CN105801070A

CN105801070A - 赭石碳纤维涂料板

Info

Publication number: CN105801070A
Application number: CN201610123636.4A
Authority: CN
Inventors: 胡春宇; 贾志军; 杨艾森; 胡世安; 胡宏宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-03-06
Filing date: 2016-03-06
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2036-03-06
Also published as: CN105801070B

Abstract

本发明涉及一种建筑材料：该材料由基板层组分A、功能层组分B和涂装层组分C组成，制备方法：基板层；配料，制浆，储浆磨浆及预拌和，制板及堆垛，预维护和脱模，砂光、磨边。功能层；配料，混合，搅拌，喷涂。涂装层；配料，混合，搅拌，喷涂，固化制成赭石碳纤维涂料板。技术性能：高强度、高模量、高韧性、密度小、容重轻、释放负离子、远红外线、屏蔽电磁波、防辐射、防火、保温、净化空气、导电性好，产生热释电效应、压敏性、调解干湿、稀释有害气体、降解氡、杀虫、灭菌、吸音、髙光泽、多色彩。与硅酸钙纤维板相比，降低成本10％，减少碳排放90％，减少设备投资30％，产品可回收再利用，广泛应用建筑装俢领域，绿色、生态、环保。

Description

赭石碳纤维涂料板

技术领域

本项发明涉及一种建筑材料。具体是赭石碳纤维涂料板；包括外墙板、内墙板、地板、吊顶板、屋面板、粉末涂料和水性涂料。

背景技术

现有的纤维增强硅酸钙板是墙体材料之一：在国内外已有几十年的发展历史，它是以水泥为基体、硅质和钙质材料，并配以天然纤维增强，经流浆法成型、加压、蒸压养护等技术处理而制成，是一种具有优良性能的新型建筑和工业用板材。其产品防火、防潮、隔音、防虫蛀、耐久性强。是吊顶、隔断的装饰板材。具有容重轻、强度高、导热系数小、耐高温、耐腐蚀、能切、能锯等特点被广泛应用于电力、冶金、石化、建筑、船舶等领域的设备管道、墙体屋面的保温隔热和防火隔音。据我国有关部门2014年十月底的统计，该行业目前有163条生产线、规模在61785万平方米，但是销售产量是产能的65%。出現产能过剩。

综合分析：主要原因是产品性能单一、成本高在市场上占有率低没有竞争力。纤维增强硅酸钙板配比：石英粉48％、水泥18％、生石灰15％、增强纤维18％、填料及絮凝剂1％。生产工艺流程：纤维制浆、石英砂浆制备、制浆工段、储浆磨浆及预搅拌、制板及堆垛、预养护和脱模、蒸压养护、脱模、烘干、砂光、磨边。其生产过程中最重要的一道工序为、蒸压养护，即在180～200℃、1～1.5MPa高压釜内经过13～20小时，使硅、钙两种材料在板材内生成大量性质稳定的托贝莫来石（TOBERMORITE）晶体。产品内生成的托贝莫来石晶体愈多，则产品的性能愈稳定。如何能反应生成尽量多的托贝莫来石晶体，原料配比和蒸养控制是硅酸钙板生产的技术关键。而蒸压养护中就耗煤一项占生产成本的10％,同时还产生碳排放。如在原材料方面加入生态环保型建筑功能基元材料，使板材具有：空气自净化功能、保健功能、防氡、防辐射功能、调温调湿功能、抗菌功能、防噪音功能。主体材料使用铁矿尾矿粉类降低材料成本。在生产工艺方面进行改造，如：取消蒸压养护工序还能降低生产成本同时还能減少碳排放，提升板材档次向绿色化发展。

具体案例；日本专利JP2003003368提供了一种经过电气石处理的被单，这种被单能发射远红外线和产生空气负离子等功能；国内的金宗哲等以60％的镁电气石、30％CEP4、La复合盐和20％的纳米二氧化钛制备的电气石复合粉体能产生空气负离子浓度为1200个/c㎡；日本通过在混凝土中掺碳纤维研制出的预制板已成功地应用在9层大楼的屏蔽围护结构上，建筑用电磁屏蔽混凝土，涂料复合体是以混凝土作为结构材料，同时具有电磁防护功能的水泥基复合材料；在国外美国对此进行了较有成效的研究在专利US5372633，采用重晶石等加入玻璃中；可制成具有减少铅，钡散射的晶体玻璃：武汉理工大学张婷婷的论文对赤铁矿尾矿制备免烧、免蒸砖工艺及机理进行了研究。原料配比：赤铁矿尾矿78％、骨料10％、水泥10％、石膏2％、外加剂三乙醇胺，其用量为水泥质量的0.01％、成型压力为20MPa，成型水分15％，自然养护28天。制备的免烧、免蒸砖，各项质标要求满足JC/T422－2007《非烧结垃圾尾矿砖》MU15的标准。

随着现代科学技术的发展，人们对材料的要求越来越高，单一材料往往难以满足要求。若将两种或多种优点互补的材料复合在一起，则可成为性能更为优异的材料。因此，代表新材料革命的重要发展方向的“复合技术”、“复合材料”便应运而生，成为各国重点研究开发的方向之一。所谓复合技术是将有机与有机、有机与无机、无机与无机材料，在一定条件下按适当的比例复合。然后，经过一定的工艺条件有效地将几种材料的优良性能结合起来，产生新功能性和智能性，从而得到性能优良的复合材料。据国外专家预测，21世纪复合材料的比例将达到50%以上。因此采用复合的方法，可使人们按照需要对材料进行设计，这已成为当今材料发展的大趋势，也是新型墙体材料发展的大趋势。

具有人性化设计、生态友好、空气无污染的人居环境一直是人们追求的目标；然而.近年来居室环境污染却越来越严重，在住宅和办公大楼等建筑物内出现建筑物综合征；建筑物关联症和化学物质过敏症，据调查；目前引起居室环境污染的因素主要有以下几种：①物理性因素；②温湿效应；③电磁辐射；④噪声；⑤化学性因素；⑥无机物污染有铀、钍、氡等具有放射性的元素和氮氧化物、铅化物、铝化物等；⑦有机物污染有甲醛、氯乙烯、丙烯醛、萘、苯酚类等；⑧生物性因素、细菌、霉菌、嗜热性放线菌、病毒、寄生虫、尘螨等。如何消除或减少由于居室环境污染而造成对人体健康的危害已成为当前人们关注的焦点；研究和开发具有抗菌，净化有害气体、降解氡、防辐射、调温、调湿吸音、隔热、医疗保健等功能，生态环保型建筑功能基元材料具有十分重要的意义。

21世纪以来，保护环境以及合理、高效地开发与利用资源已成为世界瞩目的热点。在我国，随着工业化和城镇化的快速发展，作为典型资源依赖型工业的房屋建筑业在推动国民经济迅猛发展的同时，由于消耗大量的资源能源，迫使其继续发展受到制约。各类建筑在其建造和使用过程中直接消耗的能源占全社会总能耗的近30%。而墙体材料又是建材业的重要组成部分，其产值接近建材工业总产值的1/3，耗能占建材工业总耗能的1/2左右，因此，加速发展节能利废的新型墙体材料，不仅是调整建材工业能源结构的重要措施。而且对改善建筑功能，节约土地具有十分重要的意义。此外，使用新型墙体材料，能提高建筑中的能效降低能耗，是我国高速发展国民经济的根本需要和实现住宅产业现代化和加快城镇化建设的基本要求。

21世纪人类共同的主题是可持续发展，树立全面、协调、可持续的科学发展观，对于城市建筑来说就必须由传统高消耗型发展模式转向高效生态型发展模式。绿色建筑正是实施这一转变的必由之路，是当今世界建筑的研究热点和必然发展趋势。绿色建筑是指为人类提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间，同时实现最高效率地利用能源、最低限度地影响环境的建筑物。它是实现以人为本人—建筑—自然三者和谐统一的重要途径，是《十三五》其间发展重点，也是我国实施21世纪可持续发展战略的重要组成部分。

发明内容

要解决的技术问题。

基于纤维增强硅酸钙板的不足之处。本发明针对纤维增强硅酸钙板存在的关键技术问题：提出一种适应建筑材料的赭石碳纤维涂料板，他由三部分制成基板层、功能层和涂装层。基板层利用赤铁矿尾矿粉为主体材料，可降低生产成本；利用碳纤维为增強体复合制成基板，可免烧、免蒸，提髙物理机械性能、压敏性、电磁屏蔽性能和智能性能。材料组分A；赤铁矿尾矿40%～80％、水泥8％～30％、海泡石粉10％～30％、石膏2％～6％，碳纤维0.2％～0.9％、三乙醇胺的加入量是占水泥用量0.01％～0．07％等制成。其功能：具有高比强度、高比模量、高韧性、低密度、耐腐蚀、永久释放负离子,远红外线、导电性好、对温度和应力敏感，具有自感知内部应力及一系列电磁屏蔽性能的智能化材料。

功能层利用硅丙乳液为主体骨架、功能基元材料为填料调制成涂料，喷涂在基板上，减少功能基元材料用量，充分发挥功能基元材料复合功能；产生电化学性能、热释电效应、电磁屏蔽性能和智能性能。材料组分B；水20％～30％、硅丙乳液10％～30％、硅溶胶5％～15％、负离子粉5％～30％、托玛琳粉6％～20％、海泡石粉5％～15％、重晶石粉5％～10％、石墨2％～5％、髙岭土粉2％～5％、锗石粉3％～5％、碳纤维粉0.2％～0.5％、纤维素0.2％、分散剂0.5％、消泡剂0.5％、钛酸酯偶联剂0.5％制成。其功能：吸湿、调解干湿、稀释室内有害气体、降解氡、杀虫、灭菌、吸音、防火，具有热释电效应、永久释放微量元素等。

涂装层利用氟硅乳液为主体骨架、各种颜料、色素材料为填料调制成涂料，在功能层喷涂的方法制成，解决保护涂层和装饰效果。材料组分C；水20％～40%、焦磷酸钠0.1％～0.8％、硅溶胶2.5％～3％、各色色素10％～40％、氟硅乳液10％～20％。其效果：色彩深浅随意、花纹大小随意、涂层耐磨损、耐洗刷、耐髙温、耐酸雨、附着力強、延展性佳、防雨、防霉、有天然花岗岩效果。该材料能切、能锯、直接使用，不须二次涂装、施工简方便、成本低性能好可回收再利用，减少污染、减少碳排放，是绿色生态环保材料。

为解决上述问题，本发明采取技术方案是。

一种赭石碳纤维涂料板基板层：材料组分A：是赤铁矿尾矿40%～80％、水泥8％～30％、海泡石粉10％～30％、石膏2％～6％，碳纤维0.2％～0.9％、三乙醇胺的加入量是占水泥用量0.01％～0．07％。

所述赤铁矿尾矿、铁尾矿或大理石尾矿其中的至少一种，细度在100目以上。

所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥其中的至少一种。

所述海泡石粉为纤维状的含水硅酸镁：要求SiO₂含量54％～60%，MgO含量21％～25%，细度在100目以上。

所述石膏为硬石膏、二水石膏或半水石膏其中的至少一种，细度在100目以上。

所述碳纤维为短切碳纤维、长切碳纤维或碳纤维粉、其中的至少一种，抗拉强度范围在0.5～0.8GPa。

所述三乙醇胺为次氮基三乙醇、三羟基三乙胺或氨基三乙醇，其中的至少一种。

一种赭石碳纤维涂料板基板层制备方法：包括以下步骤。

⑴配方：经过试验确定基板层组分A，赤铁矿尾矿40%～80％、水泥8％～30％、海泡石粉10％～30％、石膏2％～6％，碳纤维0.2％～0.9％、外加剂的加入量是占水泥用量（质量）0.01％～0．07％。水的加入量是占赤铁矿尾矿、水泥、石膏总质量的10％～35％选取水。

⑵制浆工段：将计量后碳纤维加入水，浸泡2～4h备用；赤铁矿尾矿粉、水泥、海泡石粉、石膏粉等用螺旋输送机送入粉料计量秤计量后再下料；最终掺加改善功能的材料三乙醇胺；粉状物料、水和碳纤维等在逆流式拌和机内充沛拌合制成必定浓度的料浆，送至储浆池。

⑶储浆磨浆及预拌和：在储浆池中料浆，由泵定量均匀地供应单盘磨浆机、研磨处置，进一步拌合料浆，然后送入储浆机内贮存待用；磨好的料浆再由储浆机进入设称重浓度显现体系的预拌和罐内拌和，能够检测出料浆的质量浓度并主动调理流量大小；恒定的料浆浓度能够安稳流浆制板机的操作并方便地调理板厚。

⑷制板及堆垛：料浆经流浆箱后均匀流出铺在运转的工业毛毯上，通过真空体系的抽吸滤水，薄料层环绕在成型筒上，通过多层环绕到达设定的料坯厚度时，主动出刀堵截料坯,将料坯输送至、接坯切开机；制板机选用必定直径的成型筒，一次下坯经切开后成规范板坯，规范板坯：2.44m×1.22m,切开后的板坯经堆垛机，采纳一张模板一张板坯交替堆垛的方法，充沛确保板坯平坦；堆垛机装备伺服电机，可精确操控速度及方位精度；维护小车及模板小车的高度由两台升降渠道主动调理，整个制板、接坯、堆垛、全过程选用可编程操控器主动操控。

⑸预维护和脱模：湿坯堆垛后经8～12h小时的预维护，使板坯到达前期强度，以利于机械脱模堆垛；板坯预维护选用天然维护，生产高密度板时，运用行车把板垛吊运至板垛液压7000吨以上压机进行加压，保压10～20min后，把加压后的板垛吊运回板垛小车上；预养后的板坯送至脱模机下，完结脱模堆垛送入常温养护区，养护28天。

⑹砂光、磨边：达到赭石碳纤维涂料板基板层、标准2.40m×1.20m。

上述基板层组分协同作用，其作用机理如下。

基板层的初期强度是从基板成型过程中获得的，即在高压下，原材料颗粒间紧密接触，依靠分子间吸引力产生了自然的粘结性，使得板的密实度高。颗粒物、在分子的作用下，表面形成了一层薄薄的水化膜，两个带有水化膜的物料存在叠加的公共水膜。在公共水膜的作用下，一部分化学键开始断裂、电离，形成胶体颗粒体系。胶体颗粒大多数表面带有负电荷，可以吸附阳离子。而不同价、不同离子半径的阳离子可以与料中生成的Ca(OH)₂的Ca₂ ⁺等当量吸附交换。由于这些胶体颗粒表面的离子吸附与交换作用，改变了颗粒表面的带电状态，使颗粒形成了一个个小的聚集体，从而在后期反应中产生强度。强度产生体系中，有着液相与固相、固相与固相以及气相与固相之间的反应。比如在加入水泥、胶凝材料后发生的水化反应，就是液相与固相之间的反应；又如料中的Ca(OH)₂被空气中的CO₂碳化生成CaCO₃的反应，就是气相与固相间的反应。这些反应都是从两相的界面开始，不断的深入，使板的强度不断增强。综上所述，物料的充分混匀和板坯的高压成型，为制品后期强度奠定了坚实的基础，而颗粒表面的离子交换和团粒化作用、原料各相间的界面作用，在板强度形成的过程中互相配合，互相补充交错进行，是一个连续的过程。

水化反应的基本过程如下。

首先，水泥中的主要熟料硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸钙与水发生反应，生成水化硅酸钙、水化硫铝酸钙以及水化铁酸钙和氢氧化钙。其化学反应方程式如下：

酸三钙水化反应：C₃S+nH→C-S-H+(3-x)CH

硅酸二钙水化反应：C₂S+nH→C-S-H+(2-x)CH

酸三钙水化反应：2C₃A+27H→C4H₁₉+C₂AH₈

在硅酸盐水泥中，C₃A实际上是Ca(OH)₂和石膏存在的环境中水化的，C₃A在Ca(OH)₂饱和溶液中表述：C₃A+CH+12H→C₄AH₁₃

在石膏、氧化钙同时存在的条件下，C₃A虽然开始很快水化成C₄AH_l3，但接着它与石膏反应生成、三硫型水化硫铝酸钙(AFt)，其反应式：

C₄AH_l3+3CSH₂+14H→AFt+CH

当水泥浆体中石膏消耗完毕，尚有未完全水化的C₃A时，C₃A的水化产物C₄AH_l3又能与上述反应生成的钙矾石继续反应生成单硫型水化硫铝酸钙(Afm)，表达式：

AFt+2C₄AH_l3→3AFm+2CH+20H

其次，在湿热养护条件下，骨料中无活性的SiO₂与水化反应产生的Ca(OH)₂溶液生成了纤维状晶体的多种水化产物。这些结晶度很好的水化硅酸钙胶凝物质，将其它材料以及未反应的骨料黏结起来，形成了高强度的基板层。其主要反应如下：

CaO+H₂O→Ca(OH)₁₂+15.5kcal

Ca(OH)₂+SiO₂+(n-1)H₂O→CaO·SiO₂·NH₂O

其中，水化硅酸钙(CSH)和水化铝酸钙(CAH)两种水化产物将铁矿尾矿颗粒胶结在一起，并与(AFt)组成赭石碳纤维涂料板，基板层骨架结构，承受载荷，从而形成一定强度。微观分析结果表明，免烧板制品中有新物相、钙矾石、CSH、和Am生成。免烧板制品表面比较密实，气孔少，晶体均匀生长，大小一致，且有大量的水化产物为长棒状、针状的晶体向孔隙内生长并互相交织填充在空洞。局部棒状、针状晶体和纤维状的晶体聚集在一起形成网络状态的凝胶，这主要由于C₃A水化成C₄AH₁₃，然后与石膏在水热、气氛中加速反应，最后生成针、棒状的三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石)结构。钙矾石产生越多越快，则制品密实度越大，强度也高。

碳钎维加入起提髙物理机械性能作用，电化学性能，由高电阻率非导电材料，变成半导体材料、导电性能材料或铁氧体导磁材料；并且产生智能化特征。

⑴提髙力学性能；水泥是脆性材料，但只要加人3vol%的碳纤维就可以完全改变它的脆断特性，其模量可增加2倍,强度提高5倍。如果定向加人，则加入12.3vol%的中强碳纤维便可使水泥的强度从5MPa提高到185MPa，抗弯强度也可达到130MPa。赵稼样认为：用碳纤维增强水泥可以使抗拉强度和抗弯强度提高5～10倍，韧性与延伸率提高20～30倍，结构质量减轻1/2。郭全贵等利用单丝拔出试验测定了CFRC复合材料的界面结合力，认为高强度和高摸量碳纤维的加入能有效阻止裂纹的扩展，在复合材料受载时，基体通过界面将载荷传递给碳纤维，从而使碳纤维成为载荷的主要承载者；由于纤维的拔出或断裂吸收了大量的能量，复合材料的抗拉强度、抗弯性能、韧性等力学性能均得到显著改善。邓宗才等研究了CFRC在反复荷载下的应力－应变曲线，认为CFRC具有良好的弹塑性性能，得到了能反映材料特性的曲线方程。

⑵改变电阻率；普通水泥基复合材料在干燥条件下的电阻率一般在104～107Ω·m范围内，它既不属于绝缘体，也不属于良导体，而是一种事实上的高电阻率非导电材料。在水泥基体中掺入很少的碳纤维就能显著降电阻率，且随碳纤维掺量的增加，电阻率大蝠度下降。降到一定程度后，再增加碳纤维，对于已经呈良好导电性能的试体，作用就不大了。按照渗流理论，当水泥基体中碳纤维掺量达到一定数值后，相互接触的碳纤维构成了无限渗流集团，全部团簇形成渗流网络，试件电导率迅速增加。CFRC试件电阻率的变化对应于复合材料内部微裂纹的发生、扩展和破坏3个阶段。美国FarhadReza等测定了不同频率下CFRC电阻率的变化，确证了CFRC是一种机敏材料，具有自诊断能力。CFRC复合材料的这种性质，使其可作为一种本征智能型材料，用于混凝士大坝、大桥等工程的自诊断检测。研究表明：只要CFRC中含有0.2vol%的碳纤维[2]，就能改善其力学性能和电学性能。美国纽约州立大学DDL.Chung小组研究了加入5mm长、0.5wt%或1.0wt%(体积比0.15vol%或0.30vol%)的碳纤维到水泥基体中，施加应力后直流电电阻率的变化，利用此性能可将CFRC制成传感器埋到公路底部用于交通控制和监测。

⑶增加压敏性；1989年美国的DDL.Chung研究小组首先发现，在水泥基体中掺入短切碳纤维，可使其具有自感知内部应力、应变和损伤程度的功能。随着压应力的变化，CFRC电阻率发生变化的现象称作压敏性，CFRC的主要特性就是压敏性和温敏性。当CFRC试件两端有温差时，会在此两端产生电压差，其冷端为负极,热端为正极，这便是所谓的热电效应。另一方面，当对CFRC施加电场时，会在混凝土中产生热效应，引起所谓的电热效应，这两种效应都是由碳纤维混凝土中空穴性电导运动所致。通过电阻率的变化可以测定CFRC中安全、损伤和失效3个工作阶段。由于CFRC既具有热电效应，又具有电热效应，因此把它“植人”混凝土结构时，可对混凝土结构进行温度分布自诊断，根据诊断结果实现混凝土结构的温度自适应。国外已将碳纤维温敏混凝土用于机场道路及挢梁路面的自适应融雪和融冰，利用CFRC通电后产生的热量能有效地清除路面冰雪；

唐祖全等对CFRC的电热效应进行了大量研究，并对其融雪化冰功能进行了尝试。当CFRC与电源连通后，导电混凝土产生热量,使路面温度升高，当温度升到0℃以上后,路面上的冰雪就会自动融化成水而流走，从而保障了道潞畅通和行车安全。毛起炤等研究了5mm和10mm长的碳纤维以不同量加入到水泥基试件中的电阻变化率与压应力之间的关系，发现CFRC压敏性与纤维掺量关系密切，对于5mm长的纤维，掺量为0.4wt%时压敏性最好，掺量增加或减少都会使压敏性变差：对于10mm长的纤维,掺量为0.2wt%时效果最好，随着纤维掺量的增加，压敏性越来越小。碳纤维的长度和掺量对CFRC压敏性的影晌与复合材料的导电机制有关，此机制可以用隧道模型解释。张巍等分别运用两电极法和四电极法测定了CFRC试件的导电性，析了导电机理,符合隧道效应理论。

⑷电磁屏蔽性能：当电磁波由空间射向这些材料时，在其表面产生反射、吸收与透射。电磁屏蔽就是利用金属导电体或者导磁体，对电磁波的反射效应与吸收效应来达到抑制电磁辐射的目的。电磁屏蔽实质上是利用电磁感应现象来达到屏蔽作用的。在外界交变电磁场下，通过电磁感应，屏蔽壳体内产生感应电流，而这电流在屏蔽空间又产生了相反方向的电磁场，从而抵消了外界电磁场，达到屏蔽效果。电磁屏蔽，实际上为了限制从屏蔽材料的一空间向另一空间传递电磁能量。其基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程的损耗而产生屏蔽作用。当材料的屏蔽效能SE达到30～60dB的中等屏蔽值时才认为有效；

本发明的基板层有铁氧体吸波材料特性：属于磁介质型吸波材料，具有较高的磁损耗正切角，依靠磁滞损耗、自然共振、涡流损耗及畴壁共振和后效损耗等磁极化机制衰减、吸收电磁波。铁氧体吸波材料具有电吸收和磁吸收两种功能，是性能极佳的吸波材料，由其制造吸波材料具有吸收强、频带宽及成本低等特点。

海泡石的加入主要是增加含硅量利于水化生成物反应，使制品、质轻，收缩率低，、可塑性好。潮湿时吸收水分、干噪时释放水分产生调湿功能。

外加剂三乙醇胺掺入材料中改变了水泥的水化生成物，且对水泥的水化速度和强度都有加速作用，它能加快、‘钙钒石’的生成、提髙制品的早強度、而有一定的后期增強作用。

一种赭石碳纤维涂料板功能层组分B：水20％～30％、硅丙乳液10％～30％、硅溶胶5％～15％、负离子粉5％～30％、托玛琳石粉6％～20％、海泡石粉5％～15％、重晶石粉5％～10％、石墨2％～5％、髙岭土粉2％～5％、锗石粉3％～5％、碳纤维粉0.2％～0.5％、纤维素0.2％、分散剂0.5％、消泡剂0.5％、钛酸酯偶联剂0.5％。

所述硅溶胶为改性纳米硅酸溶胶一种；粘接性为46.7Kg/cm²，比表面积为250～300/g。

所述硅丙乳液、为水性聚氨酯纳米二氧化硅复合乳液、纯硅丙乳液或弹性硅丙乳液其中的至少一种。

所述负离子粉为保健功能基元材料，人工合成粉或配比复合矿物粉、其中的至少一种，负离子粉浓度大于40000个/cm3，细度在300目以上。

所述托玛琳粉、为保健功能基元材料，细度300目～1250目。

所述海泡石粉为保健功能基元材料，纤维状的含水硅酸镁：要求SiO₂含量54％～60%，MgO含量21％～25%，细度在100目以上。

所述重晶石粉为轻质硫酸钡或重晶石粉、其中的至少一种，细度在300目以上。

所述石墨为浸树脂碳石墨、浸金属碳石墨、其中的至少一种。

所述高岭土为非金属矿物原料、比表面积大于1500㎡/㎏，细度在300目以上。

所述锗石粉为稀有金属，重要的半导体材料：细度300目～1250目。

所述碳纤维粉一种，电阻率(Ω/cm)1.5×103，细度在500目以上。

所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、木质纤维素或羟乙基纤维素其中的一种，PH值在4～8范围内。

所述分散剂为硬脂酸类、硬脂酸单甘油中的一种。

所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂或硅油粉末型消泡剂其中的至少一种。

所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型、单烷氧基焦磷酸酯其中的至少一种。

一种赭石碳纤维涂料板功能层制备方法：包括以下步骤。

⑴配方：经过试验确定功能层、材料组分B：水20％～30％、硅丙乳液10％～30％、硅溶胶5％～15％、负离子粉5％～30％、托玛琳粉6％～20％、海泡石粉5％～15％、重晶石粉5％～10％、石墨2％～5％、髙岭土粉2％～5％、锗石粉3％～5％、碳纤维粉0.2％～0.5％、纤维素0.2％、分散剂0.5％、消泡剂0.5％、钛酸酯偶联剂0.5％。

⑵混合搅拌：首先：把计量的硅丙乳液加入备分水中混合1min，其次；按比例掺入功能材料搅拌20min～40min，最后；按比例加入纤维素、分散剂和消泡剂搅拌10min～20min，搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡，影响涂料质量，经过滤存入涂料灌备用。

⑶喷涂：在制备的基板上喷涂，对有较大表面缺陷的应涂、刮腻子，以保证涂膜的平整和光滑感；分三次喷涂，喷粉后立即检查，若发现缺陷应及时处理，若固化后发现缺陷；其范围小仅局部而不影响，表面装饰，可用同色粉末加丙酮稀释后进行修补，如果范围大且影响表面质量，则用砂纸打磨后，再喷涂一次，厚度0.8～1.5㎜，常温固化4h～10h，制备成赭石碳纤维涂料板功能层，进入下道工序。

上述功能层组分协同作用，其作用机理如下。

⑴硅丙乳液属与改性乳液成膜过程：通过机械搅拌，将一定的比例的有机硅乳液和丙烯酸乳液混合，得到相对稳定的乳液。这个过程中两种乳液之间并没发生化学反应，然后将其与聚丙烯酸乳液进行共混，制备出杂化涂膜，成膜过程中，通过调控体系的pH值，SiO₂溶胶可在助溶剂的作用下，发生自身的溶胶－凝胶反应，在涂膜表面富集玻璃化状的Si-O-Si网状结构，这种乳液与功能基元材料混合提高了涂层的耐化学介质性能、涂膜光泽、附着力和耐洗刷性。

⑵硅丙乳液化学反应：将有机硅、单体通过化学键方式键合到丙烯酸聚合物上。自由基聚合法是通过引发剂引发，将表面处理过的纳米SiO₂与单体进行单体自由基聚合，从而制备硅－丙复合乳液的方法。聚合过程中，表面处理后的纳米SiO₂分散均匀，粒子不容易团聚，粒子保持一定的纳米特性，当单体从液滴扩散到连续相，将在SiO₂粒子表面富集，通过一定的作用机理在粒子表面形成包覆的聚合物保护层，这样不仅具有较好的形态，而且形成较强的氢键和化学键作用，SiO₂粒子与聚合物间的相容性增强，得到稳定和相容性较好的纳米SiO₂聚丙烯酸酯复合乳液，此乳液对功能层的功能基元材料起聚合作用。

⑶功能层形成；涂层中的硅丙乳液起着骨架的作用，功能基元材料为填料；填料粒子分布在硅丙乳液基质中形成有机物与无机物互穿网络的多孔结构功能层。具体物理化学性质和机械性能特征是；一方面硅丙乳液基质的性质决定了整个涂层的附着力、稳定性、耐热性、耐腐蚀性等物理机械性能，使得涂料能够牢固的附着于基板上面形成连续的薄膜；另一方面硅丙乳液在成膜收缩时，将粒子粘结起来，使粒子互相接触，形成导电网络。因此它对整个涂层的导电性和复合材料的功能性有着至关重要的影响。总体比较来看硅丙乳液综合性能较好，使用最多，而且其耐热、耐化学试剂及防水性能在常规涂料用树脂中均属上乘。

⑷要得到综合性能优良的电磁屏蔽涂料，主要的问题是要设计性能优良的导电填料。电磁屏蔽涂料屏蔽机理本质上是电磁波与物质相互作用，入射的电磁波通过介质表面的反射、在介质体内的吸收以及传输过程的损耗，最佳途径是降低电磁波的反射，把电磁波最大限度地吸收转化成热能或者其他形式的能。评价其性能的主要参数有损耗因子、复介电常数、复磁导率。

⑸同样要得到综合性能优良的多功能涂料，主要的问题是要设计性能优良的功能基元填料。把多种功能基元材料复合聚集在一体，产生新的更广泛功能。

⑹加入石墨和碳纤维粉起导电作用，不同导电填料对材料导电性能的影响是不一样的。粒子形状对导电性有较大影响，一般情况，絮团状粒子优于球状及片状粒子。而当球状填料与片状填料并用时的材料导电性优于单独使用任意一种填料时的导电性，这主要是由于粒子间接触面积增大所致。导电涂料的导电能力受两个关键因素的影响：一是粒子间的接触数目，也就是导电通路的多少；二是粒子间接触程度。因此在选用导电填料时，应考虑填料粒子的含量、形状、大小、尺寸极性大小等。导电填料是导电涂料的核心组成都分，应根据需要选择合适的导电填料的种类、形状和用量以获得满足技术要求的导电性能。纳米微粒尺寸小，比表面积大，具有很高的表面能，由于表面原子数增加，微粒内原子数减少，使能带中的电子能级发生分裂，分裂后的能级间隔正处于微波的能量范围内，导致新的吸波通道，从而对更宽频段的电磁波进行屏蔽。

⑺功能层导电性：只有在整个涂料系统中导电性填料形成网络状或蜂窝状结构才会具有良好的导电性。目前，比较流行的掺合型导电涂料的导电学说主要有两种；

一是“导电通道"学说。导电填料加入绝缘物母体中，导电微粒直接接触形成一种贯穿复合材料的连续网络使自由电子载流子通过颗粒网络自由移动，产生导电现象。其代表理论有Bueche提出的掺合型导电高聚物导电无限网链理论。该理论认为：在含有导电微粒的高聚物体系中，当导电微粒的浓度达到某一临界值后，体系中的金属微粒会“列队’’形成一种导电无限网链。这种作用如同桥的作用，使自由电子载流子从高聚物的这一端经过桥到另一端，从而使绝缘体变成半导体或导体。Schelkunofr认为掺合型电磁屏蔽导电涂层的导电性能和电磁屏蔽效能的优劣取决于涂层中导电微粒构成的导电网络质量，网链的层数多，网眼密，涂层的导电性能就好。关于网链形成的机理及网链结构的导电理论，由于该体系十分复杂，目前尚在探讨；

二是“遂道效应’’学说。当导电粒子紧密接近，但并未直接接触时，由于热振动使电子能够跃过颗粒间隙从而形成电流通道。或者由于导电粒子之间的高强电场产生发射电流使电子越过间隙能垒而导电。电子跃过绝缘体间隙的过程被称为跃迁或贯穿隧道，贯穿隧道是跃迁的一种特殊情况，这时电子在没有能量交换下由间隙一侧的离子或分子的价带跃入(或穿入)另一侧的导带。因此，导电粒子和树脂掺合体系必须具有粒子基本己呈电性接触，但是粒子表面有极薄的树脂膜，电阻式通路比重更大；粒子完全呈物理接触，形成导电通路的导电网络，才具有良好的导电性。影响粒子接近、接触的因素很多，从填料来说，包括填料的含量、形状、尺寸、极性大小等，特别是粒子的形体，如树枝状粒子间有三个以上的接触点；球状粒子只有三个接触点，而且接触面积小，只有在密集堆砌状态时才彼此接触。一般说来填料粒子小、比表面大、呈纤维状、树枝状或长径比大的片状，在具有一定润湿性的基料中适当分散，粒子间形成链状聚集体时就会有优良的导电性。从树脂基料来说，包括极性、结晶度、分子量，特别是它与填料的亲和性、对填料的吸附性和粘结情况影响粒子间的接触状态。

⑻屏蔽：按其机理分为电屏蔽(主要指静电场和交变电场屏蔽)、磁屏蔽(静磁场及交变磁场屏蔽)及电磁屏蔽(指电磁波屏蔽)。电磁屏蔽是抗干扰辐射的措施，也是提高电子系统和电子设备电磁兼容性的重要措施之一，它利用导电或导磁体的封闭面阻止或减少其内外两侧空间电磁能量传输。采用电磁屏蔽措施，既可抑制屏蔽室内电磁波外泄，抑制电磁干扰源，也可防止外部电磁波进入室内，能有效地抑制空间中传输的各种电磁干扰。

⑼微波吸收：对于射频，特别是微波辐射，也常利用吸收材料进行微波吸收。它是根据配谐振原理研制而成，主要是将微波能转化为热能。最常见的是应用吸波涂层吸收电磁辐射杂波，共吸收机理是在粘接剂中加入电损耗或磁损耗填料，利用电损耗物质在电磁场作用下产生传导电流或位移电流受到有限电导率的限定，从而使进入涂层中的电磁波转换为热能损耗掉；或是借助磁损耗材料内部极子在电磁场下运动受限定、磁导率限制而把电磁能转换为热能损耗掉。

⑽电磁屏蔽材料的屏蔽机理：目前，有效地抑制和防止电磁波辐射和泄露的方法是实行电磁屏蔽。电磁屏蔽一般是采用低电阻的金属良导体或导电树脂材料，或者高磁导率材料。当电磁波由空间射向这些材料时，在其表面产生反射、吸收与透射。电磁屏蔽就是利用金属导电体或者导磁体对电磁波的反射效应与吸收效应来达到抑制电磁辐射的目的。电磁屏蔽实质上是利用电磁感应现象来达到屏蔽作用的。在外界交变电磁场下，通过电磁感应，屏蔽壳体内产生感应电流，而这电流在屏蔽空间又产生了相反方向的电磁场，从而抵消了外界电磁场，达到屏蔽效果。电磁屏蔽，实际上为了限制从屏蔽材料的一空间向另一空间传递电磁能量。其基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程的损耗而产生屏蔽作用。

⑾产生热释电效应：主要是锗石粉和托玛琳石粉的掺入功能层与基板层复合协同而产生。热释电效应指的是极化强度随温度改变而表现出的电荷释放现象，这种释放携代微量元素。宏观上是温度的改变使材料的两端出现电压或产生电流。这种电流和人体生物电流相同；而且这些元素散发的启动波和人体细胞的启动波是同一种波动状态，人体细胞随着从托玛琳石、和锗石散发出的波动产生共鸣和共振，使人体细胞组织更具活力，通过人体皮肤吸收微量元素，使人体细胞组织更具活力。

⑿以多孔功能基材料、SiO₂作为骨架，将丙烯酸类相互贯穿，形成有机物与无机物互穿网络的多孔结构功能层，使制备的SiO2/有机聚合物复合产生协同作用有：阻尼、吸波、降解氡、透波、磨擦、屏蔽、杀虫、灭菌、阻燃、保温、吸声、吸潮调湿、稀释甲醛等有害气体等性能。

加入硅丙乳液使其具有良好的耐气候性、保光保色性，耐沾污性等特点，提髙了功能层的疏水性、耐气候性、颜料分散性、光泽保持性、耐污性和高粘结性，产生抗减色、涂膜不泛黄、耐紫外线、抗老化及隔热效能，使功能层的致密、坚韧、硬度、光泽提高。

加入硅溶胶其作用：硅溶胶中无数胶团聚合产生的无数网络结构孔隙，在一定的条件下能对无机物及有机物具有一定的吸附作用。自身风干即产生一定的粘接强度，但强度较小，如将硅溶胶加入某种纤维或粒状材料中，然后干燥固化即可成坚硬的凝胶结构，会产生较大的粘接性，把各种功能基元材料与硅溶胶稳定溶胶分散体混合。硅溶胶具有自身一般绝缘电阻为8×105Ω，但加入石墨等导电材料中，又会具有一定的导电性。

加入负离子粉使其具有净化空气、抑菌、除菌、除臭功能。并切永久释放负离子浓度1500个/cm3～2300个/cm3。

托玛琳石粉的掺入：使功能层产生多孔性、释放和吸附性，在无数的小孔中释放出氧，散发出人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素；对色素和细菌有吸附能力，能够产生永久性微弱电流0.06毫安，与通过人体神经的电流类似，放射远红外线4～14微米的成长光，提髙负离子的释放。

海泡石的加入使其具有增加调湿、保温、吸音功能；增強吸附、脫色、分散、热稳定性和可塑性，降低收缩率，调湿效果在温度25℃，湿度75％下，最大吸湿量分别达到4.85％；在温度25℃，35％下，最大放湿量1.83％。

重晶石粉掺入使其具有吸收X射线的性能和复合体产生协同效应；起到抗菌、杀虫、防辐射、降解氡的效果，增加漆膜厚度、強度及耐久性。

加入石墨使其具有导电性，由非导电材料变成半导体材料，提髙热释电效应，增加含碳量。

加入高岭土使其具有易分散悬浮物于水中，提高可塑性和粘结性，产生很低的阳离子交换量，对钾离子、钠离子和有害介质有很強的吸附能力。

锗石粉含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素，这些元素散发的启动波和人体细胞的启动波是同一种波动状态，人体细胞随着从锗石散发出的波动产生共鸣和共振，使人体细胞组织更具活力，并促进血液循坏、增强新陈代谢。

加入碳纤维粉起提髙物理机械性能作用，电化学性能，由高电阻率非导电材料，变成半导体材料、导电性能材料或铁氧体导磁材料；并且产生智能化特征。

掺入纤维素使其具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保护水分和提供保护胶体等特性。

掺入分散剂的作用是减少完成分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的功能基元材料分散体，改性功能基元材料粒子表面性质，调整功能基元材料粒子的运动性：缩短分散时间，提高光泽，提高着色力和遮盖力，改善色性和调色性，防止浮色发花，防止絮凝，防止沉降，更好的发挥功能基元材料复合特性。

掺入消泡剂其作用是动态消泡、分散性好、消泡能力强亲和性好，不易产生缩孔和鱼眼。

掺入钛酸酯偶联剂是起桥梁作用，通常两端分别连接有机物和无机物，增加了填料树脂基的结合力，提髙了涂层的导电性和物理机械性能；偶联剂还能在无机物表面形成一层包覆薄膜，增加涂层的分散性，经偶联剂改性的涂层，光滑、平整、美观。

一种赭石碳纤维涂料板、涂装层、组分C：水20％～40%、焦磷酸钠0.1％～0.8％、硅溶胶2.5％～3％、各色色素10％～40％、氟硅乳液10％～20％。

所述焦磷酸钠为十水焦磷酸钠或无水焦磷酸钠中的一种。

所述硅溶胶为改性纳米硅酸溶胶；粘接性为46.7Kg/c㎡，比表面积为250～300/g。

所述各色色素为有机红色浆、有机蓝色浆、铁红、铁黄、铁黑、铬綠等各种色料调制成。

所述氟硅乳液为改性丙烯酸乳液。

一种赭石碳纤维涂料板、涂装层制备方法：包括以下步骤。

⑴配方：经过试验确定合适的涂装层、材料组分C；水20％～40%、焦磷酸钠0.1％～0.8％、硅溶胶2.5％～3％、各色色素10％～40％、氟硅乳液10％～20％计量配备。

⑵混合搅拌：首先；焦磷酸钠和水放在一起混合搅拌时间1min，其中；加入硅溶胶轻微搅拌时间2min，其次；加入色素，色素要根据花纹的大小、颜色的深浅调制，轻微搅拌时间5min～15min，最后；加入氟硅乳液、轻微搅拌时间10min～20min，轻微搅拌转速应控制在100~200r/min。

⑶喷涂：在功能层上使用专用喷枪进行喷涂，涂层厚0.4㎜～0.8㎜，气温在8℃以上、湿度在80％以下，在常温环境固化10h～20h，制备成赭石碳纤维涂料板、涂装层。

上述涂装层、组分C协同作用，其作用机理如下。

实际上是一种水性乳胶涂料的小液滴构成涂料的分散相，保护胶水溶液构成连续相的多相悬浮体。要得到均匀稳定的悬浮体、就必须实行把水性乳胶涂料滴加到保护胶水溶液中这一过程。同时在这一过程中不发生向对水性乳胶涂料的稀释，乳胶涂料的凝结以及颜料向保护胶水溶液中渗透等。这一现象称为w/w型多彩涂料：它是以具有原乳胶涂料、配比物的小滴分散其中；形成保护胶水溶液连续相包裹着乳胶涂料小滴的悬浮体。要想实现这种水包水的悬浮体，就必须在把水性乳胶涂料分散于保护胶水溶液中的瞬间，在涂料滴的表面形成一层不溶于水的柔性膜，这层柔性膜、除了能够阻止膜内涂料组分及膜外的保护胶液组分互相扩散外，还防止颜料滴之间不发生聚集凝结。喷涂施工后起先湿膜中的涂料滴、仍保护在水相中悬浮状态随着涂膜中水分子的挥发，涂料滴、相互堆砌、融合、最终形成窂固的多彩花纹涂膜。

加入焦磷酸钠其作用：有反絮凝作用，使油脂起乳化作用，这称为胶溶性质。亦能使表面活性剂溶液进一步降低表面张力和界面张力，起到洗涤的作用。焦磷酸钠在水性涂料中可降低水的硬度，与涂料起乳化作用。加入硅溶胶其作用：硅溶胶中无数胶团聚合产生的无数网络结构孔隙，在一定的条件下能对无机物及有机物具有一定的吸附作用。自身风干即产生一定的粘接强度，但强度较小，如将硅溶胶加入某种纤维或粒状材料中，然后干燥固化即可成坚硬的凝胶结构，会产生较大的粘接性。把各色色漆与硅溶胶稳定溶胶分散体混合，使硅溶胶凝胶包裹在漆的表面，从而生产出一个色漆相互独立，其表面被薄层胶包裹的多彩涂料。硅溶胶具有自身一般绝缘电阻为8×105Ω，但加入石墨等导电材料中，又会具有一定的导电性。

加入各色色素其作用：调色制成花纹的大小不一、颜色深浅不同的图案。

加入氟硅乳液其作用：赋予涂膜优异的耐候性、耐久性、耐化学药品性、防腐性、绝缘性、低温柔韧性好、憎水性、非粘附性及耐污染性。

与现有技术相比，本发明具有积极有益效果。

本发明应用赤铁矿尾矿为主体，碳纤维作增強体，掺入功能基元材料经过流浆法制坯，压制成免烧、免蒸的复合板，其功能是。

具有高比强度、高比模量、高韧性、密度小、耐腐蚀。弹性好、漆膜有很强的柔韧性；透气防水功能佳；超耐擦洗；超强抗霉菌，持久亮丽；高遮盖力、涂布面积广；流平性优异，气味清新芳香、超低VOC；多种可选颜色更易施工。

⑴其技术参数为密度0.95～1.20g/cm3，抗拆强度＞9Mpa，导热系数＜0.25w/m.k，抗冲击强度＞2.0KJ/mm2，螺钉拔出力＞75N/mm，干缩率＜0.2%，含水率＜10%，粘度B30～75、细度μm≤100、遮盖力g/m≤300、涂膜外观、平整、色泽均匀，附着力100％，耐水性、无脱落、起泡和皱皮，耐干擦性≤1级，耐洗刷性≥300，次释放负离子浓度2270个/cm3，远红外发射波长4～16um、法向全发射率达到88％，防辐射、防静电遮挡率达到99％，调湿效果在温度25℃、湿度75％下、最大吸湿量分别达到4.85％，在温度25℃、35％下、最大放湿量达到1.83％，具有热释电效应，在温度15℃～60℃时测试：电流0.05mA～0.2mA、电阻1K～50K、电圧0.3V～0.6V、永久释放微量元素。

具有永久释放负离子，远红外线、导电性好、对温度和应力敏感、具有自感知、内部应力及一系列电磁屏蔽智能性。

⑶具有吸湿、调解干湿、降解氡、杀虫、灭菌、吸音、产生热释电效应、永久释放微量元素功能。

⑷具有髙光泽、色彩深浅随意、花纹大小随意、涂层耐磨损、耐洗刷、耐髙温、耐酸雨、附着力強、延展性佳、防雨、防霉、有天然花岗岩效果。

⑸该材料能切、能锯、直接使用，不须二次涂装、施工简方便、成本低性能好，适应家装、工装。可回收再利用，减少污染、减少碳排放，是绿色生态环保有智能功能性材料。

热释电效应：约在公元前300年人们就发现了热释电效应。不是热释电的现代名称，是1824年才由布鲁斯特引入的。热释电效应很早就被发现的原因是他们很容易显示出来。关于热释电效应的最早记录就是电气石吸引轻小物体。早期主要是对现象的描述，从19世纪末开始，随着近代物理的发展，关于热释电效应定量和理论的研究日益发展。定义是温度的改变产生电流和电压；产生电流和电压的机制不同、是半导体材料。本发明的材料测试：温度由15℃上升到60℃时，电流的变化为0.05mA上升到0.2mA。远红外发射波长4～16um、法向全发射率达到88％，表明产生了热释电效应。

保健作用：使用本发明材料装饰室内，在常温时能产生0.05mA～0.1mA，装在有地暖地面上取暖季能产生0.1mA～0.2mA。随着波动电流的变化在无数的小孔中释放出氧，散发出人体所必需的钾、钠、钙、镁、磷常量元素和锌、铁、硒、铜、锶、碘、氟、偏硅酸等十八种微量元素。这些元素散发的启动波和人体细胞的启动波是同一种波动状态，人体细胞随着从赭石碳纤维涂料板散发出的波动产生共鸣和共振。使人体细胞组织更具活力，并促进血液循坏、增强新陈代谢、及进排除体内废物。同时波动电流的变化也对色素和细菌有吸附能力。

防火报警作用：本发明材料可作温度传感器使用，在装修时把室内划分成区；区在划分成面；面再划分成点。如卧室区、客厅区，墙面、地面，奌步位、前、后、左、右、上、中、下。每部分的输出引线送到控制奌，编程处理、输入控制噐进入安防系统。当某一点的温度升髙超过定值就会发出报警、并显示出具体位置。于现有防火报警系统相比，省去传感器、装饰材料变成传感器、布控全方位没有死角，投资少、成本低、便于推广应用。最适应宾馆、酒店、商场、会议室、办公场所、学校、影院、医院、疗养院、歌厅、舞厅、网吧等场所使用。

防盜报警作用：本发明材料可作热释电红外传感器应用，在板材的两端各做引出电极，装修时也化分成区、面、奌使用；程热释电板监测布局。在热释电板监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T=O，传感器无输出。在自然界，任何高于绝对温度(-273℃)时物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低有关。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37℃度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线聚集到热释电板上，热释电板在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。若有人体进入识别区后不动，则温度没有变化，热释电板也没有信号输出，所以这种热释电板适合检测人体或者动物的活动情况，起到防盜报警作用。热释电板的主要工作参数：工作电压3～15V，工作波长7.5～14μm，源极电压0.4～1.1V，R=47kΩ，输出信号电压大于2.0V，检测距离:常用热释电板检测距离小于2m，工作温度－10℃～＋40℃。

压敏性：本发明材料可作压力传感器应用，在板材的两端各做引出电极，做成电阻应变板，是一种被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。当电阻应变板受力发生应力变化时，使电阻应变板的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变板在受力时产生的阻值变化通常较小，一般将这种应变板组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。利用这种材料的墙体、地板和顶板，可预报和测试受力情况。

不但具有纤维增强硅酸钙板、各项物理性能。而且，还能永久释放负离子浓度2270个/cm3。远红外发射波长4～16um、法向全发射率达到88％。防辐射、防静电遮挡率达到99％。调湿效果在温度25℃、湿度75％下、最大吸湿量分别达到4.85％，在温度25℃、35％下、最大放湿量达到1.83％。具有热释电效应，在温度15℃～60℃时测试：电流0.05mA～0.2mA、电阻10K～50K、电圧0.3V～0.6V、永久释放微量元素。具有净化室内空气功能、保健防辐射功能和智能化功能。本发明由于应用功能基元材料改进制备方法与硅酸钙纤维板生产工艺相比利用铁尾矿80％，降低生产成本10％，减少碳排放90％，减少设备投资30％，产品可回收再利用，投资成本低绿色、生态、环保。充分发挥功能基元材料复合作用，产生以上各种效果。

本发明应用领域：在房屋建设领域，主要应用于室内隔墙墙面、室内吊顶、天花板、室内地面铺设。在室外环境可以利用其防水防火强度高的特点，用作外墙挂板或外墙贴面。并可以用于内外墙保温及永久性模板。在工业领域可以利用其防火耐高温的特点，用于发电厂烟道，锅炉、化工管道保温、工业用干燥炉等设备的炉壁以及轮船的隔舱板等。在电力,电信,科研院所行业可以利用其电磁波屏蔽性能；用于变电站、机站、机房、实验室、教研室等场所防静电防辐射材料，在安防领域可带替传感器使用，是綠色建筑不可缺少的重要材料。

具体实施方式

实施例1：赭石碳纤维涂料板制作，包括。

基板层、材料组分A：是赤铁矿尾矿75％、水泥12％、海泡石粉10％、石膏3％，碳纤维0.3％、外加剂的加入量是占水泥用量（质量）0.04％。水的加入量是占赤铁矿尾矿、海泡石粉、水泥、石膏总质量的20％～30％选取水。

功能层、材料组分B：水20％、硅丙乳液20％、硅溶胶5％、负离子粉13％、托玛琳粉10％、海泡石粉10％、重晶石粉5％，石墨5％、髙岭土粉5％、锗石粉5％、碳纤维粉0.3％、纤维素0.2％、分散剂0.5％、消泡剂0.5％、钛酸酯偶联剂0.5％。

涂装层、材料组分C；水40%、焦磷酸钠0.1％、硅溶胶2.5％、各色色素40％、氟硅乳液20％。

制备步骤。

⑴基板层制浆工段：将计量后碳纤维加入水，浸泡2～4h备用；赤铁矿尾矿粉、水泥、海泡石粉、石膏粉等用螺旋输送机送入粉料计量秤计量后再下料；最终掺加改善功能的材料三乙醇胺；粉状物料、水和碳纤维等在逆流式拌和机内充沛拌合制成必定浓度的料浆，送至储浆池。

⑵储浆磨浆及预拌和：在储浆池中料浆，由泵定量均匀地供应单盘磨浆机、研磨处置，进一步拌合料浆，然后送入储浆机内贮存待用；磨好的料浆再由储浆机进入设称重浓度显现体系的预拌和罐内拌和，能够检测出料浆的质量浓度并主动调理流量大小；恒定的料浆浓度能够安稳流浆制板机的操作并方便地调理板厚。

⑶制板及堆垛：料浆经流浆箱后均匀流出铺在运转的工业毛毯上，通过真空体系的抽吸滤水，薄料层环绕在成型筒上，通过多层环绕到达设定的料坯厚度时，主动出刀堵截料坯,将料坯输送至、接坯切开机；制板机选用必定直径的成型筒，一次下坯经切开后成规范板坯,规范板坯：2.44m×1.22m,切开后的板坯经堆垛机，采纳一张模板一张板坯交替堆垛的方法，充沛确保板坯平坦；堆垛机装备伺服电机，可精确操控速度及方位精度；维护小车及模板小车的高度由两台升降渠道主动调理,整个制板、接坯、堆垛、全过程选用可编程操控器主动操控。

⑷湿坯堆垛后经8～12h的预维护，使板坯到达前期强度，以利于机械脱模堆垛；板坯预维护、选用天然维护,生产高密度板时，运用行车把板垛吊运至液压机进行加压，保压10～20min后，把加压后的板垛吊运回板垛小车上；预养后的板坯送至脱模机下，完结脱模堆垛送入常温养护区，养护28天。

⑸砂光、磨边：达到赭石碳纤维涂料板基板层基板标准2.40m×1.20m,，进入下道工序。

⑹功能层制备混合搅拌首先；按备分、的硅丙乳液加入备分水中混合1min，其次按比例掺入功能材料搅拌20~40min，最后按比例加入附加剂搅拌15min。搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡，影响涂料质量，经过滤存入涂料灌备用。

⑺喷涂：在制备的基板层基板上喷涂，对有较大表面缺陷的应刮腻子处理，以保证涂膜的平整和光滑分三次喷涂，喷粉后立即检查，若发现缺陷应及时处理，若固化后发现缺陷，其范围小仅局部而不影响，表面装饰，可用同色粉末加丙酮稀释后进行修补，如果范围大又影响表面质量，则用砂纸打磨后，再喷涂一次。厚度0.8～1.5㎜，常温固化4h～10h进入下道工序。

⑻涂装层、制备：混合搅拌首先；焦磷酸钠和水放在一起混合搅拌时间1min，其中；加入硅溶胶轻微搅拌时间2min，其次；加入氟硅乳液轻微搅拌时间10min～20min，轻微搅拌转速应控制在100~200r/min，备用。

⑼喷涂：在功能层上使用专用喷枪进行喷涂，涂层厚0.4㎜～0.8㎜，气温在8℃以上、湿度在80％以下，在常温环境固化10h～20h，制备成赭石碳纤维涂料板。

实施例二：赭石碳纤维涂料制作，包括。

⑴配料组分设计：水20％、硅丙乳液20％、硅溶胶5％、负离子粉10％、托玛琳粉10％、海泡石粉10％、重晶石粉5％，石墨5％、髙岭土粉5％、锗石粉5％、着色颜料3％、碳纤维粉0.3％、纤维素0.2％、分散剂0.5％、消泡剂0.5％、钛酸酯偶联剂0.5％。

⑵浆料的制备：首先将水、分散剂、消泡剂、防腐剂等液体物料投入分散罐中，搅拌均匀，在搅拌状态下将负离子粉、托玛琳粉、海泡石粉、重晶石粉、石墨、髙岭土粉、碳纤维粉、锗石粉和着色颜料依次投入，并加速分散20~40min。

⑶涂料配制：在调漆罐中投入，硅丙乳液、硅溶胶、再加入纤维素、消泡剂的加入方式一半加到浆料中去，另一半加到配漆过程中，这样能使消泡效果更好，搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡，影响涂料质量，搅拌15min，左右，至完全均匀后，检测出料。

⑷涂料过滤：在乳胶漆的生产过程中，由于少部分颜（填）料、尚未被分散，或因破乳化成颗粒，或有杂质存在于涂料中，因此此时的涂料需经过滤除去粗颗粒和杂质才能获得质量好的制品，可根据制品的要求不同，选用不同规格的筛网过滤得到赭石碳纤维涂料。

赭石碳纤维涂料板具有以下技术性能：密度0.95～1.20g/cm3，抗拆强度＞9Mpa，导热系数＜0.25w/m.k，抗冲击强度＞2.0KJ/mm2，螺钉拔出力＞75N/mm，干缩率＜0.2%，含水率＜10%。粘度B30～75、细度μm≤100、遮盖力g/m≤300、涂膜外观、平整、色泽均匀，附着力100％，耐水性、无脱落、起泡和皱皮，耐干擦性≤1级，耐洗刷性≥300，负离子浓度2270个/cm3。远红外发射波长4～16um、法向全发射率达到88％。防辐射.防静电遮挡率达到99％。调湿效果在温度25℃，湿度75％下，最大吸湿量分别达到4.85％。在温度25℃，35％下，最大放湿量1.83％。具有热释电效应，在温度15℃～60℃时测试：电流0.05mA～0.2mA、电阻1K～50K、电圧0.3V～0.6V。

参考文献。

《碳纤维增强水泥基复合材料的发展与研究》、(西北工业大学材料学院，西安710072)李克智、王闯、李贺、石振海。

《鄂西赤铁矿尾矿制备免烧砖工艺及机理研究》、(武汉理工大学)、张婷婷。

《生态环保型建筑功能基元材料》，(西南科技大学材料科学与工程学院)，董发勤、王光华、张宝述、杨玉山。

《高性能碳纤维屏蔽纸的研制及性能研究》，（陕西科技大学），董艳晖。

《水性仿花岗岩多彩涂料的研发与应用》，（宁波、薪安涂料有限公司），胡锦平。

《水性石墨导电涂料性能研究》，（南京工业大学、材料科学与工程学院，江苏南京210009），王恒飞,张其士。

《检测报告》。

Claims

1.一种赭石碳纤维涂料板，包括基板层组分A、功能层组分B和涂装层组分C，制备方法，以重量百分比计：其特征在于，包括以下步骤：

⑴.基板层的配料设计：基板层组分A：赤铁矿尾矿40%－80％、水泥8％～30％、海泡石粉10％～30％、石膏2％～6％，碳纤维0.2％～0.9％、三乙醇胺的加入量是占水泥用量质量0.01％～0．07％：水的加入量是占赤铁矿尾矿、海泡石粉、水泥、石膏总质量的10％～35％配备；

⑵.制浆工段：将计量后碳纤维加入水中，浸泡2～4h备用；赤铁矿尾矿粉、水泥、海泡石粉、石膏粉等用螺旋输送机送入粉料计量秤计量后再下料；最终掺加改善功能的材料三乙醇胺；粉状物料、水和碳纤维等在逆流式拌和机内充沛拌合制成必定浓度的料浆，送至储浆池；

⑶.储浆磨浆及预拌和：在储浆池中料浆，由泵定量均匀地供应单盘磨浆机匀磨处置，进一步拌合料浆，然后送入储浆机内贮存待用；磨好的料浆再由储浆机进入设称重浓度显现体系的预拌和罐内拌和，能够检测出料浆的质量浓度并主动调理流量大小；恒定的料浆浓度能够安稳流浆制板机的操作并方便地调理板厚；

⑷.制板及堆垛：料浆经流浆箱后均匀流出铺在运转的工业毛毯上，通过真空体系的抽吸滤水，薄料层环绕在成型筒上，通过多层环绕到达设定的料坯厚度时，主动出刀堵截料坯,将料坯输送至接坯切开机；制板机选用必定直径的成型筒，一次下坯经切开后成规范板坯,规范板坯：2.44m×1.22m,切开后的板坯经堆垛机，采纳一张模板一张板坯交替堆垛的方法，充沛确保板坯平坦；堆垛机装备伺服电机，可精确操控速度及方位精度；维护小车及模板小车的高度由两台升降渠道主动调理整个制板、接坯、堆垛全过程选用可编程操控器主动操控；

⑸.预维护和脱模：湿坯堆垛后经8～12h小时的预维护，使板坯到达前期强度，以利于机械脱模堆垛；板坯预维护选用天然维护，生产高密度板时，运用行车把板垛吊运至板垛液压7000吨以上压机进行加压，保压10～20min后，把加压后的板垛吊运回板垛小车上；预养后的板坯送至脱模机下，完结脱模堆垛送入常温养护区，养护28天；

⑹.砂光、磨边：达到赭石碳纤维涂料板基板层标准，2.40m×1.20m,进入下道工序；

⑺.功能层的配料设计：功能层组分B水20％～30％、硅丙乳夜10％～30％、硅溶胶5％～15％、负离子粉5％～30％、托玛琳粉6％～20％、海泡石粉5％～15％、重晶石粉5％～10％，石墨2％～5％、髙岭土粉2％～5％、锗石粉3％～5％、碳纤维粉0.2％～0.5％、纤维素0.1％～0.4％、分散剂0.2％～0.7％、消泡剂0.2％～0.8％、钛酸酯偶联剂0.5％～1.5％计量配备；

⑻.混合搅拌：首先按配比的硅丙乳液加入配比水中混合1min，其次按比例掺入功能材料搅拌20min～40min，最后按比例加入纤维素、分散剂和消泡剂搅拌10min～20min，搅拌转速应控制在200~400r/min以防生产过程中引入大量气泡，影响涂料质量，经过滤存入涂料灌备用；

⑼.喷涂：在制备的基板层上喷涂，对有较大表面缺陷的应涂刮腻子，以保证涂膜的平整和光滑感；分三次喷涂，喷粉后立即检查，若发现缺陷应及时处理；若固化后发现缺陷，其范围小，仅局部而不影响表面装饰，可用同色粉末加丙酮稀释后进行修补，如果范围大且影响表面质量，则用砂纸打磨后，再喷涂一次，厚度0.8～1.5㎜，固化4h～10h，进入下道工序；

⑽.涂装层的配料设计：涂装层组分C：水20％～40%、焦磷酸钠0.1％～0.8％、硅溶胶2.5％～3％、各色色素10％～40％、氟硅乳液10％～20％计量配备：

⑾.混合搅拌：首先，焦磷酸钠和水放在一起混合搅拌1min，其次，加入硅溶胶轻微搅拌2min，再次，加入色素，色素要根据花纹的大小、颜色的深浅调制，轻微搅拌5min～15min，最后，加入氟硅乳液轻微搅拌10min～20min；轻微搅拌转速应控制在100~200r/min，存入涂料灌备用；

⑿.喷涂：在功能层上使用专用喷枪进行喷涂，涂层厚0.4㎜～0.8㎜，气温在8℃以上、湿渡在80％以下，在常温环境固化10h～20h，制备成赭石碳纤维涂料板。

2.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述赤铁矿尾矿、铁矿尾矿或大理石尾矿其中的至少一种，其细度大于60目；所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥其中的至少一种；所述石膏为硬石膏、半水石膏、二水石膏其中的至少一种、其细度大于100目。

3.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述碳纤维为短切碳纤维、長切碳纤维或碳纤维粉其中的至少一种，其抗拉强度0.5～0.8GPa；所述三乙醇胺为次氮基三乙醇、三羟基三乙胺、氨基三乙醇或三(2-羟乙基)胺其中的至少一种。

4.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述硅丙乳液为水性聚氨酯纳米二氧化硅复合乳液、纯硅丙乳液或弹性硅丙乳液其中的至少一种。

5.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述负离子粉为人工合成粉或配比复合矿物粉其中的至少一种，负离子浓度大于40000个/cm3，细度在300目以上；所述托玛琳粉细度为300目～1250目；所述海泡石粉一种，SiO2含量54％～60%，MgO含量21％～25%以上，细度大于100目。

6.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述重晶石粉为轻质硫酸钡或重晶石粉其中的至少一种，细度大于500目；所述石墨为浸树脂碳石墨、浸金属碳石墨或碳石墨其中的至少一种；所述髙岭土粉比表面积大于1500㎡/㎏，细度大于300目；所述锗石粉细度300目～1250目；所述碳纤维粉至少一种，细度500目以上。

7.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述纤维素为羟丙基甲基纤维素、木质纤维素或羟乙基纤维素其中的一种，PH值在4～8范围内；所述分散剂为硬脂酸类、乙悕基双硬脂酸类或硬脂酸单甘油其中的一种；所述消泡剂为改性聚硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂或硅油粉末型消泡剂其中的至少一种；所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基型或单烷氧基焦磷酸酯其中的至少一种。

8.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述十水焦磷酸钠或无水焦磷酸钠其中的一种；所述硅溶胶为改性纳米硅酸溶胶一种，粘接性46.7Kg/C㎡，比表面积250～300/g，所述氟硅乳液为氟硅改性丙烯酸乳液一种，所述各色色素为各种色料调制成。

9.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述赭石碳纤维涂料板为赭石碳纤维水泥板，赭石碳纤维橡胶板，赭石碳纤维塑料板，赭石碳纤维树脂板或赭石碳纤维PVC板，其中的至少一种。

10.根据权利要求1所述赭石碳纤维涂料板，其特征在于，所述赭石碳纤维涂料为赭石碳纤维粉末涂料或赭石碳纤维水性涂料，其中的至少一种。