CN107265927A - 一种建筑材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种建筑材料及其制备方法，涉及材料领域，建筑材料包括以下重量份的原料：纳米二氧化钛、沥青、铝矾土、硅酸三钙份、聚丙烯树脂、酚醛树脂、石英石粉、粉煤灰、废弃聚氨酯泡沫塑料、纳米碳化硅、石英玻璃纤维、膨胀玻化微珠、锆英粉、活性炭、硅藻土、相容剂、光稳定剂、抗氧化剂、热稳定剂和水；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)加热、(3)搅拌、(4)加压成型、(5)烘干。本发明解决了现有建筑材料在应用于对环保、防火、保温、抗压、抗折、抗拉性能要求高的建筑上还存在着不足的问题。

Description

一种建筑材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种建筑材料及其制备方法。
背景技术
随着社会进步和人民生活水平的提高，人们对建筑材料的要求越来越高，尤其是具有优越的环保性能的建筑材料，但是，现有的建筑材料中普遍存在着环保效果一般的问题，无法应用于高标准要求的建筑。
此外，由于建筑材料的用途广泛，除了上述的环保性能外，对于其保温、防火、抗压、抗折、抗拉性能也需要进一步加强，使得建筑材料的功能多样化，能够适应综合性能高的建筑物。
因此，现有建筑材料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，使其除了具有良好的环保性能外，还具有良好的保温、防火、抗压、抗折、抗拉性能，使其能适应现代建筑对建筑材料的综合性能的高标准要求。
发明内容
为了解决现有建筑材料在应用于对环保、防火、保温、抗压、抗折、抗拉性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建筑材料及其制备方法，制得的建筑材料具有环保效果好、防火效果好、保温效果好、抗压强度高、抗折强度高和抗拉强度高的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种建筑材料，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5-9份、沥青7-13份、铝矾土11-15份、硅酸三钙8-10份、聚丙烯树脂4-8份、酚醛树脂6-14份、石英石粉8-10份、粉煤灰13-21份、废弃聚氨酯泡沫塑料11-15份、纳米碳化硅12-18份、石英玻璃纤维9-13份、膨胀玻化微珠9-15份、锆英粉7-11份、活性炭13-17份、硅藻土11-21份、相容剂0.2-0.4份、光稳定剂0.3-0.9份、抗氧化剂0.2-0.8份、热稳定剂0.3-0.7份和水5-7份。
原料中添加了酚醛树脂，酚醛树脂属于热固性树脂，其具有刚性大、硬度高、粘结性好、耐高温、不易燃和低烟低毒的优点，有助于提高制备的建筑材料的强度和阻燃性能。
原料中添加了粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料，烟道灰和废弃聚氨酯泡沫塑料作为工业废料和建筑废料，长期搁置在城市或着焚烧掩埋，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料循环再利用，达到了节能环保的目的；烟道灰作为填料，可以增强制备的建筑材料的强度；废弃聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热和耐火的特点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了石英玻璃纤维，石英玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热、机械性能好和化学稳定性好的优点。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质、防火和保温隔热的特点。
原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。
原料中添加了活性炭，活性炭为多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，制备的建筑材料可以用于刚装修的建筑上。
原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔结构，能够实现呼吸调湿，同时其还可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质。
优选地，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5-9份、沥青7-13份、铝矾土11-15份、硅酸三钙8-10份、聚丙烯树脂4-8份、酚醛树脂6-14份、石英石粉8-10份、粉煤灰13-21份、废弃聚氨酯泡沫塑料13份、纳米碳化硅12-18份、石英玻璃纤维9-13份、膨胀玻化微珠9-15份、锆英粉7-11份、活性炭13-17份、凹凸棒土13-23份、硅藻土11-21份、相容剂0.2-0.4份、光稳定剂0.3-0.9份、抗氧化剂0.2-0.8份、热稳定剂0.3-0.7份和水5-7份。
优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
优选地，所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入建筑材料，达到保护建筑材料的目的。
优选地，所述抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓建筑材料氧化。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高建筑材料的热稳性。
优选地，所述建筑材料还包括重量份数为8-12份的漂珠，漂珠具有质轻、强度高、耐磨、保温隔热、耐高温和阻燃的优点。
一种建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(3)将步骤(2)中的加热沥青和其他剩余原料加入到高速混合机中混合，混合时间为20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(3)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(5)将步骤(4)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有建筑材料在应用于对环保、防火、保温、抗压、抗折、抗拉性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和废弃聚氨酯泡沫塑料，烟道灰和废弃聚氨酯泡沫塑料作为工业废料和建筑废料，长期搁置在城市或着焚烧掩埋，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料循环再利用，达到了节能环保的目的；烟道灰作为填料，可以增强制备的建筑材料的强度；废弃聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热和耐火的特点。
3、本发明的原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
4、本发明的原料中添加了石英玻璃纤维，石英玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热、机械性能好和化学稳定性好的优点。
5、本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质、防火和保温隔热的特点。
6、本发明的原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。
7、本发明的原料中添加了活性炭，活性炭为多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，制备的建筑材料可以用于刚装修的建筑上。
8、本发明的原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔结构，能够实现呼吸调湿，同时其还可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质。
9、本发明中所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
10、本发明中所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入建筑材料，达到保护建筑材料的目的。
11、本发明中所述抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓建筑材料氧化。
12、本发明中所述热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高建筑材料的热稳性。
13、本发明中所述建筑材料还包括重量份数为8-12份的漂珠，漂珠具有质轻、强度高、耐磨、保温隔热、耐高温和阻燃的优点。
具体实施方式
实施例1
一种建筑材料，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5-9份、沥青7-13份、铝矾土11-15份、硅酸三钙8-10份、聚丙烯树脂4-8份、酚醛树脂6-14份、石英石粉8-10份、粉煤灰13-21份、废弃聚氨酯泡沫塑料13份、纳米碳化硅12-18份、石英玻璃纤维9-13份、膨胀玻化微珠9-15份、锆英粉7-11份、活性炭13-17份、凹凸棒土13-23份、硅藻土11-21份、相容剂0.2-0.4份、光稳定剂0.3-0.9份、抗氧化剂0.2-0.8份、热稳定剂0.3-0.7份和水5-7份。
原料中添加了粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料，烟道灰和废弃聚氨酯泡沫塑料作为工业废料和建筑废料，长期搁置在城市或着焚烧掩埋，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料循环再利用，达到了节能环保的目的；烟道灰作为填料，可以增强制备的建筑材料的强度；废弃聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热和耐火的特点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了石英玻璃纤维，石英玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热、机械性能好和化学稳定性好的优点。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质、防火和保温隔热的特点。
原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。
原料中添加了活性炭，活性炭为多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，制备的建筑材料可以用于刚装修的建筑上。
原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔结构，能够实现呼吸调湿，同时其还可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入建筑材料，达到保护建筑材料的目的。
抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓建筑材料氧化。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高建筑材料的热稳性。
建筑材料还包括重量份数为10份的漂珠，漂珠具有质轻、强度高、耐磨、保温隔热、耐高温和阻燃的优点。
一种建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(3)将步骤(2)中的加热沥青和其他剩余原料加入到高速混合机中混合，混合时间为20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(3)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(5)将步骤(4)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
实施例2
一种建筑材料，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5份、沥青7份、铝矾土11份、硅酸三钙8份、聚丙烯树脂4份、酚醛树脂6份、石英石粉8份、粉煤灰13份、废弃聚氨酯泡沫塑料11份、纳米碳化硅12份、石英玻璃纤维9份、膨胀玻化微珠9份、锆英粉7份、活性炭13份、硅藻土11份、相容剂0.2份、光稳定剂0.3份、抗氧化剂0.2份、热稳定剂0.3份和水5份。
原料中添加了粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料，烟道灰和废弃聚氨酯泡沫塑料作为工业废料和建筑废料，长期搁置在城市或着焚烧掩埋，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料循环再利用，达到了节能环保的目的；烟道灰作为填料，可以增强制备的建筑材料的强度；废弃聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热和耐火的特点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了石英玻璃纤维，石英玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热、机械性能好和化学稳定性好的优点。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质、防火和保温隔热的特点。
原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。
原料中添加了活性炭，活性炭为多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，制备的建筑材料可以用于刚装修的建筑上。
原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔结构，能够实现呼吸调湿，同时其还可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入建筑材料，达到保护建筑材料的目的。
抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓建筑材料氧化。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高建筑材料的热稳性。
建筑材料还包括重量份数为8份的漂珠，漂珠具有质轻、强度高、耐磨、保温隔热、耐高温和阻燃的优点。
一种建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(3)将步骤(2)中的加热沥青和其他剩余原料加入到高速混合机中混合，混合时间为20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(3)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(5)将步骤(4)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
实施例3
一种建筑材料，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛9份、沥青13份、铝矾土15份、硅酸三钙10份、聚丙烯树脂8份、酚醛树脂14份、石英石粉10份、粉煤灰21份、废弃聚氨酯泡沫塑料15份、纳米碳化硅18份、石英玻璃纤维13份、膨胀玻化微珠15份、锆英粉11份、活性炭17份、硅藻土21份、相容剂0.4份、光稳定剂0.9份、抗氧化剂0.8份、热稳定剂0.7份和水7份。
原料中添加了粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料，烟道灰和废弃聚氨酯泡沫塑料作为工业废料和建筑废料，长期搁置在城市或着焚烧掩埋，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将粉煤灰和废弃聚氨酯泡沫塑料循环再利用，达到了节能环保的目的；烟道灰作为填料，可以增强制备的建筑材料的强度；废弃聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热和耐火的特点。
原料中添加了纳米碳化硅，纳米碳化硅具有耐火性好、比表面积大、硬度高、耐磨性好和导热系数低的特点。
原料中添加了石英玻璃纤维，石英玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热、机械性能好和化学稳定性好的优点。
原料中添加了膨胀玻化微珠，膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质、防火和保温隔热的特点。
原料中添加了锆英粉，锆英粉具有耐火性好和耐磨性好的优点。
原料中添加了活性炭，活性炭为多孔结构，可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质，制备的建筑材料可以用于刚装修的建筑上。
原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔结构，能够实现呼吸调湿，同时其还可以吸附空气中诸如甲醛等的有毒有害物质。
相容剂为马来酸酐接枝相容剂，借助分子间的键合力，促使不相容的两种聚合物结合在一起，进而达到稳定共混物的目的。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入建筑材料，达到保护建筑材料的目的。
抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯，能够防止或延缓建筑材料氧化。
热稳定剂为硬脂酸钡，能够提高建筑材料的热稳性。
建筑材料还包括重量份数为12份的漂珠，漂珠具有质轻、强度高、耐磨、保温隔热、耐高温和阻燃的优点。
一种建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(3)将步骤(2)中的加热沥青和其他剩余原料加入到高速混合机中混合，混合时间为20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(3)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(5)将步骤(4)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
对比例1
一种建筑材料，包括以下重量份的原料：纳米二氧化钛6.5份、沥青11份、铝矾土15份、硅酸三钙10.5份、聚丙烯树脂6.5份、石英石8份、醋酸钙7份和水20份。
一种建筑材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将石英石磨成粉，粉末的目数为300目；
(3)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(4)将步骤(2)中的300目石英石粉、步骤(3)中的加热沥青、纳米二氧化钛、铝矾土、硅酸三钙、聚丙烯树脂、醋酸钙和水加入到搅拌机中搅拌，搅拌时间为30-45min，即得混合料；
(5)将步骤(4)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(6)将步骤(5)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
将实施例1、实施例2和实施例3制得的建筑材料与对比例1制得的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、一种建筑材料及其制备方法，从测得的抗折强度值可以看出，实施例1-3的抗折强度值均高于对比例1，说明本发明建筑材料的抗折强度高。
2、一种建筑材料及其制备方法，从测得的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，说明本发明建筑材料的抗压强度高。
3、一种建筑材料及其制备方法，从测得的抗拉强度值可以看出，实施例1-3的抗拉强度值均高于对比例1，说明本发明建筑材料的抗拉强度高。
4、一种建筑材料及其制备方法，从测得的甲醛净化性能可以看出，实施例1-3的甲醛净化性能均高于对比例1，说明该本发明建筑材料的环保性好。
5、一种建筑材料及其制备方法，从测得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，说明该本发明建筑材料的保温性好。
6、一种建筑材料及其制备方法，根据国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB862，测得的阻燃等级可以看出，实施例1-3的阻燃等级均优于对比例1，说明该建筑材料的阻燃性好。
7、一种建筑材料及其制备方法，从测得的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，说明本发明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)

1.一种建筑材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5-9份、沥青7-13份、铝矾土11-15份、硅酸三钙8-10份、聚丙烯树脂4-8份、酚醛树脂6-14份、石英石粉8-10份、粉煤灰13-21份、废弃聚氨酯泡沫塑料11-15份、纳米碳化硅12-18份、石英玻璃纤维9-13份、膨胀玻化微珠9-15份、锆英粉7-11份、活性炭13-17份、硅藻土11-21份、相容剂0.2-0.4份、光稳定剂0.3-0.9份、抗氧化剂0.2-0.8份、热稳定剂0.3-0.7份和水5-7份。
2.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：纳米二氧化钛5-9份、沥青7-13份、铝矾土11-15份、硅酸三钙8-10份、聚丙烯树脂4-8份、酚醛树脂6-14份、石英石粉8-10份、粉煤灰13-21份、废弃聚氨酯泡沫塑料13份、纳米碳化硅12-18份、石英玻璃纤维9-13份、膨胀玻化微珠9-15份、锆英粉7-11份、活性炭13-17份、硅藻土11-21份、相容剂0.2-0.4份、光稳定剂0.3-0.9份、抗氧化剂0.2-0.8份、热稳定剂0.3-0.7份和水5-7份。
3.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
4.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于：所述光稳定剂为碳黑。
5.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于：所述抗氧化剂为硫代二丙酸二硬脂醇酯。
6.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸钡。
7.根据权利要求1所述的建筑材料，其特征在于：所述建筑材料还包括重量份数为8-12份的漂珠。
8.一种如权利要求1—7任意一项所述的建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照建筑材料原料的重量份数称取原料；
(2)将沥青加热至90℃，沥青在加热过程中伴随着搅拌；
(3)将步骤(2)中的加热沥青和其他剩余原料加入到高速混合机中混合，混合时间为20-30min，即得混合料；
(4)将步骤(3)中的混合料注入成型模具中，加压成型，即得成型料；
(5)将步骤(4)中的成型料进行烘干，烘干温度为85-90℃，烘干时间为5-6h，即得建筑材料。
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