CN107162627B - 一种多功能绿色建筑材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防火、保温、隔音的多功能的建筑材料，从而克服目前建筑材料保温、隔音效果不佳的缺陷，所述绿色建筑材料包括置于内层的防火层、置于外层的隔音层和置于两者之间的保温层，其中保温层与防火层、隔音层之间分别通过设置粘接层连接，本发明的多功能的绿色建筑材料保温隔热性能好，导热系数在0.01‑0.05W/(m*K)，具有很好的保温节能效果，防火性能好，耐火极限大于3h，可达到A级防火标准，从而具有良好的耐火性，隔音性能好，可大大减少噪音影响，耐久性能好，具有抗高低温性能，耐腐蚀、耐候性好的特点。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料新技术领域，特别涉及一种具有防火、保温、隔音的多功能的绿色建筑材料。本申请是一种多功能绿色建筑材料(2015106493685)的分案申请。
背景技术
随着我国国民经济的快速增长，人民生活水平的提高，使得我国建筑业超负荷发展，带来了一系列能源及环境问题。目前，建筑耗能已成为我国经济发展的软肋，数量庞大的高能耗建筑潜伏巨大能源危机。因此，要实现建筑业的可持续发展，需要在建筑材料进行改进以积极提高能源利用率。
例如以保温为例，从建筑材料的角度出发，在混凝土中添加带有保温隔热功能的材料可有效阻隔热量的传递，提高普通混凝土保温性能，提高能源利用率，减少温室气体排放。目前，市场上使用的这种保温隔热层材料主要是高分子有机类和无机类材料。常用的高分子保温隔热材料包括：膨胀聚苯乙烯发泡板、交联聚乙烯发泡板、发泡聚氨醋板，在这些具有保温功能的混凝土中，玻化微珠保温承重混凝土以其良好的力学性能备受关注。但是这些保温材料存在着种种弊端，比如原材料使用石油资源、环保性差、易燃、耐候性差、易老化等。这些保温材料易燃的缺陷，严重的威胁到人们的安全。
现有技术中的建筑材料种类很多，近年来对具有防火、保温、隔音的多功能的建筑材料需求日渐上升，但现有技术中多是将多种类多组分的材料混合到一起加工制造，其相互之间的形成具有相应多功能的一体结构，例如专利文献CN 201110147597公开了一种三组分保温防火隔音材料及其制备方法，包括能胶凝在一起的粘接料和骨料，粘接料是无机胶凝材料，骨料是聚苯乙烯发泡颗粒和玻化微珠颗粒的混合料；无机胶凝材料、聚苯乙烯发泡颗粒和玻化微珠颗粒按体积百分比配比如下：无机胶凝材料15～40％；聚苯乙烯发泡颗粒20～50％；玻化微珠颗粒20～40％。然而防火、保温、隔音功能所需要或对材料组分的需求不完全一致，这会导致上述方法制成的建筑材料存在各种缺陷，组分的混杂导致防火、保温、隔音效果不佳，重量和强度及吸水率方面不易控制，耐气候及再加工性不足等问题。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种具有防火、保温、隔音的多功能的建筑材料，从而克服目前建筑材料保温、隔音效果不佳的缺陷。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明的多功能的绿色建筑材料，所述多功能的绿色建筑材料包括置于内层的防火层、置于外层的隔音层和置于两者之间的保温层，其中保温层与防火层、隔音层之间分别通过设置粘接层连接，
其中保温层的原料按重量份包括以下组分：
二氧化硅气凝胶复合材料20-28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、粉煤灰10 份、云母粉1-3份、异氰酸酯4-6份、硅烷偶联剂3-6份、改性环氧树脂3-6份、玻璃纤维5-10份、聚氨酯2-5份、硅藻土3-4份、石墨粉1-2份、陶瓷珠粉1-3份、光稳定剂0.5-2份、抗氧剂0.1-1份、炭黑着色剂0.5份、环氧树脂分散剂0.5-1份、苯乙烯粘结剂1-2份；
防火层的原料按重量份包括以下组分：
膨胀蛭石粉10-30份、珍珠岩10-15份、铝矾土3-5份、氧化镁1-5份、氢氧化铝2-5份、氯化石蜡2-4份、硅酸铝纤维10-15份、环氧树脂3-5份、矿棉2-8份、炭黑粉4-6份、纳米TiO24-10份、改性剂1-2份、硬化剂1-2份、防水剂1-1.5份；
隔音层的原料按重量份包括以下组分：
聚酯纤维隔音棉20-40份、离心玻璃棉10-15份、植物纤维3-10份、玻璃纤维 1-5份、活性氧化铝微粉5-10份、云母粉4-6份，氧化镁1-5份，粘合剂3-6份，氧化铝粉4-7份，蒙脱石10-15份、增效剂5-8份；
所述粘接层为丙烯酸酯胶粘剂。
进一步，所述二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法如下，利用二氧化硅材料 (例如珍珠岩)，选取至少90％分布的粒径为大于0.75mm的材料颗粒，其中珍珠岩材料需要在使用之前必须在120℃的烘箱中干燥至少1个小时)，首先将正硅酸乙醋、无水乙醇以及蒸馏水按照一定的比例进行混合搅拌，然后用稀释过的盐酸进行滴定，调节pH 值为2.5-3之间，以使水解反应的完成，然后使用永磁直流电动机进行搅拌，时间约为30-50min，之后用稀释过后的NH3·H2O进行第二次溶液pH 值的调节，促进缩聚反应的进行，稀氨水调节pH 值控制在5.0-5.1之间，控制气凝胶凝胶时间为至少60min，方便后续步骤的进行，接着进行半细胞法操作，将配置好的液体和不同粒径范围的珍珠岩进行混合放入真空箱中进行半细胞法处理，直至液体凝胶，关闭真空，然后进行常温常压老化24h，之后进行干燥处理，干燥采用常压分级干燥，依次在温度80℃保持24h，温度100℃保持24h，温度120℃保持24h，最后即得二氧化硅气凝胶复合材料。该制备方法是从材料的微观层而出发对建筑材料进行优化，提出利用气凝胶的超低导热系数特性，将其与二氧化硅材料进行复合，创造纳米级内部多孔结构，降低保温建筑材料的导热系数，从而提高保温承重建筑材料的保温性能。
本发明的有益效果：本发明的保温隔热节能材料，保温隔热性能好，导热系数在0.01-0.05W/(m*K)，具有很好的保温节能效果；防火性能好，耐火极限大于 3h，可达到A级防火标准，从而具有良好的耐火性；隔音性能好，可大大减少噪音影响；耐久性能好，具有抗高低温性能，耐腐蚀、耐候性好的特点。
附图说明
图1显示出本发明的多功能的绿色建筑材料示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的多功能的绿色建筑材料示意图结构之一，需要说明的是，本发明的材料外形不局限于所示形状，可以为任何合适的形状，所述多功能的绿色建筑材料包括置于内层的防火层1、置于外层的隔音层3和置于两者之间的保温层2，其中保温层2与防火层1、隔音层3之间分别通过设置粘接层4连接，
其中保温层2的原料按重量份包括以下组分：
二氧化硅气凝胶复合材料20-28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、粉煤灰10 份、云母粉1-3份、异氰酸酯4-6份、硅烷偶联剂3-6份、改性环氧树脂3-6份、玻璃纤维5-10份、聚氨酯2-5份、硅藻土3-4份、石墨粉1-2份、陶瓷珠粉1-3份、光稳定剂0.5-2份、抗氧剂0.1-1份、炭黑着色剂0.5份、环氧树脂分散剂0.5-1份、苯乙烯粘结剂1-2份；
防火层1的原料按重量份包括以下组分：
膨胀蛭石粉10-30份、珍珠岩10-15份、铝矾土3-5份、氧化镁1-5份、氢氧化铝2-5份、氯化石蜡2-4份、硅酸铝纤维10-15份、环氧树脂3-5份、矿棉2-8份、炭黑粉4-6份、纳米TiO24-10份、改性剂1-2份、硬化剂1-2份、防水剂1-1.5份；
隔音层3的原料按重量份包括以下组分：
聚酯纤维隔音棉20-40份、离心玻璃棉10-15份、植物纤维3-10份、玻璃纤维1-5份、活性氧化铝微粉5-10份、云母粉4-6份，氧化镁1-5份，粘合剂3-6份，氧化铝粉4-7份，蒙脱石10-15份、增效剂5-8份；
所述粘接层4为丙烯酸酯胶粘剂。
其中，从厚度上比较，粘接层4＜防火层1＜隔音层3＜保温层2。
进一步，所述二氧化硅气凝胶复合材料的制备方法如下，利用二氧化硅材料 (例如珍珠岩)，选取至少90％分布的粒径为大于0.75mm的材料颗粒，其中珍珠岩材料需要在使用之前必须在120℃的烘箱中干燥至少1个小时，首先将正硅酸乙醋、无水乙醇以及蒸馏水按照一定的比例进行混合搅拌，然后用稀释过的盐酸进行滴定，调节pH 值为2.5-3之间，以使水解反应的完成，然后使用永磁直流电动机进行搅拌，时间约为30-50min，之后用稀释过后的NH3·H2O进行第二次溶液pH 值的调节，促进缩聚反应的进行，稀氨水调节pH 值控制在5.0-5.1之间，控制气凝胶凝胶时间为至少60min，方便后续步骤的进行，接着进行半细胞法操作，将配置好的液体和不同粒径范围的珍珠岩进行混合放入真空箱中进行半细胞法处理，直至液体凝胶，关闭真空，然后进行常温常压老化24h，之后进行干燥处理，干燥采用常压分级干燥，依次在温度80℃保持24h，温度100℃保持24h，温度120℃保持24h，最后即得二氧化硅气凝胶复合材料。
在具体使用上，作为方式之一，也可以将上述各个层组分的原料基于组分重量配比混合或研磨或混合，同时引入适量发泡剂，使得物料中形成均匀微泡，然后将混合均匀的浆料凝固成型或涂覆于建筑底材上，以实现各自功能。
以上多个层可以单独使用，实现单独的防火、保温和隔音效果。
本发明的多功能的绿色建筑材料，保温隔热性能好，导热系数在 0.01-0.05W/(m*K)，具有很好的保温节能效果，防火性能好，耐火极限大于3h，可达到A级防火标准，从而具有良好的耐火性，隔音性能好，可大大减少噪音影响，耐久性能好，具有抗高低温性能，耐腐蚀、耐候性好的特点。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种多功能的绿色建筑材料，所述多功能的绿色建筑材料包括置于内层的防火层、置于外层的隔音层和置于两者之间的保温层，其中保温层与防火层、隔音层之间分别通过设置粘接层连接，其中保温层的原料按重量份包括以下组分：
二氧化硅气凝胶复合材料20-28份、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10份、粉煤灰10份、云母粉1-3份、异氰酸酯4-6份、硅烷偶联剂3-6份、改性环氧树脂3-6份、玻璃纤维5-10份、聚氨酯2-5份、硅藻土3-4份、石墨粉1-2份、陶瓷珠粉1-3份、光稳定剂0.5-2份、抗氧剂0.1-1份、炭黑着色剂0.5份、环氧树脂分散剂0.5-1份、苯乙烯粘结剂1-2份；
防火层的原料按重量份包括以下组分：
膨胀蛭石粉10-30份、珍珠岩10-15份、铝矾土3-5份、氧化镁1-5份、氢氧化铝2-5份、氯化石蜡2-4份、硅酸铝纤维10-15份、环氧树脂3-5份、矿棉2-8份、炭黑粉4-6份、纳米TiO24-10份、改性剂1-2份、硬化剂1-2份、防水剂1-1.5份；
隔音层的原料按重量份包括以下组分：
聚酯纤维隔音棉20-40份、离心玻璃棉10-15份、植物纤维3-10份、玻璃纤维1-5份、活性氧化铝微粉5-10份、云母粉4-6份，氧化镁1-5份，粘合剂3-6份，氧化铝粉4-7份，蒙脱石10-15份、增效剂5-8份。
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