CN107021669A - 一种环保建筑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂15～25份、糖醇树脂7～10份、秸秆10～20份、膨润土8～13份、硅藻土25～35份、纤维3～6份、钛白粉4～7份、水滑石2～3份、沸石1～2份、ACR增韧剂0.5～1.5份。所述环保建筑材料在建筑材料原有的性能基础上提高了韧性、抗拉强度以及环保性能，成本低，适合推广。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种环保建筑材料及其制备方法。
背景技术
在建筑物中使用的材料统称为建筑材料，是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括：木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括：各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指：用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。
但目前专用建筑材料中仍然存在抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点，而由此造成的建筑裂缝导致工程事故的发生。建筑材料的裂缝直接影响着结构的耐久性和工程的使用寿命，最终导致其过早地劣化甚至完全丧失使用功能。有研究将聚丙烯纤维和钢纤维添加在建筑材料的制备过程当中，虽然一定程度上起到了减轻建筑材料早期开裂，提高材料抗弯韧度等作用，但在直接拉伸荷载作用下仍发生应变软化破坏，开裂后裂缝马上进入局部化扩展阶段。
此外，国内也十分重视环保节能型建材，逐步开始被应用推广。中国目前已开发的“绿色建材”有纤维水泥板、硅酸钙板、陶瓷、玻璃、管材、复合地板、地毯、涂料、壁纸等，同时也是天然石材木材的最佳替代产品，大大降低了环境污染和资源浪费造成的危害，得到了建筑装饰行业的追捧。因此，本发明提出一种既具有高韧性、同时绿色环保的新的建筑材料。。
发明内容
本发明提供了一种环保建筑材料及其制备方法，所述环保建筑材料在建筑材料原有的性能基础上提高了韧性、抗拉强度以及环保性能，成本低，适合推广。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂15～25份、糖醇树脂7～10份、秸秆10～20份、膨润土8～13份、硅藻土25～35份、纤维3～6份、钛白粉4～7份、水滑石2～3份、沸石1～2份、ACR增韧剂0.5～1.5份。
优选的，所述环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂18～20份、糖醇树脂7.5～9.3份、秸秆13～17份、膨润土10～12份、硅藻土27～32份、纤维4～5份、钛白粉5～6份、水滑石2.3～2.8份、沸石1.3～1.6份、ACR增韧剂0.7～1.2份。
优选的，包括以下重量份的原料：热塑性树脂19份、糖醇树脂8.2份、秸秆15份、膨润土11份、硅藻土30份、纤维4.5份、钛白粉5.3份、水滑石2.7份、沸石1.4份、ACR增韧剂0.8份。
优选的，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至150～250℃，反应20～50分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2～3次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，升温至100～110℃，停止加热，继续搅拌20～50分钟，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
优选的，所述步骤（2）和步骤（5）中升温速度为2℃/min。
优选的，所述步骤（5）中搅拌速度为80～120r/min。
优选的，所述步骤（6）中挤压成型的压力为30～50MPa。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述环保建筑材料在建筑材料原有的性能基础上提高了韧性、抗拉强度以及环保性能，适合推广，具体如下：
（1）本发明所述的环保建筑材料以热塑性树脂、膨润土和硅藻土做为原料，并且添加了ACR增韧剂，除了具备不燃、隔音、防水、重量轻以及隔热等特点外，还能有效的提高其韧性和抗拉强度；
（2）本发明所述的环保建筑材料添加了硅藻土，具有除湿、除臭、净化室内空气等作用，是优良的环保型室内外装修材料；
（3）本发明所述的环保建筑材料添加秸秆，以秸秆为原料，变废为宝，降低了生产成本，解决了秸秆燃烧污染环境的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂15份、糖醇树脂7份、秸秆10份、膨润土8份、硅藻土25份、纤维3份、钛白粉4份、水滑石2份、沸石1份、ACR增韧剂0.5份。
其中，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至150℃，升温速度为2℃/min，反应20分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，升温至100℃，升温速度为2℃/min，停止加热，继续搅拌20分钟，搅拌速度为80r/min，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，挤压成型的压力为30Mpa，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
实施例2
本实施例涉及一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂25份、糖醇树脂10份、秸秆20份、膨润土13份、硅藻土35份、纤维6份、钛白粉7份、水滑石3份、沸石2份、ACR增韧剂1.5份。
其中，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至250℃，升温速度为2℃/min，反应20分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，升温至110℃，升温速度为2℃/min，停止加热，继续搅拌50分钟，搅拌速度为120r/min，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，挤压成型的压力为50MPa，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
实施例3
本实施例涉及一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂18份、糖醇树脂7.5份、秸秆13份、膨润土10份、硅藻土27份、纤维4份、钛白粉5份、水滑石2.3份、沸石1.3份、ACR增韧剂0.7份。
其中，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至200℃，反应40分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，搅拌速度为100r/min，升温至105℃，停止加热，继续搅拌30分钟，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，挤压成型的压力为40Mpa，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
其中，所述步骤（2）和步骤（5）中升温速度为2℃/min。
实施例4
本实施例涉及一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂20份、糖醇树脂9.3份、秸秆17份、膨润土12份、硅藻土32份、纤维5份、钛白粉6份、水滑石2.8份、沸石1.6份、ACR增韧剂1.2份。
其中，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至250℃，反应20分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，搅拌速度为120r/min，升温至110℃，停止加热，继续搅拌50分钟，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，挤压成型的压力为50Mpa，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
其中，所述步骤（2）和步骤（5）中升温速度为2℃/min。
实施例5
本实施例涉及一种环保建筑材料，包括以下重量份的原料：热塑性树脂19份、糖醇树脂8.2份、秸秆15份、膨润土11份、硅藻土30份、纤维4.5份、钛白粉5.3份、水滑石2.7份、沸石1.4份、ACR增韧剂0.8份。
其中，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
一种制备所述环保建筑材料的方法，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至250℃，反应50分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，搅拌速度为80r/min，升温至100℃，停止加热，继续搅拌20分钟，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，挤压成型的压力为30Mpa，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
其中，所述步骤（2）和步骤（5）中升温速度为2℃/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种环保建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性树脂15～25份、糖醇树脂7～10份、秸秆10～20份、膨润土8～13份、硅藻土25～35份、纤维3～6份、钛白粉4～7份、水滑石2～3份、沸石1～2份、ACR增韧剂0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的环保建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性树脂18～20份、糖醇树脂7.5～9.3份、秸秆13～17份、膨润土10～12份、硅藻土27～32份、纤维4～5份、钛白粉5～6份、水滑石2.3～2.8份、沸石1.3～1.6份、ACR增韧剂0.7～1.2份。
3.根据权利要求1所述的环保建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：热塑性树脂19份、糖醇树脂8.2份、秸秆15份、膨润土11份、硅藻土30份、纤维4.5份、钛白粉5.3份、水滑石2.7份、沸石1.4份、ACR增韧剂0.8份。
4.根据权利要求1所述的环保建筑材料，其特征在于，所述ACR增韧剂为核壳增韧剂。
5.一种制备权利要求1～4任一项所述环保建筑材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按上述配方称取热塑性树脂、糖醇树脂、秸秆、膨润土、硅藻土、纤维、钛白粉、水滑石、沸石、ACR增韧剂，备用；
（2）将热塑性树脂、糖醇树脂和纤维放入反应釜中搅拌混合均匀，升温至150～250℃，反应20～50分钟，得混合物料，冷却至常温，备用；
（3）对秸秆进行干燥处理，使其含水量低于7%，然后置于粉碎机中粉碎至2～8mm的秸秆段，将粉碎完成的秸秆段置于无氧环境中碳化，制得碳化秸秆颗粒，备用；
（4）将膨润土、硅藻土、钛白粉、水滑石、和沸石放入搅拌器中混合均匀，然后置于研磨机中研磨2～3次，得混合粉末；
（5）将步骤（2）得到的混合物料、步骤（3）得到的碳化秸秆颗粒及步骤（4）得到的混合粉末放入反应釜中加热搅拌，升温至100～110℃，停止加热，继续搅拌20～50分钟，得建筑材料母料；
（6）将步骤（5）得到的建筑材料母料先置于挤压机中挤压成型，然后置于烘干机中烘干即可得到所述环保建筑材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）和步骤（5）中升温速度为2℃/min。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中搅拌速度为80～120r/min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中挤压成型的压力为30～50MPa。
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