 在涂覆有防護(hù)劑的吸音板表面上，滴上一定量的自來(lái)水，用玻璃杯蓋上。放置2小時(shí)和10小時(shí)，倒干水份后，用手指在置水過(guò)地方來(lái)回盡力磨擦50次，約30秒。目視觀察手指皮層有否粘附白色(粉)和表面狀態(tài)變化。優(yōu)表示無(wú)變化，耐濕擦，差表示有痕跡白物附于手指皮層，即不耐濕擦。
3.防污染性用食用醬油，藍(lán)墨水，紅茶，咖啡豆粉和過(guò)濾嘴香煙草，各2克在18克熱水中煮沸3分鐘，冷卻過(guò)濾，分別得到紅茶水，咖啡水和煙草水。分別滴在涂覆表面層上。室溫空氣中放置干固(2-3小時(shí))。藍(lán)墨水污染時(shí)間分別為15分鐘和30分鐘。然后用水擦洗，目視觀察外觀。優(yōu)表示色跡全部洗掉，恢復(fù)原狀。良表示有痕跡。差表示有色跡。污染表示色跡擴(kuò)散，無(wú)法擦洗掉。
上述防護(hù)劑同時(shí)間測(cè)試比較結(jié)果列于表1。
結(jié)果說(shuō)明本發(fā)明的礦棉吸音板表面防護(hù)劑具有很好的防水性和防污染性，尤其含有納米級(jí)顆粒層柱材料的防護(hù)劑的防污染能力最為明顯，吸水率低于1％。因此，本發(fā)明防護(hù)劑處理過(guò)的礦棉吸音板，在高溫高濕環(huán)境下使用，同樣具有很好的吸音能力。
表1礦棉吸音板表面用防護(hù)劑處理后的性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于以重量百分比計(jì)的組成和含量為有機(jī)烷氧基硅烷 30-40％聚乙烯吡咯烷酮 1.0-2.0％水滑石類層柱材料 0.4-1.0％水解催化劑 0.1-0.4％甲醛 0.2-0.5％偶聯(lián)劑 0.4-1.0％有機(jī)溶劑 38-46％去離子水 18-22％。
2.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于所述的有機(jī)烷氧基硅烷是甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷或它們的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于所述的聚乙烯吡咯烷酮的分子量為30萬(wàn)-100萬(wàn)。
4.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于所述的水滑石類層柱材料是納米級(jí)顆粒陰離子型層柱材料LDHs。
5.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于所述的水解催化劑是三氟乙酸、全氟辛酸或它們的混合物。
6.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于所述的偶聯(lián)劑是有機(jī)酸鋯鋁偶聯(lián)劑LY-M或LY-F。
7.如權(quán)利要求1所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑，其特征在于有機(jī)溶劑是乙醇和異丙醇。
8.如權(quán)利要求1-7所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于以重量百分比計(jì)將聚乙烯吡咯烷酮1.0-2.0％、水滑石類層柱材料0.4-1.0％、甲醛0.2-0.5％、有機(jī)溶劑和去離子水18-22％加入到反應(yīng)斧里，加熱到70-80℃，攪拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解；溫降至30-40℃，再加入有機(jī)烷氧基硅烷30-40％、偶聯(lián)劑0.4-1.0％和水解催化劑0.1-0.4％，維持溫度30-40℃，攪拌，再用有機(jī)溶劑稀釋，便制成礦棉吸聲板表面防護(hù)劑。
9.如權(quán)利要求8所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑的加入量為防護(hù)劑總量的38-46％。
10.如權(quán)利要求9所述的礦棉吸聲板表面防護(hù)劑的制備方法，其特征在于所述的水滑石類層柱材料是納米級(jí)顆粒陰離子型層柱材料LDHs。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子涂料領(lǐng)域,特別涉及礦棉裝飾吸音板表面防護(hù)劑及其制備方法。將聚乙烯吡咯烷酮、水滑石類層柱材料、甲醛、有機(jī)溶劑和去離子水加入到反應(yīng)釜里,加熱到70－80℃,攪拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解;溫降至30－40℃,再加入有機(jī)烷氧基硅烷、偶聯(lián)劑和水解催化劑,維持溫度30－40℃,攪拌,再用有機(jī)溶劑稀釋,便制成礦棉吸聲板表面防護(hù)劑。本發(fā)明礦棉裝飾吸音板防護(hù)劑,具有高效的表面防潮性,防污染性和耐濕擦等性能。
文檔編號(hào)C09D139/06GK1386810SQ0111819
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2001年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月21日
發(fā)明者楊亞君, 曾繁杰, 劉必前, 江雷 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所