本发明涉及墙体材料技术领域，具体涉及一种隔音隔热轻质墙体材料。
背景技术：
建筑能耗在世界各国的总能耗中所占的比例都是相当大的，而对于我国来说，巨大的建筑能耗已经逐渐影响到我国经济的可持续发展。建筑节能是一项综合性的系统工程，其节能主要取决于外墙、门窗及屋面保温的效果，而这其中外墙所承担的保温节能效果占整体的50％-60％。所以，如何进一步提高建筑物外墙的保温、隔热、隔音等性能，是决定建筑整体节能效果的关键。
多孔材料现今越来越多地应用于各个行业和领域，其显著特点是具有较高的气孔率和较低的基体导热系数，具有很好的隔热保温效果。利用多孔材料的这种特点可以将其用于各种防止热辐射的场合，可以用于保温节能，形成真空层，隔音效果好。从环保和节能两方面来讲，多孔材料作为建筑隔热隔音保温材料是比较理想的。。
技术实现要素：
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种隔音隔热轻质墙体材料及其制备方法，其目的在于，提供一种隔音隔热轻质墙体材料，通过将工业废弃金属粉末与发泡聚苯乙烯混合，通过粘合剂黏合，使得制备的墙体材料具有良好的空气隔音性能，可以消除机器运转时产生的能量，极大地改变建筑体系中的低频率声音的共振传播，还能有效地防止并最大程度的隔绝掉物体撞击、机械设备振动、卫生设备及管道等产生的固体声噪声，同时采用工业废弃金属粉末，成本低廉。
本发明提供一种隔音隔热轻质墙体材料，由以下原料制备而成：工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩、硅藻土、相变储能微胶囊、粘合剂、减水剂、增强剂和水。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末70-90份、发泡聚苯乙烯30-70份、脱硫石膏100-120份、粉煤灰20-30份、玄武岩15-20份、珍珠岩5-10份、硅藻土5-15份、相变储能微胶囊5-20份、粘合剂2-7份、减水剂1-5份、增强剂2-4份和水20-40份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末75-85份、发泡聚苯乙烯40-60份、脱硫石膏105-115份、粉煤灰22-27份、玄武岩16-18份、珍珠岩6-9份、硅藻土7-12份、相变储能微胶囊10-15份、粘合剂4-6份、减水剂2-4份、增强剂2-3份和水25-35份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末80份、发泡聚苯乙烯50份、脱硫石膏110份、粉煤灰25份、玄武岩17份、珍珠岩8份、硅藻土10份、相变储能微胶囊12份、粘合剂5份、减水剂3份、增强剂2.5份和水30份。
作为本发明进一步的改进，所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的乳化剂的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到30-40℃，将na2cro4和na2moo4升温到30-40℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节乳化剂溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
作为本发明进一步的改进，所述乳化剂选自辛苯昔醇、十二烷基苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、二戊基丁二酸磺酸钠和二己基丁二酸磺酸钠中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述减水剂选自改性三聚氰胺减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、密胺系减水剂、粉末聚羧酸酯、干酪素和聚羧酸系减水剂中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述粘合剂选自淀粉、蛋白质、糊精、松香、水玻璃、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，所述增强剂选自dh-1、dh-2、dh-3、dh-4、fa-5、fc-5和dpt-5中的一种或几种。
本发明进一步保护一种上述隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的粘合剂分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的粘合剂倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的减水剂、增强剂和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1-3d后拆模，放入养护室养护5-7d即得隔音隔热轻质墙体材料。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明将工业废弃金属粉末与发泡聚苯乙烯混合，通过粘合剂黏合，使得制备的墙体材料具有良好的空气隔音性能，它可以消除机器运转时产生的能量，极大地改变建筑体系中的低频率声音的共振传播，还能有效地防止并最大程度的隔绝掉物体撞击、机械设备振动、卫生设备及管道等产生的固体声噪声，同时采用工业废弃金属粉末，成本低廉；
2.本发明添加了多孔材料硅藻土，其独特的多孔结构能够有效吸音、消音，可吸收对人体有害的高频音波，具有衰减低频噪音功能，同时，保温隔热，对墙体材料的隔音隔热起到协同增效的作用；
3.本发明制备了一种以聚苯乙烯作为载体，na2cro4和na2moo4为相变材料，这类相变储能微胶囊为固-固相变，将这种复合相变材料颗粒粘结在eps泡沫板上，制成的轻质相变储热墙体材料，既保持了传统eps泡沫板质量轻、隔热性能好的优点，又具有较大的蓄热能力，可以有效利用自然环境温度的变化进行储放热，从而保持室内温度；
4.本发明原料来源广、制备方法简单方便、硅藻土和相变储能微胶囊的添加有效降低材料的密度及导热系数，具有很好的保温性；金属粉末与发泡聚苯乙烯混合可有效起到隔音降噪的作用，因此，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1
原料组成(重量份)：工业废弃金属粉末70份、发泡聚苯乙烯30份、脱硫石膏100份、粉煤灰20份、玄武岩15份、珍珠岩5份、硅藻土5份、相变储能微胶囊5份、聚乙烯醇2份、改性三聚氰胺减水剂1份、dh-42份和水20份。
所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的辛苯昔醇的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到30℃，将na2cro4和na2moo4升温到30℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节辛苯昔醇溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的聚乙烯醇分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的聚乙烯醇倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的改性三聚氰胺减水剂、dh-4和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1d后拆模，放入养护室养护5d即得隔音隔热轻质墙体材料。
实施例2
原料组成(重量份)：工业废弃金属粉末90份、发泡聚苯乙烯70份、脱硫石膏120份、粉煤灰30份、玄武岩20份、珍珠岩10份、硅藻土15份、相变储能微胶囊20份、聚氨酯7份、氨基磺酸盐减水剂5份、fc-54份和水40份。
所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的二己基丁二酸磺酸钠的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到40℃，将na2cro4和na2moo4升温到40℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节二己基丁二酸磺酸钠溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的聚氨酯分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的聚氨酯倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的氨基磺酸盐减水剂、fc-5和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置3d后拆模，放入养护室养护7d即得隔音隔热轻质墙体材料。
实施例3
原料组成(重量份)：工业废弃金属粉末75份、发泡聚苯乙烯40份、脱硫石膏105份、粉煤灰22份、玄武岩16份、珍珠岩6份、硅藻土7份、相变储能微胶囊10份、糊精4份、聚羧酸系减水剂2份、dpt-52份和水25份。
所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的二戊基丁二酸磺酸钠的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到32℃，将na2cro4和na2moo4升温到32℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节二戊基丁二酸磺酸钠溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的糊精分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的糊精倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的聚羧酸系减水剂、dpt-5和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得隔音隔热轻质墙体材料。
实施例4
原料组成(重量份)：工业废弃金属粉末85份、发泡聚苯乙烯60份、脱硫石膏115份、粉煤灰27份、玄武岩18份、珍珠岩9份、硅藻土12份、相变储能微胶囊15份、水玻璃6份、干酪素4份、dh-13份和水35份。
所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的二丁基萘磺酸钠的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到37℃，将na2cro4和na2moo4升温到37℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节二丁基萘磺酸钠溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的水玻璃分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的水玻璃倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的干酪素、dh-1和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得隔音隔热轻质墙体材料。
实施例5
原料组成(重量份)：工业废弃金属粉末80份、发泡聚苯乙烯50份、脱硫石膏110份、粉煤灰25份、玄武岩17份、珍珠岩8份、硅藻土10份、相变储能微胶囊12份、松香5份、粉末聚羧酸酯3份、dh-22.5份和水30份。
所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的十二烷基苯磺酸钠的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到35℃，将na2cro4和na2moo4升温到35℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节十二烷基苯磺酸钠溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的松香分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的松香倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的粉末聚羧酸酯、dh-2和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置2d后拆模，放入养护室养护6d即得隔音隔热轻质墙体材料。
对比例1
按照中国发明申请(公布号cn104140221a)“一种多孔隔热墙体材料及其制备方法”的方法制备
按以下原料重量份数配比制成：sio215份、a12o315份、fe2o325份、k2o12份、mgo12份、cao10份、粘结剂2份、助溶剂1份、发泡剂2份、caco325份、聚乙烯5份。
制备方法：先将sio2、a12o3、fe2o3、k2o、mgo、cao、caco3加入混料机中干混，混料机转速为6r/min，所造粒径为5mm，再向混料机中加入粘结剂、助溶剂、发泡剂份、聚乙烯，并将混料机转速提高至12r/min，充分混合；混料完成后将料球均匀平铺于无尘且喷涂脱模剂的sic模盒、将模盒置于炉膛中气浴加热。将炉膛温度迅速升高至350℃，温度维持25分钟；再将炉膛温度迅速升至1000℃，温度维持15分钟；采用循环冷却装置，将炉膛迅速降温至30℃，即可获得多孔隔热墙体材料。
测试例1性能测试
将本发明实施例1-5和对比例1制备的墙体材料进行性能测试，结果见表1。
表1性能测试结果表
由上表可知，本发明实施例制备的隔音隔热轻质墙体材料与对比例1相比，具有更好的综合性能：干表观密度更低(95-99kg/m3)，说明墙体材料的质地更轻，抗压强度大(1.70-1.72mpa)，说明墙体材料的力学性能更优异，具有更好的抗压性能；导热系数低(0.010-0.012w/m﹒k)，说明墙体材料具有更好的隔热、保温性能。
与现有技术相比，本发明制备的隔音隔热轻质墙体材料将工业废弃金属粉末与发泡聚苯乙烯混合，通过粘合剂黏合，使得制备的墙体材料具有良好的空气隔音性能，它可以消除机器运转时产生的能量，极大地改变建筑体系中的低频率声音的共振传播，还能有效地防止并最大程度的隔绝掉物体撞击、机械设备振动、卫生设备及管道等产生的固体声噪声，同时采用工业废弃金属粉末，成本低廉；本发明添加了多孔材料硅藻土，其独特的多孔结构能够有效吸音、消音，可吸收对人体有害的高频音波，具有衰减低频噪音功能，同时，保温隔热，对墙体材料的隔音隔热起到协同增效的作用；本发明制备了一种以聚苯乙烯作为载体，na2cro4和na2moo4为相变材料，这类相变储能微胶囊为固-固相变，将这种复合相变材料颗粒粘结在eps泡沫板上，制成的轻质相变储热墙体材料，既保持了传统eps泡沫板质量轻、隔热性能好的优点，又具有较大的蓄热能力，可以有效利用自然环境温度的变化进行储放热，从而保持室内温度；本发明原料来源广、制备方法简单方便、硅藻土和相变储能微胶囊的添加有效降低材料的密度及导热系数，具有很好的保温性；金属粉末与发泡聚苯乙烯混合可有效起到隔音降噪的作用，因此，具有广阔的应用前景。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
1.一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料制备而成：工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩、硅藻土、相变储能微胶囊、粘合剂、减水剂、增强剂和水。
2.根据权利要求1所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末70-90份、发泡聚苯乙烯30-70份、脱硫石膏100-120份、粉煤灰20-30份、玄武岩15-20份、珍珠岩5-10份、硅藻土5-15份、相变储能微胶囊5-20份、粘合剂2-7份、减水剂1-5份、增强剂2-4份和水20-40份。
3.根据权利要求2所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末75-85份、发泡聚苯乙烯40-60份、脱硫石膏105-115份、粉煤灰22-27份、玄武岩16-18份、珍珠岩6-9份、硅藻土7-12份、相变储能微胶囊10-15份、粘合剂4-6份、减水剂2-4份、增强剂2-3份和水25-35份。
4.根据权利要求3所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：工业废弃金属粉末80份、发泡聚苯乙烯50份、脱硫石膏110份、粉煤灰25份、玄武岩17份、珍珠岩8份、硅藻土10份、相变储能微胶囊12份、粘合剂5份、减水剂3份、增强剂2.5份和水30份。
5.根据权利要求1所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，所述相变储能微胶囊由以下方法制备而成：将质量分数为10％的乳化剂的水溶液加入到去离子水中，调节ph值到4.5并升温到30-40℃，将na2cro4和na2moo4升温到30-40℃后与引发剂aibn混合，搅拌使aibn分散均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液a，将乳液a转移至反应器中，通入氮气，并升温至70℃；调节乳化剂溶液的ph值到4.5，将苯乙烯与二乙烯基苯混合均匀，将油相和水相混合用高速剪切机在12000r/min的速度下乳化2min，得到乳液b,将乳液b逐渐滴加至乳液a中，滴加完毕，70℃保温8h即可得到相变储能微胶囊。
6.根据权利要求5所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，所述乳化剂选自辛苯昔醇、十二烷基苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、二戊基丁二酸磺酸钠和二己基丁二酸磺酸钠中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，所述减水剂选自改性三聚氰胺减水剂、氨基磺酸盐减水剂、脂肪族减水剂、密胺系减水剂、粉末聚羧酸酯、干酪素和聚羧酸系减水剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，所述粘合剂选自淀粉、蛋白质、糊精、松香、水玻璃、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、聚氨酯、聚苯乙烯和聚丙烯酸酯中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述一种隔音隔热轻质墙体材料，其特征在于，所述增强剂选自dh-1、dh-2、dh-3、dh-4、fa-5、fc-5和dpt-5中的一种或几种。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述一种隔音隔热轻质墙体材料的制备方法，其特征在于，按照以下方法制备而成：将称量好的工业废弃金属粉末、发泡聚苯乙烯、脱硫石膏、粉煤灰、玄武岩、珍珠岩和硅藻土混合，干拌均匀成混合物，将称量好的粘合剂分出50％倒入混合物中搅拌均匀，将剩余的粘合剂倒入1/2的水中溶解，将溶解后的溶液倒入干拌混合物中充分搅拌，得到浆液；再将称量好的减水剂、增强剂和相变储能微胶囊加入剩下的水中，快速搅拌10s后，迅速加入上述浆液中，将拌和物入模中振捣，振捣操作完成后得到型模，在型模表面覆盖薄膜，静置1-3d后拆模，放入养护室养护5-7d即得隔音隔热轻质墙体材料。
技术总结