[发明专利]一种负载碳纳米管的膨胀珍珠岩及其制备方法与制备吸声涂料中的应用

说明书

本发明公开了一种负载碳纳米管的膨胀珍珠岩及其制备方法与制备吸声涂料中的应用。本发明以膨胀珍珠岩为载体，采用化学气相沉积法在膨胀珍珠岩表面生成碳纳米管，能够有效调变膨胀珍珠岩的孔结构；在保留膨胀珍珠岩孔道结构的前提下，减少其的内部孔道的孔径，且使所获得的负载碳纳米管的膨胀珍珠岩具有高度复杂的孔道结构，提高膨胀珍珠岩的孔隙率，空气流阻及结构因子，再拿负载碳纳米管的膨胀珍珠岩制备吸声涂料，进而提高材料的吸声性能。该吸声涂料环保无毒，且具有良好的贮存稳定性，可罐装储存，减少施工现场配料的时间及人工成本。此外，本发明的吸声涂层可直接涂覆于建筑外墙，且可采用高压喷枪喷涂的方式进行，操作简便，成本低廉。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种负载碳纳米管的膨胀珍珠岩及其制备方法与制备吸声涂料中的应用。

背景技术

随着国民经济的不断发展，噪声污染日益严重，已经成为继大气污染，白色污染，水污染之后的第四大污染。城市噪声主要来自于四个方面：其一是由于飞机，轮船，火车和机动车辆等交通工具在行驶过程中产生的交通噪声；其二是由于工厂的工业劳作产生的噪声，噪声主要来自于机器设备的高速运转；其三是由于城市建筑工地的施工噪声，包括动力机械的打洞，挖掘，搅拌，运输等作业产生的大量噪声；其四是人类在娱乐场所，体育赛事，游行集会等各种社会活动中产生的生活噪声，包括家庭环境中洗衣机，电视，吹风机等家电产生的嘈杂声。据统计噪声有70％是来源于交通噪声，由于此类噪声的声源是流动的，所以干扰范围较大，增加了噪声防控工作的难度。当前我国对交通噪声采用的主要防控手段是在铁路或公路旁筑造水泥基或玻璃材质的声屏障，但大多的水泥基吸声屏障降噪效果不理想，如胡成燕《水泥基膨胀珍珠岩吸声材料性能研究》等人以普通硅酸盐水泥为粘结剂，膨胀珍珠岩为主要骨料制备的吸声材料在高频的吸声效果一般，这主要是因为水泥基固化后形成密实的材料，同时水泥填满了部分膨胀珍珠岩的孔道，使得其孔隙结构受到影响，高频的吸声性能有所下降。而玻璃材质的声屏障由于造价相对较高，难以大面积应用，且容易造成光污染。目前国内鲜有可广泛应用的应对方法。马昭星(申请号：201711168692.0)等人以聚氨酯，苯丙乳液和膨胀珍珠岩为原材料制备的吸声涂料由于膨胀珍珠岩的掺量过低，且未经过负载碳纳米管处理，吸声性能有限。因此，研发一种具有良好吸声效果且环保经济的吸声材料具有一定的意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种负载碳纳米管的膨胀珍珠岩及其制备方法与制备吸声涂料中的应用。

本发明的目的是针对国内交通噪声污染严重，现有能广泛应用，造价成本低，环境友好且吸声效果优良的吸声材料短缺的现状，提出的一种负载碳纳米管的膨胀珍珠岩吸声涂料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的负载碳纳米管的膨胀珍珠岩吸声涂料。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的负载碳纳米管的膨胀珍珠岩的制备方法，包括如下步骤：

(1)膨胀珍珠岩的预处理：将金属催化剂加入无水乙醇中，混合均匀，再加入膨胀珍珠岩，恒温加热至溶剂蒸干，让金属离子在膨胀珍珠岩上均匀分布，得到预处理后的膨胀珍珠岩颗粒；

(2)负载碳纳米管的膨胀珍珠岩的制备：将步骤(1)所述预处理后的膨胀珍珠岩颗粒置于反应容器中，在保护气氛下升温至碳纳米管的生长温度，通入碳源进行反应，于膨胀珍珠岩表面上均匀生长出碳纳米管，自然冷却至室温，得到所述负载碳纳米管的膨胀珍珠岩。

进一步地，步骤(1)所述金属催化剂为二茂铁、九水合硝酸铁、六水合硝酸钴中的一种；所述金属催化剂与无水乙醇的质量比为0.05-0.40：10-30；所述金属催化剂与膨胀珍珠岩的的质量比为0.05-0.40：0.5-0.75。

优选地，所述膨胀珍珠岩为开孔型的膨胀珍珠岩，粒径为30-100目。