CN107033692A - 一种保温隔热的建筑材料 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种保温隔热的建筑材料，该建筑材料中，每100份重量份中，含有以下组份：吸湿材料1～40重量份，隔热材料2～20重量份，无机填料30～70重量份，乳液12～40重量份，助剂0.01～1重量份，防霉材料0.1～5重量份，余量为水；其中，该防霉材料包含载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu‑ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌。

Description

一种保温隔热的建筑材料
技术领域
本申请涉及建筑材料领域，尤其涉及一种保温隔热的建筑材料。
背景技术
在建筑物中使用的材料统称为建筑材料。新型的建筑材料包括的范围很广，有保温材料、隔热材料、高强度材料、抗菌材料、会呼吸的材料等都属于新型材料。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。
建筑乳胶涂料以其优良的成膜性能和环境友好性，发展迅猛，拥有广阔市场，如今已经发展成为建筑装饰装修材料中应用最广的建筑材料。但是由于建筑乳胶涂料的涂膜没有溶剂型建筑涂料致密，容易受到细菌及微生物的侵蚀而出现霉斑，不仅影响建筑物的美观，同时给人体健康带来危害。
此外，目前建筑物大多采用玻璃、木制品、纸制品、涂料等材料，这些材料的吸水性都很差，在湿度较大的南方地区，有大量水蒸气出现结雾现象，会诱发霉菌的大量生长。
发明内容
本发明旨在提供一种保温隔热的建筑材料，以解决上述提出问题。
本发明的技术方案中提供了一种保温隔热的建筑材料，该建筑材料具体为一种涂覆材料，该材料除了具有内墙涂料装饰装修的基本功能外，还具有隔热效果，此外还具有高效防止、抑制霉菌生长的效果。
一种保温隔热的建筑材料，该建筑材料中，每100份重量份中，含有以下组份：吸湿材料1～40重量份，隔热材料2～20重量份，无机填料30～70重量份，乳液12～40重量份，助剂0.01～1重量份，防霉材料0.1～5重量份，余量为水；其中，该防霉材料包含载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，该载体为TiO2空心球。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明的建筑材料通过采用无机矿物材料和天然微孔材料等多种矿物材料和水性乳液成膜物质、助剂等组成水性涂料，使各种矿物材料有机结合，发挥协同作用，使得到的建筑材料既能起到装饰效果又具有特殊功能，本发明为环保型产品。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本申请的实施例涉及一种保温隔热的建筑材料，该建筑材料是一种涂覆材料，吸湿材料、隔热材料、防霉材料、无机填料等组份，结合水性乳液、助剂等构成内墙装饰涂料。
具体的，该建筑材料中，每100份重量份中，含有以下组份：
其中，该吸湿材料为选自凹凸棒土、海泡石、开孔膨胀珍珠岩中的一种或多种的组合，组合使用时组合比例没有限制，该吸湿材料占所述建筑材料总重量的1～40％；凹凸棒土、海泡石、开孔膨胀珍珠岩材料均含有大量的微米、纳米孔径，其对环境中的湿度有很好的调节作用。
其中，该隔热材料包括：空心玻璃微珠、闭孔膨胀珍珠岩、二氧化硅气溶胶中的一种或多种组合，组合使用时组合比例没有限制，该隔热材料占所述建筑材料总重量的2～20％；上述材料均为导热系数较低的材料，具有良好的隔热效果。
其中，该无机填料包括：重钙粉、立德粉、煅烧高岭土、滑石粉中的一种或几种组合，组合使用时组合比例没有限制，该无机填料占所述建筑材料总重量的30～70％；该无机填料的主要功能是增强所述建筑材料的强度，大量采用无机填料使建筑材料具有环保性能。
其中，该乳液选自纯丙乳液、醋丙乳液中的一种，该乳液占所述建筑材料总重量的12～40％，该乳液为所述建筑材料的主要成膜物质。
其中，该助剂包括：消泡剂(如NXZ、8034、4481)、分散剂(如DP-270、B03)、润湿剂(如X-100)、抗冻融剂(如丙二醇、乙二醇)、防腐剂(如HF、N-96)、pH调节剂(如AMP-95)、流平剂(如L150)、增稠剂(如纤维素、TT935、RM-8W、H400)等助剂。这些助剂均为现有涂料生产中常用物质，助剂的主要作用为调节涂料的状态和性能，所占重量比为0.01％～1％。
以下所述涉及本申请建筑材料中的防霉材料：
该防霉材料包括：载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，该防霉材料占所述建筑材料总重量的0.1～5％。
在本申请的技术方案中，该防霉材料中包含：电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌，由于上述的粒子为纳米粒子，由于粒径的影响，这种纳米粒子大多会发生纳米团聚现象，影响防霉效果的发挥，针对该问题，本申请的防霉材料中含有载体，该载体为TiO2空心球，该TiO2空心球是以花粉为模板、水热法制备的，然后经过退火过程将花粉去除，从而形成空心球结构，采用该种结构载体，其表面具有凹凸多孔结构，该凹凸多孔结构能够均匀吸附防霉材料中的其它粒子，从而有效避免了纳米团聚效应，对于防霉效果的发挥起到关键作用。
同时，本申请的技术方案中，该载体为TiO2空心球，同时包含纳米二氧化钛，二氧化钛是一种半导体材料，其化学性质稳定，具有良好的光催化性能，用于光催化自清洁材料，或者用于造纸、橡胶中，而本申请中，采用水热法以花粉为模板制备了TiO2空心球，并将其创造性的作为添加剂载体使用，得益于其特殊的表面结构，在本申请中对于防霉效果的发挥起到关键作用。
此外，在本申请的防霉材料中，除了防霉效果还具有抗菌性，其是由纳米Cu-ZnO复合粒子实现的，现有技术方案中，纳米氧化锌是一种氧化还原电位高、物理和化学稳定性较好、廉价且无毒的无机抗菌剂，纳米氧化锌能在紫外光的照射下对细菌、微生物等具有明显的抑制和消灭作用；但细菌的生长和繁殖环境处于黑暗状态下，单一的纳米ZnO在弱紫外光的照射条件下光催化活性不足，抗菌性能下降，为此，本申请采用凝胶溶胶法，在纳米氧化锌的基础上复合了铜离子，制备了一种纳米Cu-ZnO复合粒子，该纳米Cu-ZnO复合粒子是一种铜基复合抗菌材料，在防霉效果之上，增强了其抗菌效果。
优选地，该防霉材料中，上述物质的质量份数为：载体20份、电气石负离子粉3份、太极石粉体3份、纳米Cu-ZnO复合粒子10份、纳米二氧化钛6份、纳米氧化锌8份。
优选地，该防霉材料中，上述物质的粒径为：载体50μm、电气石负离子粉300nm、太极石粉体1μm、纳米Cu-ZnO复合粒子30nm、纳米二氧化钛50nm、纳米氧化锌50nm。
以上所述的建筑材料，在温度25℃，相对湿度85％的条件下，吸湿量大于300g/m2；在温度25℃、相对湿度为35％的条件下，放湿量大于240g/m2；防霉达到0级、抗菌性能大于99％；导热系数不大于0.036W/m·K。
本申请还涉及所述建筑材料的配制方法：
步骤1，制备载体：首先，向250ml的去例子水中加入8.6g的Ti(SO4)2，搅拌30min，然后向上述去离子水中加入1.1g的氟化铵和3.6g的尿素，搅拌40min；然后将清洗干净的25g、粒径为50μm的油菜花花粉加入到上述去例子水中，搅拌30min，将上述去离子水转移到水热釜中，将其在160℃水热反应25h，反应结束后，将水热釜中白色沉淀收集，并清洗干净，在干燥箱中80℃下干燥7h，然后将其放入马弗炉中450℃退火2h，480℃退火1h，升温速率为1.5℃/min，退火过程中会将花粉颗粒去除，退火结束后，得到TiO2空心球，即为载体；
步骤2，制备纳米Cu-ZnO复合粒子：首先称取硝酸锌和硝酸铜，按照Cu:Zn的摩尔比为1:10的比例称取，将其混合均匀，得到混合物；然后将该混合物溶于200ml的蒸馏水中磁力搅拌均匀至透明溶液，再加入柠檬酸磁力搅拌至充分溶解，其中，硝酸锌和柠檬酸的摩尔比为1:1.3；再用氨水调剂溶液的pH为8.1，在80℃恒温水浴中使溶液蒸发水分形成湿凝胶，再在80℃真空干燥箱内干燥24h直至恒重，得到干凝胶；将干凝胶于空气气氛中650℃煅烧2h，自然冷却至室温，研磨后得到纳米Cu-ZnO复合粒子；
步骤3，制备防霉材料：将载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌按照比例混合均匀，然后将其加入到去例子水中，不断充分搅拌，得到防霉浆料，然后将其烘干，研磨成粉，即得防霉材料；
步骤4，制备建筑材料：首先，按照配方称取各物质，然后将抗冻融剂、消泡剂、PH调节剂、润湿剂、分散剂等助剂到水中分散，然后将无机填料和吸湿材料、隔热材料、防霉材料按比例添加到上述分散的溶液中继续分散，待粉料分散均匀后，加入乳液继续分散，最后根据配方补足一些助剂用量，如增稠剂、消泡剂等，混合均匀得到本发明建筑材料。
以下通过具体实施例说明本发明：
实施例1，按下表配比制备所述建筑材料。
利用该建筑材料制作涂层，分别进行功能检测：
1、吸湿性：制作厚度为2mm-3mm的涂层试样。将制备的试样自然干燥24h后，并在80℃干燥箱中烘干5h。然后置于调湿箱中进行吸湿试验，试验条件为温度25℃和相对湿度85％。48h时间后取出称重，通过试验前后质量计算，得出试样吸湿量达300g/m2，说明该测试涂料具有吸湿功能；将吸湿的试样再放入温度25℃、相对湿度为35％的调湿箱中，48h后取出称重，得出此试样的放湿量为240g/m2，说明该测试涂料具有放湿功能。
2、抗菌性能：按照HG/T3950-2007，采用贴膜方法检测该涂层抗菌性能，结果对白色念珠菌和黑曲霉等六种综合霉菌抑杀率达到0级，同时对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑杀率分别为：99.9％和99.9％；
3、导热系数测试：按照GB/T 10294-88、GB/T 13475-92和JGJ 51-2002标准中的规定，使用导热系数测试仪测涂料导热系数为0.036W/m·K。
实施例2，按下表配比制备所述建筑材料。
用于实施例1相同的方法进行功能检测，结果显示：利用该涂料制作的涂层在调湿箱中试验，在温度25℃，相对湿度85％的条件下，吸湿量达320g/m2；在温度25℃、相对湿度为35％的条件下放湿量达260g/m2，具有较好的吸放湿功能；该涂层对白色念珠菌和黑曲霉六种综合霉菌抑杀率均达到0级；对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑杀率分别为：99.9％和99.9％；涂层导热系数测试仪测涂料导热系数为0.035W/m·K。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种保温隔热的建筑材料，其特征在于，该建筑材料中，每100份重量份中，含有以下组份：吸湿材料1～40重量份，隔热材料2～20重量份，无机填料30～70重量份，乳液12～40重量份，助剂0.01～1重量份，防霉材料0.1～5重量份，余量为水；其中，该防霉材料包含载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌。
2.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，该防霉材料中，该载体为TiO2空心球。
3.根据权利要求2所述的建筑材料，其特征在于，该防霉材料组成中，各物质的质量份数为：载体20份、电气石负离子粉3份、太极石粉体3份、纳米Cu-ZnO复合粒子10份、纳米二氧化钛6份、纳米氧化锌8份。
4.根据权利要求3所述的建筑材料，其特征在于，该防霉材料组成中，各物质的粒径为：载体50μm、电气石负离子粉300nm、太极石粉体1μm、纳米Cu-ZnO复合粒子30nm、纳米二氧化钛50nm、纳米氧化锌50nm。
5.根据权利要求4所述的建筑材料，其特征在于，所述建筑材料的配制方法：
步骤1，制备载体：首先，向250ml的去例子水中加入8.6g的Ti(SO4)2，搅拌30min，然后向上述去离子水中加入1.1g的氟化铵和3.6g的尿素，搅拌40min；然后将清洗干净的25g、粒径为50μm的油菜花花粉加入到上述去例子水中，搅拌30min，将上述去离子水转移到水热釜中，将其在160℃水热反应25h，反应结束后，将水热釜中白色沉淀收集，并清洗干净，在干燥箱中80℃下干燥7h，然后将其放入马弗炉中450℃退火2h，480℃退火1h，升温速率为1.5℃/min，退火过程中会将花粉颗粒去除，退火结束后，得到TiO2空心球，即为载体；
步骤2，制备纳米Cu-ZnO复合粒子：首先称取硝酸锌和硝酸铜，按照Cu:Zn的摩尔比为1:10的比例称取，将其混合均匀，得到混合物；然后将该混合物溶于200ml的蒸馏水中磁力搅拌均匀至透明溶液，再加入柠檬酸磁力搅拌至充分溶解，其中，硝酸锌和柠檬酸的摩尔比为1:1.3；再用氨水调剂溶液的pH为8.1，在80℃恒温水浴中使溶液蒸发水分形成湿凝胶，再在80℃真空干燥箱内干燥24h直至恒重，得到干凝胶；将干凝胶于空气气氛中650℃煅烧2h，自然冷却至室温，研磨后得到纳米Cu-ZnO复合粒子；
步骤3，制备防霉材料：将载体、电气石负离子粉、太极石粉体、纳米Cu-ZnO复合粒子、纳米二氧化钛、纳米氧化锌按照比例混合均匀，然后将其加入到去例子水中，不断充分搅拌，得到防霉浆料，然后将其烘干，研磨成粉，即得防霉材料；
步骤4，制备建筑材料：首先，按照配方称取各物质，然后将抗冻融剂、消泡剂、PH调节剂、润湿剂、分散剂等助剂到水中分散，然后将无机填料和吸湿材料、隔热材料、防霉材料按比例添加到上述分散的溶液中继续分散，待粉料分散均匀后，加入乳液继续分散，最后根据配方补足一些助剂用量，如增稠剂、消泡剂等，混合均匀得到本发明建筑材料。
6.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，该吸湿材料为选自凹凸棒土、海泡石、开孔膨胀珍珠岩中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，该隔热材料包括：空心玻璃微珠、闭孔膨胀珍珠岩、二氧化硅气溶胶中的一种或多种组合。
8.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，该无机填料包括：重钙粉、立德粉、煅烧高岭土、滑石粉中的一种或几种组合。
9.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，该乳液选自纯丙乳液、醋丙乳液中的一种。
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