满水发泡聚氨酯喷雾组合物及其聚氨酯喷雾泡沫结构,和构建楼面碰撞声隔声层的方法

摘要

一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其满足公寓楼的湿态结构条件并且实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能，聚氨酯喷雾组合物包括：第一组合物，其是通过使60－85重量％的异氰酸酯与15－40重量％的多元醇A反应所形成，其中第一组合物是被形成具有15－25％的NCO含量和200－1000厘泊/23℃的粘度的液态软质聚氨酯异氰酸酯；和第二组合物，其是通过使75－85重量％的多元醇B、3.5－4.5重量％的多元醇C、0.1－1.5重量％的水、5.5－7.5重量％的交联剂、2.5－4.5重量％的扩链剂、1.5－3.0重量％的催化剂A、0.5－1.5重量％的催化剂B和0.05－0.3重量％的颜料反应所形成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其满足公寓楼的湿态结构条件并且实现降低建筑物楼面碰撞声(floor impact sound)的碰撞吸收性能；一种使用所述组合物的聚氨酯泡沫结构；和一种构建楼面碰撞声隔声层的方法；并且更具体来说，本发明涉及一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其实现作为公寓楼楼面碰撞声隔声材料的优良特性，与常规喷雾组合物相比，所述聚氨酯喷雾组合物的蒸发时间和硬化时间降低50％或50％以上，因此使得喷雾泡沫构建时间明显减少，并且对于所述聚氨酯喷雾组合物来说，所述喷雾泡沫的堆叠结构能够通过重复喷雾同一种粗液而容易地形成；并且还涉及一种使用所述组合物的聚氨酯喷雾泡沫结构；和一种构建楼面碰撞声隔声层的方法。

背景技术

在公寓楼或多层建筑中，空气传播的声音(air-propagated sound)大部分都被混凝土板结构所阻断，但是当人们在楼面上走动或者一些物品掉到楼面上时，上层楼面受到撞击或振动的影响而产生固体传播的声音而非空气传播的声音，这种由固体传播的声音几乎不能减弱并且会辐射穿过楼板或天花板或墙体直到下层或相邻的公寓。所述“楼面碰撞声”可以分成：轻量级碰撞声(lightweight impact sound)，其是由碗碟和物品掉落或椅子移动声等所引起而产生高频声波；和重量级碰撞声(heavyweight impact sound)，其是由成人走动或儿童奔跑所引起而产生低频声波。举例来说，在欧洲和美国，重量级碰撞声较为常见，但在亚洲国家，如韩国，重量级碰撞声和轻量级碰撞声都会发生，且因此需要夹层楼面碰撞声隔声材料来防止楼面碰撞声的辐射。

首先，与噪音相关的术语可以分类如下：举例来说，“噪音”是指空气传播的声音，它主要是从噪音源辐射到空气中；“吸音(sound absorption)”是指从噪音源吸收空气传播的声音或振动声波，从而不会在反向于噪音源的一般方向上产生混响波(reverberation wave)；“隔音(sound proofing)”是指防止噪音泄露到建筑物外；并且“声音阻断(sound blocking)”是指在传播途径中间阻断声音的振动。此外，所使用的术语“建筑物楼面碰撞声”和“建筑物夹层碰撞声”具有几乎相同的意义。

因此，本说明书中所使用的用于降低“建筑物楼面碰撞声”的喷雾组合物定义为表示用于喷雾方法中以降低由上文所述的轻量级碰撞声和重量级碰撞声所引起的通过楼面转移到外面的振动声的液态聚氨酯组合物。

一般来说，通过使用预定薄片或垫片型声音阻断材料来构建充当公寓楼或建筑物楼面碰撞声隔声材料的声音阻断材料。

图1是建筑物的夹层截面图，其中安装有用于降低楼面碰撞声的常规声音阻断材料250。参看图1，薄片或垫片型声音阻断材料250是堆叠于连接到建筑物墙体200的平板层210上并且还与墙体200连接，并且轻量级鼓泡混凝土层(bubble concrete layer)220是形成于声音阻断材料250上，且随后将加热用普通管布置于所述轻量级鼓泡混凝土层220上。接着，将数十毫米的砂浆层(mortar layer)230沉积于所述轻量级鼓泡混凝土层220上，最后，将楼面装饰材料(floor decoration material)240形成于砂浆层230上作为饰面材料。

图1中所示的常规声音阻断材料250是使用膨胀型聚苯乙烯(Expandedpolystyrene，EPS)板、乙烯-乙酸乙烯共聚物(ethylene-vinlacetate copolymer，EVA)板或另一类交联成型垫片制造。将声音阻断材料250切割以使其与房间的形状相适应，并且使用胶带连接完成。

然而，使用所述薄片型或垫片型声音阻断材料进行的构建方法需要额外的填充材料以修整所切割的声音阻断材料之间的间隙，并且很难完全修整间隙和接缝。除此之外，也很难使平板层210与声音阻断材料250毫无间隙的密接在一起，且因此其声音阻断作用并不理想。另外，如果楼面不平坦，那么将楼面弄平的工作就变得相当困难和复杂，并且需要将声音阻断材料预先堆叠在构建场所，因此给生产力、便利性以及维护和修复工作带来不便。

为解决这些问题，如图2所示，已研发出一种在楼板层上构建液态聚氨酯材料的方法。这种构建方法包含：以预定方式单独制造三类聚氨酯组合物，随后通过使用泥铲、毛刷、滚筒等将聚氨酯预聚物涂覆于楼板层310上来形成底涂层351，且接着通过在室温下使聚氨酯发泡来形成吸音层352，且然后通过将高强度聚氨酯涂覆(例如，使用泥铲等)于所述吸音层352上来形成声音阻断层353，从而最后提供中间声音阻断材料层350。随后，如图1所示，将常见的轻量级鼓泡混凝土层320和加热用管(未图示)构建于中间声音阻断材料层350上，并且接着将砂浆层330和楼面装饰材料340依次堆叠于轻量级鼓泡混凝土层320上。

在图2中，使用聚氨酯预聚物(部分聚合物)形成底涂层351。聚氨酯预聚物是一种以常规方式制备的普通聚氨酯预聚物，或一种通过使改性二苯基甲烷二异氰酸酯(diphenylmethane diisocyanate，MDI)粗品和聚丙二醇(polypropylene glycol，PPG)-400(官能度＝2，分子量＝400)反应制造的用作涂料的异氰酸酯预聚物，并且所述聚氨酯预聚物具有6.5-7的NCO(％)并且使用(例如)滚筒将其涂覆于楼板层310上。

吸音层352是由多孔聚氨酯泡沫形成。所述多孔聚氨酯泡沫是由以下步骤制造。首先，使用甲苯二异氰酸酯(toluene diisocyanate，TDI)-80、PPG-300和1，3-丁二醇(1，3-butandiole)制造NCO(％)为5-7的异氰酸酯预聚物，且随后将预定量的MDI掺合到所述预聚物中以将NCO(％)调整为10-30，以制造硬化剂。同时，将所述硬化剂分离，为制备主要材料，将填充剂、阻燃材料、抗菌剂、硅表面活性剂、水和发泡剂加到PPG-400中。室温下，喷雾在上述过程中所制备的硬化剂和主要材料，或使用耙式倾倒方法(pouring rake process)(一种通过用毛刷形式的耙子倾倒进行涂覆的方法)不断使所述硬化剂和所述主要材料发泡，从而完成由聚氨酯泡沫所形成的吸音层352。

此外，使用高硬度聚氨酯涂覆剂形成声音阻断层353。高硬度聚氨酯涂覆剂制备如下。首先，使用TDI-80、PPG-400、PPG-280和PPG-3000制备固体含量为100％且NCO(％)为6-9的异氰酸酯预聚物(一种硬化剂)。除所述预聚物外，还通过混合官能度为2-3且分子量为1000-4000的聚醚多元醇并且将若干种添加剂加到所述混合物中来制备主要材料。此后，将上述过程中所制备的硬化剂和主要材料混合，在室温下使用泥铲或耙子进行涂覆，且随后硬化，完成声音阻断层353。

然后，图2中所示的聚氨酯夹层声音阻断材料的构建方法的缺点在于，用于底涂层351、吸音层352和声音阻断层353的三类聚氨酯基组合物需要在工厂中分开制造，这使得粗液的制造过程变得困难并且使生产力降低。而且，由于所需的标准声音阻断作用和持久性只有在堆叠具有不同特性的聚氨酯基层以形成整体结构时才能够实现，故需要花费较长的时间来涂覆或喷雾所述层且随后还需等待直到所述层硬化。此外，常规聚氨酯组合物使用了出于环境保护而受到管制的氢氯氟碳(hydrochlorofluorcarbon，HCFC)型发泡剂，并且因此可能导致环境污染和病态住宅综合症(sick housesyndrome)。

同时，由于人们需要在公寓楼中具有更为便利且更为清洁的生活，故有关公寓楼夹层声音阻断的标准也变得越来越严格，且因此需要具有优良的声音阻断作用并且显著降低发泡和硬化时间从而降低构建时间的聚氨酯组合物。

发明内容

本发明提供一种隔声材料，它能够在不改变楼面结构(湿态结构条件)的情况下降低公寓楼中由上层和下层公寓所产生的夹层噪音，即轻量级碰撞声和重量级碰撞声；和作为所述隔声材料的组合物的聚氨酯喷雾组合物。

本发明还提供一种使用所述聚氨酯喷雾组合物构建楼面碰撞声隔声层的方法，和由所述构建方法所形成的聚氨酯喷雾泡沫结构。

根据本发明一个方面，提供一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其满足公寓楼的湿态结构条件并且实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能，所述聚氨酯喷雾组合物包括：第一组合物，其是通过使60-85重量％的异氰酸酯和15-40重量％的多元醇A反应所形成，其中第一组合物是被形成具有15-25％的NCO含量和200-1000厘泊/23℃的粘度的液态软质聚氨酯异氰酸酯；和第二组合物，其是通过使75-85重量％的多元醇B、3.5-4.5重量％的多元醇C、0.1-1.5重量％的水、5.5-7.5重量％的交联剂、2.5-4.5重量％的扩链剂、1.5-3.0重量％的催化剂A、0.5-1.5重量％的催化剂B和0.05-0.3重量％的颜料反应所形成，其中第二组合物是被形成具有200-1000厘泊/23℃的粘度的液态树脂预混合物，其中多元醇A是粘度为1000-1300厘泊/25℃，羟值(OH value)为25-31毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为5900-6100的聚醚多元醇，并且多元醇B是粘度为480-550厘泊/25℃，羟值为52-56毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为2900-3100的聚醚多元醇，并且多元醇C是粘度为600-830厘泊/25℃，羟值为47-55毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为3300-3400的聚醚多元醇，并且催化剂A为树脂催化剂，且催化剂B为饱和催化剂，并且第一组合物和第二组合物是以100∶50到100∶200的重量比混合，并且蒸发并硬化形成成型密度为180-230千克/立方米的软质聚氨酯。

根据本发明另一个方面，提供一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其满足公寓楼的湿态结构条件并且实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能，所述聚氨酯喷雾组合物包括：第一组合物，其是通过使60-85重量％的异氰酸酯和15-40重量％的多元醇A反应所形成，其中第一组合物是被形成具有15-25％的NCO含量和200-1000厘泊/23℃的粘度的液态软质聚氨酯异氰酸酯；和第二组合物，其是通过使75-90重量％的多元醇B、3.5-4.5重量％的多元醇C、3.0-4.5重量％的水、1.5-3.0重量％的催化剂A、0.5-1.5重量％的催化剂B和0.05-0.3重量％的颜料反应所形成，其中第二组合物是被形成具有200-1000厘泊/23℃的粘度的液态树脂预混合物，其中多元醇A是粘度为1000-1300厘泊/25℃，羟值为25-31毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为5900-6100的聚醚多元醇并且多元醇B是粘度为480-550厘泊/25℃，羟值为52-56毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为2900-3100的聚醚多元醇，并且多元醇C是粘度为600-830厘泊/25℃，羟值为47-55毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为3300-3400的聚醚多元醇，并且催化剂A为树脂催化剂，且催化剂B为饱和催化剂，并且第一组合物和第二组合物是以100∶50到100∶200的重量比混合，并且蒸发并硬化形成成型密度为120-170千克/立方米的软质聚氨酯。

根据本发明另一个方面，提供一种满水发泡聚氨酯喷雾组合物，其满足公寓楼的湿态结构条件并且实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能，所述聚氨酯喷雾组合物包括：第一组合物，其是通过使80-92重量％的异氰酸酯和8-20重量％的多元醇A反应所形成，其中第一组合物是被形成具有15-25％的NCO含量和200-1000厘泊/23℃的粘度的液态软质聚氨酯异氰酸酯；和第二组合物，其是通过使75-85重量％的多元醇B、3.5-4.5重量％的多元醇C、3.0-4.5重量％的水、5.0-7.0重量％的交联剂、0.1-1.0重量％的表面活性剂、1.5-3.0重量％的催化剂A、0.5-1.5重量％的催化剂B和0.05-0.3重量％的颜料反应所形成，其中第二组合物是被形成具有200-1000厘泊/23℃的粘度的液态树脂预混合物，其中多元醇A是粘度为1000-1300厘泊/25℃，羟值为25-31毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为5900-6100的聚醚多元醇，并且多元醇B是粘度为480-550厘泊/25℃，羟值为52-56毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为2900-3100的聚醚多元醇，并且多元醇C是粘度为600-830厘泊/25℃，羟值为47-55毫克氢氧化钾/克，官能度为3并且分子量为3300-3400的聚醚多元醇，并且催化剂A为树脂催化剂，且催化剂B为饱和催化剂，并且第一组合物和第二组合物是以100∶50到100∶200的重量比混合，并且蒸发并硬化形成成型密度为85-115千克/立方米的软质聚氨酯。

附图说明

本发明的上述和其它特征将通过参考随附图式对本发明示范性实施例进行的详细描述而变得更为明显，在所述图式中：

图1是建筑物的夹层截面图，其中形成用于降低楼面碰撞声的常规声音阻断材料250。

图2是建筑物的夹层截面图，其中形成用于降低楼面碰撞声的常规聚氨酯中间声音阻断材料层350。

图3是建筑物的夹层截面图，其中根据本发明一个实施例，构建满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构3，从而能够实现降低建筑物楼面碰撞声的高碰撞吸收性能。

图4是描述聚氨酯形成过程的示意图。

图5绘示根据本发明一个实施例用于降低建筑物楼面碰撞声的满水发泡聚氨酯喷雾组合物的含量比。

图6绘示根据本发明一个实施例在实现降低建筑物楼面碰撞声的隔声性能的满水发泡聚氨酯喷雾组合物的最佳含量比和各种含量比情况下的特性。

图7描述图5和图6的含量比表中所包含的多元醇A、多元醇B、多元醇C、催化剂A和催化剂B的特性和含量。

图8描述根据本发明一个实施例实现降低建筑物楼面碰撞声的隔声性能的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构。

图9A和9B绘示根据韩国建筑与交通部(Ministry of Construction andTransportation of the Republic of Korea)的规定的公寓楼轻量级和重量级楼面碰撞声的阻断性能的分级标准。

图10绘示公寓楼楼面碰撞声的许可范围。

图11绘示用于降低公寓楼标准楼面结构中的夹层碰撞声的软质聚氨酯夹层碰撞声隔声材料的许可范围。

图12描述使用根据本发明的聚氨酯喷雾组合物的楼面碰撞声隔声层的构建方法，和构建后降低楼面碰撞声的作用。

图13是根据本发明一个实施例成型的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构的立体图。

具体实施方式

现将参考随附图式更为完整地描述本发明，在所述图式中已对本发明的示范性实施例加以绘示。

图3是建筑物的夹层截面图，其中构建根据本发明一个实施例的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构3，从而能够实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能。

参看图3，楼面碰撞声隔声层3是使用本发明的喷雾组合物形成于连接到墙体1的混凝土板层2上。根据韩国“公寓楼楼面碰撞声阻断结构的报批和管理标准(the standard for approval and control of a blocking structure offloor impact sound of apartment block”)”(韩国建筑和交通部公告第2004-71号)中所规定的楼面结构标准，公寓楼的混凝土板层2应为至少210毫米，并且混凝土板层2上的楼面碰撞声隔声层3应为至少20毫米。轻量级鼓泡混凝土层4和加热管(未图示)是安装于楼面碰撞声隔声层3上，并且其上形成有饰面砂浆层5。根据楼面结构标准，轻量级鼓泡混凝土层4应为至少40毫米，并且饰面砂浆层5应为至少40毫米。

图4描述聚氨酯的形成过程。根据本发明的聚氨酯喷雾组合物的形成过程将参考图4进行描述。

当氧化丙烯(C₃H₆)时，其将变成氧化丙烯(propylene oxide)。当将甘油、丙二醇(propylene glycol，PG)、芳香族胺、多元醇等加到氧化丙烯中时，所述氧化丙烯变成聚醚多元醇。接下来，当将异氰酸酯加到所述聚醚多元醇中时，发生氨基甲酸酯反应且由此形成聚氨酯。多元醇是一种在分子末端具有至少两个羟基(-OH)的有机化合物，并且异氰酸酯是一种在分子中具有异氰酸酯基(-NCO)的有机化合物。这两种材料是制备聚氨酯泡沫的主要组分；并且MDI、TDI等主要用作异氰酸酯。

具有至少两个异氰酸酯基(-NCO)的异氰酸酯型和具有至少两个羟基(-OH)的醇称为多官能团物，并且这些官能团因加成聚合反应产生反应热，从而产生具有[-NHCOO-]n结构的化合物。所述[-NHCOO-]n结构称为氨基甲酸酯键，并且键结1000个或1000个以上分子的氨基甲酸酯键称为聚氨酯。

聚氨酯可以分为超软质、软质、半刚性和刚性泡沫，并且作为非泡沫型的聚氨酯可以分为涂覆剂、粘合剂、密封剂(防水材料)、弹性体(合成橡胶)等。

刚性聚氨酯泡沫具有闭孔式(closed-cell)结构。因此，刚性聚氨酯泡沫的外观坚硬，并且如果因外力而变形，那么刚性聚氨酯泡沫将难以恢复成其原始形态。故刚性聚氨酯泡沫主要用作隔热材料和填充材料。

软质聚氨酯泡沫之所以是软的，是因为其具有开孔式(open-cell)结构，并且如果因外力而变形，那么其易于恢复到其原始状态。因此通常将聚氨酯泡沫用作缓冲材料和吸音材料。

同时，半刚性聚氨酯泡沫具有介于刚性聚氨酯泡沫与软质聚氨酯泡沫之间的大约平均刚度，并且能够在成型条件下发泡，且具有优良的碰撞吸收特征和触觉。因此半刚性聚氨酯泡沫主要用于汽车内装饰。

常见的刚性聚氨酯泡沫可以容易地在室温和大气压力下发泡，并且因此可以同时喷雾和发泡并具有优良的隔热特性。然而，刚性聚氨酯泡沫具有较低的吸音性能和振动抑制性能，且因此无法满足作为用于建筑物中的楼面碰撞声隔声材料的标准。

此外，普通的半刚性聚氨酯泡沫具有89-90％的开孔式结构，具有优良的与其它材料的表面粘结性和良好的碰撞吸收和声音抑制作用。然而，形成半刚性聚氨酯泡沫的方法局限于成型。

另一方面，普通的软质聚氨酯泡沫具有开孔式结构且因此具有良好的多孔性和缓冲性能，同时还具有优良的吸音性能。然而，归因于软质聚氨酯泡沫的特性，其只能够制备用作厚板泡沫(slabstock foam)和成型泡沫，并且由于软质聚氨酯泡沫的发泡过程不同于刚性聚氨酯泡沫而不易于在室温和大气压力下发泡。而且，很难在预定范围内控制普通软质聚氨酯泡沫的反应时间。

图5绘示根据本发明一个实施例的用于降低建筑物楼面碰撞声的满水发泡聚氨酯喷雾组合物的含量比。

图6绘示根据本发明一个实施例在实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能的满水发泡聚氨酯喷雾组合物的最佳含量比和各种含量比情况下的特性。图7描述图5和图6的含量比表中所包含的多元醇A、多元醇B、多元醇C、催化剂A和催化剂B的特性和含量。

参看图5，根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫是通过将硬化剂和主要材料混合而形成。硬化剂是异氰酸酯和多元醇(在下文中称为多元醇A)的混合反应物，并且主要材料是两类多元醇(在下文中称为多元醇B和多元醇C)、发泡剂、交联剂、扩链剂、颜料和两类催化剂(在下文中称为催化剂A和催化剂B)的混合反应物。

通常将MDI、TDI或MDI和TDI的掺合物用作作为硬化剂重要组分的异氰酸酯。在韩国，通常使用M/T掺合产物，其具有改善的MDI和TDI的益处和缺点。根据本发明的聚氨酯喷雾组合物是由第一溶液(硬化剂)和第二溶液(主要材料)形成，并且其组分和含量如图5中的表所示。

本发明的发明者发现用于聚氨酯喷雾组合物的三个最佳条件，在下文中将分别对其进行描述。

首先，参看图5，聚氨酯喷雾组合物的各组分制备如下：通过将60-85重量％异氰酸酯和15-45重量％多元醇A混合并反应来制备硬化剂，以致其具有15-25％NCO的NCO含量和200-1000厘泊/23℃的粘度。此外，除硬化剂外，通过将75-90重量％多元醇B、3.0-4.5重量％多元醇C、0.1-4.0重量％水(发泡剂)、2.0-3.5重量％催化剂A和0.5-1.5重量％催化剂B混合，并且随后加入交联剂、扩链剂、表面活性剂和颜料中的至少一种并使其反应来制备主要材料(树脂预混合物)，以致其具有200-1000厘泊/23℃的粘度。

多元醇A、多元醇B和多元醇C都为聚醚多元醇并且都是根据通用制备方法制备；在本文中，多元醇A所具有的粘度为1000-1300厘泊/25℃，羟值为25-31毫克氢氧化钾/克，官能度为3且分子量为5900-6100；多元醇B所具有的粘度为480-550厘泊/25℃，羟值为52-56毫克氢氧化钾/克，官能度为3且分子量为2900-3100；且多元醇C所具有的粘度为600-830厘泊/25℃，羟值为47-55毫克氢氧化钾/克，官能度为3且分子量为3300-3400(参看图7)。

此外，催化剂A为胶凝催化剂并且是促进多元醇与异氰酸酯之间的反应(亦即，树脂化反应)所必需，并且将二丙二醇中含有33％三乙烯二胺(triethylen diamine)的溶液用作催化剂A。同样，催化剂B为饱和催化剂并且是促进异氰酸酯与水之间的反应(饱和反应)所必需，并且将五甲基-二乙烯三胺用作催化剂B(参看图7)。

根据本发明的三个实施例的聚氨酯喷雾组合物在硬化剂组分的含量范围方面并无差异，但在混入硬化剂中的主要材料的组分含量范围方面存在不同。

第一实施例

首先，根据本发明一个实施例的聚氨酯喷雾组合物的组分含量范围如下：

(1)硬化剂：60-85重量％异氰酸酯+15-40重量％多元醇A；

(2)主要材料75-85重量％多元醇B+3.5-4.5重量％多元醇C+0.1-1.5重量％水+5.5-7.5重量％交联剂+2.5-4.5重量％扩链剂+1.5-3.0重量％催化剂A+0.5-1.5重量％催化剂B+0.05-0.3重量％颜料。

在本文中，形成具有15-25％NCO的NCO含量和200-1000厘泊/23℃粘度的硬化剂，并且形成具有200-1000厘泊/23℃粘度的主要材料。

当将硬化剂和主要材料以100∶50-100∶200的重量比混合并且使用喷雾方法发泡并硬化时，可以获得具有125-165千克/立方米的自由发泡密度(free foaming density)和180-230千克/立方米的碰撞吸收材料的成型密度(molding density)的软质聚氨酯结构。自由发泡密度是指在使外部干扰最小化的条件下发泡的成型泡沫的密度，并且碰撞吸收材料的成型密度是指通过在构建场所的实际工作条件下，使用喷雾方法使用喷雾发泡装置使本发明当前实施例的组合物发泡和成型所制备的泡沫的密度。

在进行关于第一实施例的范围的多个实验后，本发明的发明者发现能够最有效阻断轻量级碰撞声和重量级碰撞声并且实现最佳碰撞吸收性能的最佳组分比。组分比如下(参看图6中的最佳组分比I)：

(1)硬化剂：71.4重量％异氰酸酯+28.6重量％多元醇A；

(2)主要材料：81.6重量％多元醇B+4.1重量％多元醇C+1.0重量％水、6.5重量％交联剂+3.3重量％扩链剂+2.4重量％催化剂A+1.0重量％催化剂B+0.1重量％颜料。

第二实施例

根据本发明另一个实施例的聚氨酯喷雾组合物的组分含量范围如下：

(1)硬化剂：60-85重量％异氰酸酯+15-40重量％多元醇A；

(2)主要材料75-90重量％多元醇B+3.5-4.5重量％多元醇C+3.0-4.5重量％水+1.5-3.0重量％催化剂A+0.5-1.5重量％催化剂B+0.05-0.3重量％颜料。

形成具有15-25％NCO的NCO含量和200-1000厘泊/23℃粘度的硬化剂，并且形成具有200-1000厘泊/23℃粘度的主要材料。

当将硬化剂和主要材料以100∶50-100∶200的重量比混合并且使用喷雾方法发泡并硬化时，可以获得具有95-125千克/立方米的自由发泡密度和120-170千克/立方米的碰撞吸收材料成型密度的软质聚氨酯结构。使用根据第二实施例的聚氨酯喷雾组合物的泡沫结构具有20-45的动态弹性系数(dynamic elastic coefficient)，因此满足韩国建筑和交通部的标准。

在进行关于第二实施例的范围的多个实验后，本发明的发明者发现能够最有效阻断轻量级碰撞声和重量级碰撞声并且实现最佳碰撞吸收性能的最佳组分比。组分比如下(参看图6中的最佳组分比II)：

(1)硬化剂：71.4重量％异氰酸酯+28.6重量％多元醇A；

(2)主要材料：88.2重量％多元醇B+4.4重量％多元醇C+3.5重量％水+2.7重量％催化剂A+1.1重量％催化剂B+0.1重量％颜料。

第三实施例

根据本发明另一个实施例的聚氨酯喷雾组合物的组分含量范围如下：

(1)硬化剂：80-92重量％异氰酸酯+8-20重量％多元醇A；

(2)主要材料：75-85重量％多元醇B+3.5-4.5重量％多元醇C+3.0-4.5重量％水5.0-7.0重量％交联剂+0.1-1.0重量％表面活性剂+1.5-3.0重量％催化剂A+0.5-1.5重量％催化剂B+0.05-0.3重量％颜料。

形成具有15-25％NCO的NCO含量和200-1000厘泊/23℃粘度的硬化剂，并且形成具有200-1000厘泊/23℃粘度的主要材料。

当将硬化剂和主要材料以100∶50-100∶200的重量比混合并且使用喷雾方法发泡并硬化时，可以获得具有40-60千克/立方米的自由发泡密度和85-115千克/立方米的碰撞吸收材料成型密度的软质聚氨酯结构。

在进行关于第三实施例的范围的多个实验后，本发明的发明者发现能够最有效阻断轻量级碰撞声和重量级碰撞声并且实现最佳碰撞吸收性能的最佳组分比。组分比如下(参看图6中的最佳组分比III)：

(1)硬化剂：90.9重量％异氰酸酯+9.1重量％多元醇A；

(2)主要材料：83.7重量％多元醇B+3.7重量％多元醇C+3.1重量％水+5.5重量％交联剂+0.4重量％表面活性剂+2.6重量％催化剂A+0.9重量％催化剂B+0.1重量％颜料。

根据本发明第一实施例到第三实施例的聚氨酯喷雾组合物的发泡反应和硬化反应可以在3到20分钟内完成，且因此可以将在构建场所等待的时间减到最少。因此，在构建公寓楼的楼层时，当使用喷雾组合物时，在构建场所处的连续操作可以于较短时间内进行。同样，当根据本发明的喷雾组合物的成型密度为160-230千克/立方米时，表面密度与使用常规喷雾方法所构建的楼面碰撞声隔声层相比有所增加，且因此可以改进平板的刚度。而且，当关于所有上述第一实施例到第三实施例使用喷雾装置将硬化剂和主要材料混合并且喷雾混合物时，各粗液的适当机械温度优选为40到85℃并且喷射压力优选为50到100巴(bar)。

一般来说，可以将聚氨酯发泡方法分为喷射型(ejection type)方法或喷雾型(spray type)方法；对于具有薄而宽的平面的物体来说，优选使用特定喷雾枪(spray gun)进行喷雾、混合和发泡的喷雾型方法。

根据本发明，已经开发出一种新型的软质聚氨酯组合物，其经制备而能够满足诸如碰撞吸收材料成型密度、动态弹性系数、楼面碰撞声级(floorimpact sound level)等若干特性，因此喷雾型构建法可构建满足公寓楼湿态标准楼面结构要求的楼面碰撞吸收材料。可以使用预定喷雾装置将软质聚氨酯组合物喷雾于平板层上并使其在所述平板层上发泡。

使用根据本发明的聚氨酯喷雾组合物的楼面碰撞声隔声层的构建方法将于下文中进行更为详细地描述。使用喷雾枪装置将包括根据本发明第一实施例到第三实施例的两种组分(即，硬化剂和主要材料)的粗液以100∶50-100∶200的重量比混合和喷射，且随后立即使其发泡并且立即在平板层上的附着表面上成型。

聚氨酯的聚合和发泡是使用喷雾构建方法同时进行，并且所述反应是在室温和大气压力下进行。因此，构建方法可以在构建场所处进行。此外，温度随着发泡过程中自身的热辐射而增加，且因此促进发泡过程和硬化过程。

将所成型的喷雾泡沫的上表面暴露于空气以形成刚性表面层(图8中的参考数字32和34)，并且附着于泡沫下的附着表面的大部分泡沫体是由多孔软质芯层形成(图8中的31和33)。

图8描述实现降低建筑物楼面碰撞声的碰撞吸收性能的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构3，并且所述结构是以两个步骤构建。

满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构3可以通过喷雾构建过程一次完成，或者还可以通过喷雾聚氨酯喷雾组合物一次且随后使其发泡和成型，并且接着喷雾同一种聚氨酯喷雾组合物并使其发泡和成型来形成具有至少两层的复杂喷雾泡沫结构。

在图8中，第一喷雾芯层31和第一表面层32是通过第一喷雾构建过程形成，且接着第二喷雾芯层33和第二表面层34是通过第二喷雾构建过程成型。在第一喷雾构建过程中，第一喷雾芯层31紧密附着到底部平板层2，并且同时在第一喷雾芯层31上形成第一表面层32。当根据要求使用同一种粗液进行第二喷雾发泡成型过程时，第二喷雾芯层33紧密附着到第一喷雾表面层32，并且通过自然发泡在第二喷雾芯层33上形成第二表面层34。

如图8所述，使喷雾表面层和喷雾芯层同时发泡和成型，由此形成一对喷雾泡沫层。根据本发明的喷雾构建方法，由于喷雾泡沫结构和附着物可以在喷雾发泡过程中通过自粘结(self-adhesion)附着，故可以在无附着界面的情况下进行发泡过程，且因此能够形成具有优良紧密性的喷雾泡沫结构。此外，由于可以无任何困难地将喷雾构建方法应用于因楼层上的接缝而不平坦的部分，故构建方法变得简单并且能够防止材料的浪费。

接下来，将描述使用根据上述实施例的聚氨酯喷雾组合物进行的喷雾构建方法。

(a)首先，作为发泡的准备，将根据第一实施例到第三实施例的聚氨酯组合物粗液(硬化剂和主要材料)和预定喷雾发泡装置(喷雾枪)设置在能够安全进行工作的位置。在本文中，可以根据本发明的工作条件研发喷雾发泡装置以使其具有某些技术要求，或者可以根据本发明的工作条件对常规的类似喷雾装置进行改进。

(b)接着，设置喷雾发泡装置。首先，接通电源并且检查所述喷雾装置的压缩机是否工作。随后，检查聚氨酯喷雾组合物的粗液温度并且检查粗液的供应管线。接着，检查与喷雾发泡装置(喷雾枪)的喷嘴连接的过滤器和腔室。

(c)同时测量用于形成聚氨酯喷雾泡沫的两种粗液的量并且检查设置温度。

(d)此外，检验在一段预定的时间内通过粗液供应管线所接收的机械喷射量和组合比；此时，将粗液的温度设置在40-85℃的范围内。当保持其它条件(例如，关于组合物的粗液特性)并且只对喷射之前粗液的温度作调整时，如果粗液的温度较高，那么外部硬化完成的时间将缩短，且如果粗液的温度较低，那么硬化完成的时间将变长。

同时，硬化时间将受外部温度的影响；工作场所的温度越高，那么硬化反应就越快；而工作场所的温度越低，那么硬化时间就越长。因此，应依照当年的时间和工作场所的外部温度，将喷射之前粗液的温度设置在上述温度范围内。

除此之外，软质聚氨酯组合物的发泡速度和硬化时间按所提及的次序受以下因素的影响：首先，聚氨酯组合物本身的特性；其次，混合和喷雾期间组合物液体的初始温度；且再次，发泡和硬化过程中的外部工作温度。

(e)接着，在喷雾工作过程中，将粗液混合并且将其喷雾于建筑物目标楼面上直到预定的厚度，从而能够进行发泡和硬化过程。作为根据本发明的喷雾过程的结果，在喷雾后2到10分钟，将同时具有表面层和芯层的软质聚氨酯喷雾泡沫堆叠于楼板层上并且完成硬化过程。

此时，当重复喷雾喷射和发泡过程时，可以重复堆叠具有相同结构的软质聚氨酯喷雾泡沫，并且可以根据工作场所的构建条件确定重复频率和聚氨酯喷雾泡沫结构的厚度。

根据本发明的一个实施例，优选将1到5毫米厚的喷雾泡沫成型于建筑物的楼板层上，且随后可以使用第二和第三喷雾过程堆叠具有预定厚度的喷雾泡沫。

随后，当构建的喷雾泡沫的总厚度为20毫米或更厚时，需要使用中间表面层进行堆叠喷雾发泡成型过程以便增加聚氨酯喷雾泡沫的刚性。在这种情况下，各喷雾泡沫的厚度可以优选为10毫米或更少。

此外，喷雾泡沫的表面优选尽可能的平坦，并且应使气泡减到最少从而使最终堆叠于最上层的轻量级鼓泡混凝土液体的渗透性和软质喷雾泡沫的防水性能最大。这样，可以通过浮动楼面的水平线并且参照所述水平线手动调整平坦度，或使用调整喷雾装置的喷射量和喷射角度的装置来保持平坦度。由于通常很难完全自动调整平坦度，故优选在喷雾过程中使用线规(wire gauge)来调整平坦度。

图9A和9B绘示根据韩国建筑与交通部的公告的公寓楼的轻量级和重量级楼面碰撞声的阻断性能的分级标准。图10绘示公寓楼楼面碰撞声的许可范围。图11绘示用于降低公寓楼标准楼面结构中夹层碰撞声的软质聚氨酯夹层碰撞声隔声材料的许可范围。

如图9A和9B所述，根据公寓楼楼面碰撞声阻断结构的报批和管理标准，关于轻量级碰撞声的逆矩阵A特征加权归一化楼面碰撞声级(inverse Acharacteristic weighted normalization floor impact sound level)(L′_n，AW)对于1级来说为43分贝(decibe，dB)或更低，对于2级来说为43分贝以上到48分贝或更低，对于3级来说为48分贝以上到53分贝或更低，并且对于4级来说为53分贝以上到58分贝或更低(参看图9A)。关于重量级碰撞声的逆矩阵A特征加权楼面碰撞声级(inverse A characteristic weighted floorimpact sound level)(L′_{i，Fmax，AW})对于1级来说为40分贝或更低，对于2级来说为40分贝以上到43分贝或更低，对于3级来说为43分贝以上到47分贝或更低，并且对于4级来说为47分贝以上到50分贝或更低(参看图9B)。

根据图10中所示的公寓楼楼面碰撞声的修订许可范围，当通过KS F2863-1测量时，轻量级碰撞声应为58分贝或更低，并且当通过KS F 2863-2测量时，重量级碰撞声应为50分贝或更低。

此外，如图11所示，根据公寓楼楼面碰撞声阻断结构的报批和管理标准第27条，标准楼面结构隔声材料的许可范围如下：当根据KS F 2868检验时，动态弹性系数为40兆牛/平方米(MN/m²)或更低；当根据KS F 2868检验时，损失因数为0.1-0.3；当根据KS M ISO4898检验时，吸收量为4％体积/体积(v/v)或更低；当根据KS M ISO4898检验时，加热后的尺寸稳定性为5％或更低；当根据KS M ISO4898检验时，加热后的动态弹性系数为40兆牛/平方米+20％或更低；且当根据KS M ISO4898检验时，加热后的损失因数为0.1-0.3。

同时，由于使用根据第一实施例到第三实施例的聚氨酯喷雾组合物成型喷雾泡沫，故自由发泡密度分布于40-165千克/立方米的范围内，并且碰撞吸收材料的成型密度分布于85-230千克/立方米的范围内。动态弹性系数主要分布于20-45兆牛/平方米的范围内，因此处于40兆牛/平方米或更低的许可范围内。

此外，根据本发明的喷雾泡沫具有0.24的损失因数，2％体积/体积或更低的吸收量，1％或更低的加热后尺寸稳定性，10-15兆牛/平方米的加热后动态弹性系数和0.24的加热后损失因数，且因此在图8中满足所有上述标准。

同时，测量根据本发明第一实施例到第三实施例的发泡时间和成型完成时间。发泡过程到硬化过程的总时间为2到10分钟，这明显比常规喷雾构建方法的楼面碰撞声隔声材料的工作时间短。

与聚氨酯发泡过程相关的时间概念包含：乳白时间(cream time，CT)、胶凝时间(gel time，GT)、上升时间(rise time，RT)、不粘时间(tacky freetime，TFT)等。乳白时间是指从混合聚氨酯组合物(即，硬化剂和主要材料)的时间点直到粗液发泡的时间。乳白时间(CT)当用气体使液体饱和时混合组合物的外部颜色从深灰色变为浅灰色的时间一致。这里，第一组合物(硬化剂)的外部颜色为浅黄色，并且第二组合物(主要材料)的外部颜色为深灰色。

胶凝时间(GT)是指当将混有聚氨酯的组合物混合时直到粗液具有凝胶坚度并且在一定程度上具有预定的稳定三维形状的时间点。GT与当用细木棍刺反应泡沫时出现至少3到4个氨基甲酸酯纤维时的时间点一致。

上升时间(RT)是指从将混有聚氨酯的组合物混合时的时间点直到使泡沫最大发泡的时间。

不粘时间(TFT)是指从将混有聚氨酯的组合物混合的时间点直到泡沫外表面失去粘度和粘结特性的时间。TFT与当使用细木棍轻轻触碰泡沫表面时无泡沫粘到木棍时的时间相应。

最后，硬化完成时间是指当人(例如，建筑工人)可以站在成型泡沫结构上时的时间点，并且硬化完成时间与不因人的负载而出现成型泡沫结构的外部改变的时间点一致。

根据本发明上述实施例的聚氨酯喷雾组合物的CT为2到5秒，并且GT为11到15秒，RT为12到20秒，并且TFT为20到25秒，这些时间都非常短。发泡过程到硬化过程的总完成时间为2到10分钟。因此，可以连续在多个构建场所构建楼面碰撞声隔声层，而不必浪费时间等待硬化过程。

图12描述使用根据本发明的聚氨酯喷雾组合物的楼面碰撞声隔声层的构建方法，和构建后降低楼面碰撞声的作用。

参看图12，软质且多孔的第一喷雾芯层31和刚性第一喷雾表面层32是通过第一喷雾构建过程形成，且接着软质且多孔的第二喷雾芯层33和刚性第二喷雾表面层34是通过第二喷雾构建过程形成。接触第二喷雾芯层33的第一喷雾表面层32增厚成较厚的喷雾表面层32a。

图13是根据本发明成型的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫结构3的立体图。参看图13，厚喷雾芯层31和33都是由软质多孔层形成且因此具有吸音功能，并且形成于厚喷雾芯层31和33之间的喷雾表面层32a和喷雾表面层34都是由极其光滑的刚性表面层形成，且因此能够具有声音阻断作用和防水作用，由此弥补喷雾芯层31和33的柔性，从而使聚氨酯喷雾泡沫结构具有充足的刚性以完全支撑喷雾泡沫结构上层上所放置的负载。

如上文所述，满水发泡聚氨酯喷雾组合物对于轻量级碰撞声和重量级碰撞声具有优良的声音阻断作用和优良的防水作用。

此外，将水用作化学发泡剂来代替使用HCFC型物理发泡剂。因此，这种满水(H₂O)蒸发方法将防止环境污染和病态住宅综合症。而且，归因于满水发泡型泡沫结构，在泡沫结构中可能会形成的不规则松树孔可以得以减少，且因此泡沫结构能够具有高的表面密度，因此变得更为结实。

就检查来说，本发明的发明者认识到对于公寓楼实际建筑场所而非对于实验用实物大模型(mock-up)具有根据本发明的公寓楼楼面碰撞声的隔声作用并且获得对于所述作用的验证。

而且，就环境保护来说，按照用于保护环境的目的的规定，本发明使用具有明显降低的环境污染程度的满水发泡系统软质喷雾氨基甲酸酯组合物，来代替HCFC型发泡剂，由此将环境污染降低到零。

根据本发明的聚氨酯喷雾组合物在成型的同时获得高表面密度，且因此具有增加的刚性，这对于降低重量级碰撞声更为有效。此外，使实现柔性的聚氨酯喷雾组合物的多孔结构更为结实且因此能够有效阻断轻量级碰撞声。而且，通过喷雾构建方法获得的表面层是逐层形成，且因此放置在表面层上的鼓泡混凝土组合物不会涂抹到所形成的层和上层中，也就是说，鼓泡混凝土组合物和饰面砂浆可以具有稳定的结构并且也因此可以消除引起裂缝的因素。

而且，根据本发明的聚氨酯组合物在成型泡沫后具有优良的隔热作用和耐久性，且因此不需要维护工作。此外，根据本发明的聚氨酯组合物可以充当用于保持供水管线的热量而安装的管外保护层(pipe cover)，由此使构建变得简单。不需要用于固定常规管线的其它材料(诸如卷带、氨基甲酸酯单溶液泡沫(urethane one-solution foam)、EVA芯片等)且因此使构建变得简单，而且还能够降低辅助材料的费用。

使用根据本发明的聚氨酯喷雾组合物形成的聚氨酯喷雾泡沫结构具有以下有益特性：

(1)聚氨酯喷雾泡沫结构具有优良的隔热性能、耐化学物质性、耐久性和机械强度。

(2)聚氨酯喷雾泡沫结构是一种多孔泡沫并且实现具有吸音作用的弹性体，而且还能够抑制振动。

(3)在聚氨酯喷雾泡沫结构中，表面层是以声音阻断层的形式形成。

(4)聚氨酯喷雾泡沫结构是以定制方式构建用于构建场所。

(5)聚氨酯喷雾泡沫结构对于楼面材料具有自粘结特性，且因此可以保持与表面材料的紧密配合，而且还可以防止松脱。

(6)聚氨酯喷雾泡沫结构可以形成为没有界面或裂缝的单个实体。

(7)聚氨酯喷雾泡沫结构能够使用堆叠喷雾方法实现声音阻断和声音阻断的重复结构。

(8)聚氨酯喷雾泡沫结构的构建方法极为简单，从而能够显著改进构建的生产力和构建的便利性。

(9)聚氨酯喷雾泡沫结构将保持其特性一段较长的时间且因此几乎不需要对其进行翻新或维护。

由于具有上述优势，根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾组合物只使用隔声材料的特征就能够明显降低公寓楼的上层公寓和下层公寓之间产生的噪音，而无需对公寓楼的湿态结构条件进行改进。具体说来，由于软质多孔弹性体是直接形成于楼板层上，故能够通过优良的吸音性能更有效地降低轻量级碰撞声，并且尽管软质多孔聚氨酯结构具有较小厚度，但仍可以通过直接粘结楼板层和高表面密度有效地阻断夹层碰撞声。

同时，根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾组合物是使用喷雾方法构建，且因此可以确保楼板层的紧密度并且能够与楼板层形成为单个实体。此外，满水发泡聚氨酯喷雾组合物的平坦度可以通过重复构建至少四次来最大化。因此，通过使用根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾组合物，不仅可以在新公寓的构建场所而且还可以在重建或翻新场所处覆盖聚氨酯喷雾组合物与楼板层之间的间隙。由此可以使上层中(即，轻量级混凝土层和饰面砂浆层)裂缝的数量减到最少。

此外，根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾泡沫具有优良的隔热作用和耐久性，并且可以将供水管线直接附着在底层上而不需要使用管外保护层来保持供水管线的热量。因此，无需使用诸如卷带、氨基甲酸酯单溶液泡沫、EVA芯片等材料用于修整，从而使成本得以降低。

最后，根据本发明的满水发泡聚氨酯喷雾组合物不使用出于环境保护而受到管制的HCFC，而是将水用作发泡剂。因此，可以确保环境友好型建筑并且能够防止病态住宅综合症。

尽管已参考本发明的示范性实施例来特别绘示和描述本发明，但所属领域技术人员应了解，在不偏离如以下权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下可对本发明的形式和细节进行各种修改。