CN107188468A - 一种保温建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保温建筑材料及其制备方法，涉及建筑材料领域，保温建筑材料包括以下重量份的原料：纳米碳化硅19‑33份、硬脂醇12‑26份、海泡石粉34‑52份、石棉14‑23份、硅酸钙粉8‑17份、聚氨酯18‑26份、丝素蛋白纤维3‑6份、1,4丁烯二醇7‑12份、粉煤灰16‑34份、电石渣17‑21份、气凝胶17‑31份、废弃陶瓷颗粒21‑25份、废弃聚苯板19‑23份、胶凝材料17‑25份、缓凝剂0.4‑0.6份、发泡剂0.6‑1.2份、减水剂0.3‑0.7份和水5‑9份；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)粉碎、(3)搅拌、(4)浇注成型、脱模、码垛和养护。本发明解决了现有保温建筑材料在应用于对抗压强度、保温隔热和环保节能要求高的建筑上还存在着不足的问题。

Description

一种保温建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种保温建筑材料及其制备方法。
背景技术
建筑节能的推行和发展，保温建筑材料越来越受到人们的重视。而目前使用的保温建筑材料在各种性能上均不够理想，尤其在保温性能上。
2016年10月5日公告的中国专利文献一种防火隔热的纳米建筑材料及其制备方法(授权公告号CN104310857B)，所述的防火隔热的纳米建筑材料按重量包括以下成分：纳米碳化硅19-33份、硬脂醇12-26份、海泡石粉34-52份、石棉14-23份、硅酸钙粉8-17份、聚氨酯18-26份、丝素蛋白纤维3-6份、1,4-丁烯二醇7-12份。制备方法步骤如下：(1)将海泡石粉和硅酸钙粉分别粉碎；(2)取纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯，加热进行搅拌，高温搅拌均匀；(3)再向步骤(2)的混合料中加入丝素蛋白纤维、1,4-丁烯二醇再进行高温搅拌；(4)将混合料用模具高温浇注成建筑板材，冷却至室温为防火隔热的纳米建筑材料。
该发明在面对高标准要求的建筑时，对其配方仍需要进一步的改进，使其具有抗压强度高、保温隔热性能好和环保节能的特点。
发明内容
为了解决现有保温建筑材料在应用于对抗压强度、保温隔热和环保节能要求高的建筑上还存在着不足的问题，本发明的目的是提供一种保温建筑材料及其制备方法，制得的保温建筑材料具有抗压强度高、保温隔热性能好和环保节能的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种保温建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅19-33份、硬脂醇12-26份、海泡石粉34-52份、石棉14-23份、硅酸钙粉8-17份、聚氨酯18-26份、丝素蛋白纤维3-6份、1,4丁烯二醇7-12份、粉煤灰16-34份、电石渣17-21份、气凝胶17-31份、废弃陶瓷颗粒21-25份、废弃聚苯板19-23份、胶凝材料17-25份、缓凝剂0.4-0.6份、发泡剂0.6-1.2份、减水剂0.3-0.7份和水5-9份。
原料中添加了粉煤灰、电石渣、废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
电石渣和废弃陶瓷颗粒由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高保温建筑材料的抗压强度。
粉煤灰以粉末状添加到保温建筑材料中，能够填补保温建筑材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚苯板具有良好的保温隔热效果。
原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
优选地，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅26份、硬脂醇19份、海泡石粉43份、石棉18.5份、硅酸钙粉12.5份、聚氨酯22份、丝素蛋白纤维4.5份、1,4丁烯二醇9.5份、粉煤灰25份、电石渣19份、气凝胶24份、废弃陶瓷颗粒23份、废弃聚苯板21份、胶凝材料21份、缓凝剂0.5份、发泡剂0.9份、减水剂0.5份和水7份；
该配方下制得的保温建筑材料在抗压强度、保温隔热和环保节能上达到了最优。
优选地，所述胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青，通过胶凝保温建筑材料的原料，使得建筑材料粘结的更加牢固，提高保温建筑材料整体的抗压强度。
优选地，所述缓凝剂为焦磷酸钠，能够延缓保温建筑材料原料硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。。
优选地，所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温建筑材料的强度提高20-25％。
优选地，所述保温建筑材料的原料还包括重量份数为0.7-1.5份的引气剂，提高保温建筑材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种保温建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板放入粉碎机中粉碎10-15min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯、粉煤灰、电石渣、气凝胶和胶凝材料加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
优选地，所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对现有最接近的保温建筑材料的配方中添加粉煤灰、电石渣、气凝胶、废弃陶瓷颗粒、废弃聚苯板、胶凝材料、缓凝剂、发泡剂和减水剂，以及研制了该保温建筑材料的制备方法，解决了现有保温建筑材料在应用于对抗压强度、保温隔热和环保节能要求高的建筑上还存在着不足的问题。
2、本发明的原料中添加了粉煤灰、电石渣、废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
3、本发明中所述胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青，通过胶凝保温建筑材料的原料，使得建筑材料粘结的更加牢固，提高保温建筑材料整体的抗压强度。
4、本发明中所述缓凝剂为焦磷酸钠，能够延缓保温建筑材料原料硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
5、本发明中所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温建筑材料的强度提高20-25％。
6、本发明中所述保温建筑材料的原料还包括重量份数为0.7-1.5份的引气剂，提高保温建筑材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
7、本发明中所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
具体实施方式
实施例1
一种保温建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅26份、硬脂醇19份、海泡石粉43份、石棉18.5份、硅酸钙粉12.5份、聚氨酯22份、丝素蛋白纤维4.5份、1,4丁烯二醇9.5份、粉煤灰25份、电石渣19份、气凝胶24份、废弃陶瓷颗粒23份、废弃聚苯板21份、胶凝材料21份、缓凝剂0.5份、发泡剂0.9份、减水剂0.5份和水7份。
该配方下制得的保温建筑材料在抗压强度、保温隔热和环保节能上达到了最优。
原料中添加了粉煤灰、电石渣、废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
电石渣和废弃陶瓷颗粒由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高保温建筑材料的抗压强度。
粉煤灰以粉末状添加到保温建筑材料中，能够填补保温建筑材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚苯板具有良好的保温隔热效果。
胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青，通过胶凝保温建筑材料的原料，使得建筑材料粘结的更加牢固，提高保温建筑材料整体的抗压强度。
缓凝剂为焦磷酸钠，能够延缓保温建筑材料原料硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温建筑材料的强度提高20-25％。
保温建筑材料的原料还包括重量份数为1.1份的引气剂，提高保温建筑材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种保温建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板放入粉碎机中粉碎10-15min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯、粉煤灰、电石渣、气凝胶和胶凝材料加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
实施例2
一种保温建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅19份、硬脂醇12份、海泡石粉34份、石棉14份、硅酸钙粉8份、聚氨酯18份、丝素蛋白纤维3份、1,4丁烯二醇7份、粉煤灰16份、电石渣17份、气凝胶17份、废弃陶瓷颗粒21份、废弃聚苯板19份、胶凝材料17份、缓凝剂0.4份、发泡剂0.6份、减水剂0.3份和水5份。
原料中添加了粉煤灰、电石渣、废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
电石渣和废弃陶瓷颗粒由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高保温建筑材料的抗压强度。
粉煤灰以粉末状添加到保温建筑材料中，能够填补保温建筑材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚苯板具有良好的保温隔热效果。
胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青，通过胶凝保温建筑材料的原料，使得建筑材料粘结的更加牢固，提高保温建筑材料整体的抗压强度。
缓凝剂为焦磷酸钠，能够延缓保温建筑材料原料硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温建筑材料的强度提高20-25％。
保温建筑材料的原料还包括重量份数为0.7份的引气剂，提高保温建筑材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种保温建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板放入粉碎机中粉碎10-15min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯、粉煤灰、电石渣、气凝胶和胶凝材料加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
实施例3
一种保温建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅33份、硬脂醇26份、海泡石粉52份、石棉23份、硅酸钙粉17份、聚氨酯26份、丝素蛋白纤维6份、1,4丁烯二醇12份、粉煤灰34份、电石渣21份、气凝胶31份、废弃陶瓷颗粒25份、废弃聚苯板23份、胶凝材料25份、缓凝剂0.6份、发泡剂1.2份、减水剂0.7份和水9份。
原料中添加了粉煤灰、电石渣、废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
电石渣和废弃陶瓷颗粒由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高保温建筑材料的抗压强度。
粉煤灰以粉末状添加到保温建筑材料中，能够填补保温建筑材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚苯板具有良好的保温隔热效果。
胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青，通过胶凝保温建筑材料的原料，使得建筑材料粘结的更加牢固，提高保温建筑材料整体的抗压强度。
缓凝剂为焦磷酸钠，能够延缓保温建筑材料原料硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将保温建筑材料的强度提高20-25％。
保温建筑材料的原料还包括重量份数为0.7-1.5份的引气剂，提高保温建筑材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种保温建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板放入粉碎机中粉碎10-15min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯、粉煤灰、电石渣、气凝胶和胶凝材料加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
对比例1
一种保温建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅19份、硬脂醇12份、海泡石粉34份、石棉14份、硅酸钙粉8份、聚氨酯18份、丝素蛋白纤维3份、1,4丁烯二醇7份和水5份。
一种保温建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉和聚氨酯加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(3)将步骤(2)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1中制得保温建筑材料进行性能测试，
测试结果如表1所示：
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种保温建筑材料及其制备方法，从测得的保温建筑材料28d抗压强度值可以看出，实施例1-3的抗压强度值均高于对比例1，其中实施例1的抗压强度高出对比例1约33.3％，说明该保温建筑材料抗压强度高。
2、一种保温建筑材料及其制备方法，从测得的保温建筑材料的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明该保温建筑材料保温效果好。
3、一种保温建筑材料及其制备方法，从测得的保温建筑材料的原料损耗减少率可以看出，实施例1-3的原料损耗减少率均高于对比例1，说明该保温建筑材料的节能环保效果好。
4、一种保温建筑材料及其制备方法，从测得的保温建筑材料在各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明该保温建筑材料的原料配方和制备方法的合理性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种保温建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅19-33份、硬脂醇12-26份、海泡石粉34-52份、石棉14-23份、硅酸钙粉8-17份、聚氨酯18-26份、丝素蛋白纤维3-6份、1,4丁烯二醇7-12份、粉煤灰16-34份、电石渣17-21份、气凝胶17-31份、废弃陶瓷颗粒21-25份、废弃聚苯板19-23份、胶凝材料17-25份、缓凝剂0.4-0.6份、发泡剂0.6-1.2份、减水剂0.3-0.7份和水5-9份。
2.根据权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：纳米碳化硅26份、硬脂醇19份、海泡石粉43份、石棉18.5份、硅酸钙粉12.5份、聚氨酯22份、丝素蛋白纤维4.5份、1,4丁烯二醇9.5份、粉煤灰25份、电石渣19份、气凝胶24份、废弃陶瓷颗粒23份、废弃聚苯板21份、胶凝材料21份、缓凝剂0.5份、发泡剂0.9份、减水剂0.5份和水7份。
3.根据权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于：所述胶凝材料为水泥、石灰、石膏或沥青。
4.根据权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于：所述缓凝剂为焦磷酸钠。
5.根据权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于：所述减水剂为萘系高效减水剂。
6.根据权利要求1所述的保温建筑材料，其特征在于：所述保温建筑材料的原料还包括重量份数为0.7-1.5份的引气剂。
7.一种如权利要求1—6任意一项所述的保温建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照保温建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将废弃陶瓷颗粒和废弃聚苯板放入粉碎机中粉碎10-15min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、纳米碳化硅、硬脂醇、海泡石粉、石棉、硅酸钙粉、聚氨酯、粉煤灰、电石渣、气凝胶和胶凝材料加入搅拌机中搅拌6-10min，然后再放入其他剩余原料，继续搅拌15-20min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成建筑板材，浇注时的温度控制在160-170℃，浇注时伴随着振动，建筑板材和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-11d，再揭开塑料膜自然养护20-28d。
8.根据权利要求7所述的保温建筑材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机。
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