CN108503267B - 一种建筑用复合材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑用复合材料，由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰10‑15份，氢氧化钙1‑4份，汉麻纤维5‑16份，定形相变材料24‑37份，短切碳纤维5‑12份，改性淀粉4‑8份，改性纤维素气凝胶13‑19份，改性层状双羟基复合水滑石1‑3份，聚乙烯醇21‑38份。该复合材料具有优异的保温、防火、隔音、防潮、防霉、抗震功能，绿色环保、重量轻、机械性能优良，耐久性好，解决了现有建筑板材容重过重、保温效果差、不隔音、有毒有害、易发霉的问题。

Description

一种建筑用复合材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种建筑用复合材料及其制备工艺。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，人们对居住舒适度的要求提高，对建筑材料的环保、保温、防潮等要求也越来越高。现有的保温材料存在保温颗粒与粘接剂配比不佳，脆碎、吸水率过高、产品容重过重，易开裂等技术缺陷，这些技术缺陷与保温材料坠落事故频发密切相关，高层建筑保温材料直接坠落或碰撞后对行人、车辆等造成巨大危害，严重威胁人民群众生命与财产安全。此外，夏秋季节高温、降水量大，雨水进入保温材料缝隙引起发霉，严重影响建筑美观程度，通常需要将保温板材拆除、更换，耗费大量人力财力。

发明内容

针对现有保温材料容重过重、保温效果差、机械强度不够及易开裂的不足，本发明提供一种质轻、导热系数低、防火、机械性能好、防潮、隔音、防霉、耐久性好的建筑用复合材料及其制备工艺。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰10-15份，氢氧化钙1-4份，汉麻纤维5-16份，定形相变材料24-37份，短切碳纤维5-12份，改性淀粉4-8份，改性纤维素气凝胶13-19份，改性层状双羟基复合水滑石1-3份，聚乙烯醇21-38份。

进一步地，所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1-1.5:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)的质量含量小于等于55％。

进一步地，所述短切碳纤维长度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述改性纤维素气凝胶为利用十八烷基三氯硅烷对纤维素气凝胶进行疏水改性制得。

进一步地，所述纤维素气凝胶由生物质材料制备得到。

一种建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2)取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3)按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4)将聚乙烯醇与90-95℃温水混合，200-300r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20min，制得混合物料C；

5)在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20mm的板材。

进一步地，步骤5)中成型温度为100-110℃，压力为10-15MPa。

进一步地，所述定形相变材料的制备方法为：

S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80℃干燥24h备用；

S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；

S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1-1.5:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400rpm搅拌，真空渗浸吸附1h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40℃干燥箱干燥3h，得到定形相变材料。

本发明将生物质相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)代替传统相变材料石蜡，负载到本身具有保温隔热功能的建筑用材料上，解决了相变过程中的渗漏问题，不但可以达到保温效果，还能够实现对热能的储存和利用，室外温度高时,相变材料吸收能量发生相变，把能量贮存起来，室外温度低时，又通过相变过程释放出热能，因而相变材料产生几倍于传统保温材料的隔热、保温效果，使建筑节能效果更加显著。

本发明所用改性硅藻土的制备方法为：①将硅藻土原矿自然干燥、风化，土坯检测分选等级，运输至加工车间进行粉碎、风选、提纯；②提纯后的硅藻土进入高温煅烧窑添加无机盐助溶剂进行焙烧；③再次经过粉碎，风选、多次分级后，加入5％碳酸钠在900-1000℃下进行改性得到改性硅藻土。通过加入5％碳酸钠高温下改性的工艺，使得硅藻土的强度、吸附性能和保温性能大大提升。

本发明所用膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂颗粒在瞬间高温下，内部附着水与结晶水汽化急剧蒸发所产生的大量气泡冲破颗粒表层产生膨胀力，使熔融状态下的珍珠岩矿砂颗粒瞬时膨胀，颗粒内部和表面形成无数蜂窝状的孔隙和裂痕，冷却后形成多孔轻质白色颗粒。

本发明所用粉煤灰既可作为分散剂，使混合物料B中各组分在聚乙烯醇中分散均匀，又可以与氢氧化钙生成水硬胶凝性能的物质，可以增强复合材料的强度和耐久度。

本发明所用汉麻纤维是一种天然纤维素纤维，汉麻产量高，种植简单，省时省功，在我国各地都能种，是可再生、可循环的生物资源，能够大大地降低复合材料的生产成本。汉麻纤维强度好、刚度高、耐热性好，能在370℃下而不变色，纤维内部具有空腔，具有保温隔热材料的潜质；汉麻纤维本身由于巨原纤纵向分裂缝和孔洞的存在，表面形成的天然毛细通道和中腔连通，能够储存大量的空气，阻止厌氧菌增殖。此外，汉麻中含有多种活性酚类物质、有机酸、无机盐和具有抑菌特性的Ag、Cu、Zn、Cr等元素存在，具有天然持久的抗霉抑菌功效。本发明采用热流成网工艺制备得到汉麻纤维网状结构，在满足保温性能的同时，提高了复合材料的机械性能。

本发明所用短切碳纤维具有轻质、高强度、耐高温、抗腐蚀的特点，起火时短切碳纤维能够中断火势蔓延，达到阻燃、防火功能。优选长度0.5-1.5mm的短切碳纤维，长度介于纤维素气凝胶颗粒(粒径2-5mm)和膨胀珍珠岩(粒径0.25-2.5mm)粒径之间，将三者混合进行配比，使其保温功效相协同，从而使复合材料的导热系数达到最优。

本发明所用纤维素气凝胶由生物质纤维素制备得到，与传统二氧化硅及金属氧化物气凝胶相比，来源广泛、制备简单，具有低密度、高比表面积、高孔隙率，良好的力学柔韧性及耐压缩性，同时还具有良好的热绝缘与高频声吸附的优势，还能与硅藻土协同、共同吸附气体污染物。由于纤维素气凝胶良好的耐压缩性，其颗粒粒径(2-5mm)大于膨胀珍珠岩粒径(0.25-2.5mm)，能够在压制过程中保护膨胀珍珠岩结构完整，避免碎裂，保证复合功能材料的轻质和保温、抗震效果。通过十八烷基三氯硅烷改性，得到高疏水性的改性纤维素气凝胶，使得复合材料具有良好的防潮、防水性。

淀粉是一种可再生的自然资源，在自然界中储量十分丰富，充分发挥改性淀粉的作用，有利于促进建筑行业的环保进程。本发明中改性淀粉无任何毒害成分，可以代替部分聚乙烯醇及本领域常用的可分散性胶粉，后两者为是石油化工产品，原料来源有限，大都含甲醛，改性淀粉具有良好的成膜性、防水性及粘结力，对改善复合材料的表面均匀性、防水性、机械强度起到重要作用。

本发明所用改性层状双羟基复合水滑石为具有优异阻燃性能的高抑烟粉状无机功能材料、不含卤素，粒径小、分散性好，解决了常用无机阻燃剂抑烟剂如氢氧化镁、氢氧化铝添加量大造成材料笨重，三氧化二锑成本高的难题。

本发明提供的建筑用复合材料具有保温、吸音、防潮、防霉、防火、抗震功能，各组分均无毒无害，生物质材料所占比例较大，符合绿色建筑、低碳、环保和资源可持续发展的要求。其中纤维素气凝胶可以由农作物秸秆为原料制备得到，粉煤灰来源于燃煤电厂，脂肪酸可由地沟油制备得到，变废为宝，实现资源合理利用的同时也降低了复合材料的原料成本，便于推广应用。该复合材料无VOC，耐久性好，克服了现有建筑用功能材料厚重、拉拔握钉力差、施工难度大、功能单一、脱落频发、易发霉的难题。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明提供的建筑用复合材料具有优异的保温、隔音、防潮、防霉、防火、抗震性能，汉麻纤维和改性纤维素气凝胶使得复合材料具有优良的机械性能和柔韧性，与现有无机保温材料相比，重量轻、吸水率低、拉拔握钉力好，耐久性好，克服了引发保温材料坠落和开裂的保温颗粒与粘接剂配比不佳，容重过重、脆碎、吸水、收缩等技术缺陷，大大降低了施工难度，避免了由于材料本身缺陷造成后期坠落、开裂、发霉的风险；

(2)本发明提供的建筑用复合材料生产及施工过程中无VOC产生，为环境友好型材料，且具有防火阻燃功能，而其他有机保温材料VOC高达60％以上，燃烧时释放出大量有毒气体，对环境及人体健康造成极大危害；

(3)本发明提供的建筑用复合材料制备简单，粘结性强，加工性好，抗压强度大于45

MPa，质轻、方便运输和施工，只需一层20mm的板材就能实现多种功能，大大降低了建筑成本，其优异的保温效果对建筑节能发展具有重要意义。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合具体实施例进行详细描述。

实施例1

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰10份，氢氧化钙1份，汉麻纤维5份，定形相变材料24份，短切碳纤维5份，改性淀粉4份，改性纤维素气凝胶13份，改性层状双羟基复合水滑石1份，聚乙烯醇21份。

进一步地，所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)的质量含量为25％。

进一步地，所述短切碳纤维长度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述改性纤维素气凝胶由生物质材料制备得到。

一种建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2)取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3)按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4)将聚乙烯醇与90-95℃温水混合，200-300r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20min，制得混合物料C；

5)在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20mm的板材。

进一步地，步骤5)中成型温度为100-110℃，压力为10-15MPa。

进一步地，所述定形相变材料的制备方法为：

S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80℃干燥24h备用；

S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；

S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400rpm搅拌，真空渗浸吸附1h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40℃干燥箱干燥3h，得到定形相变材料。

实施例2

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰12份，氢氧化钙2份，汉麻纤维8份，定形相变材料28份，短切碳纤维7份，改性淀粉5份，改性纤维素气凝胶15份，改性层状双羟基复合水滑石2份，聚乙烯醇24份。

进一步地，所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1.2:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)的质量含量为40％。

进一步地，所述短切碳纤维长度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述改性纤维素气凝胶由生物质材料制备得到。

一种建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2)取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3)按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4)将聚乙烯醇与90-95℃温水混合，200-300r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20min，制得混合物料C；

5)在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20mm的板材。

进一步地，步骤5)中成型温度为100-110℃，压力为10-15MPa。

进一步地，所述定形相变材料的制备方法为：

S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80℃干燥24h备用；

S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；

S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1.2:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400rpm搅拌，真空渗浸吸附1h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40℃干燥箱干燥3h，得到定形相变材料。

实施例3

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰13份，氢氧化钙3份，汉麻纤维12份，定形相变材料33份，短切碳纤维10份，改性淀粉7份，改性纤维素气凝胶17份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

进一步地，所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1.3:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)的质量含量小于等于55％。

进一步地，所述短切碳纤维长度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述改性纤维素气凝胶为利用十八烷基三氯硅烷对纤维素气凝胶进行疏水改性制得。

进一步地，所述纤维素气凝胶由生物质材料制备得到。

一种建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2)取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3)按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4)将聚乙烯醇与90-95℃温水混合，200-300r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20min，制得混合物料C；

5)在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20mm的板材。

进一步地，步骤5)中成型温度为100-110℃，压力为10-15MPa。

进一步地，所述定形相变材料的制备方法为：

S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80℃干燥24h备用；

S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；

S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1.3:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400rpm搅拌，真空渗浸吸附1h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40℃干燥箱干燥3h，得到定形相变材料。

实施例4

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰15份，氢氧化钙4份，汉麻纤维16份，定形相变材料37份，短切碳纤维12份，改性淀粉8份，改性纤维素气凝胶19份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇38份。

进一步地，所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1.5:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA(月桂酸)-PA(棕榈酸)-SA(脂肪酸)的质量含量为55％。

进一步地，所述短切碳纤维长度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述改性纤维素气凝胶由生物质材料制备得到。

一种建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2)取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3)按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4)将聚乙烯醇与90-95℃温水混合，200-300r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20min，制得混合物料C；

5)在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20mm的板材。

进一步地，步骤5)中成型温度为100-110℃，压力为10-15MPa。

进一步地，所述定形相变材料的制备方法为：

S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80℃干燥24h备用；

S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；

S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1.5:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400rpm搅拌，真空渗浸吸附1h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40℃干燥箱干燥3h，得到定形相变材料。

对比例1

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：汉麻纤维12份，定形相变材料33份，短切碳纤维10份，改性淀粉7份，改性纤维素气凝胶17份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

其余同实施例3。

对比例2

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰13份，氢氧化钙3份，定形相变材料33份，短切碳纤维10份，改性淀粉7份，改性纤维素气凝胶17份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

其余同实施例3。

对比例3

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰13份，氢氧化钙3份，汉麻纤维12份，短切碳纤维10份，改性淀粉7份，改性纤维素气凝胶17份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

其余同实施例3。

对比例4

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰13份，氢氧化钙3份，汉麻纤维12份，定形相变材料33份，改性淀粉7份，改性纤维素气凝胶17份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

其余同实施例3。

对比例5

一种建筑用复合材料，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰13份，氢氧化钙3份，汉麻纤维12份，定形相变材料33份，短切碳纤维10份，改性淀粉7份，改性层状双羟基复合水滑石3份，聚乙烯醇33份。

其余同实施例3。

对照

以市售60mm普通珍珠岩玻化微珠保温板作为对照。

性能测试

实施例1～4、对比例1～5所得产品及对照产品性能测试，结果见表1。

表1

注：抗冲击性测试具体为经过N次抗冲击试验，板面无裂缝；抗冻性测试具体为N次冻融后表面无明显裂缝。

从以上测试结果可以看出，本发明实施例1～4提供的建筑用复合材料各项性能远远优于市售普通珍珠岩玻化微珠保温板，面密度小于65kg/m²，导热系数为0.015以下，耐火时间大于2.5小时，空气隔声性能大于60dB，吸水率为1.3％以下，握钉力大于1100N，经过14次以上冲击试验，板面无裂缝，52次以上冻融后表面无明显裂缝，表明本发明提供的建筑用复合材料质轻，且具有优异的保温、防火、隔音、防潮、抗震、抗冻性能。对比例1不含粉煤灰和氢氧化钙，耐火时间和抗冲击性略微下降，这是由于粉煤灰和氢氧化钙能够生成水硬胶凝性能的物质，可以增强复合材料的强度和耐久度，因而二者在复合材料防火和强度性能方面发挥重要作用；对比例2不含汉麻纤维，面密度与实施例1～4相比显著增加，导热系数为原来的五倍左右，隔声性能及抗性冲击性能均有所下降，这是由于汉麻纤维质轻，内部空腔储存的大量空气能够起到很好的保温、隔音功效，此外，汉麻纤维网在复合材料中的均匀分布，能够增强材料的机械强度；对比例3不含定形相变材料，导热系数增加为原来的7倍，这是由于定形相变材料可以对热能进行储存和利用，因而保温效果突出；对比例4不含短切碳纤维，耐火性和抗冲击性明显下降；对比例5不含改性纤维素气凝胶，面密度显著增加，导热系数也成倍增加，隔音效果明显变差，表明改性纤维素气凝胶在保障复合材料质轻、保温、隔音性能方面具有重要意义。

防霉性能测试

防霉性能测试菌种为黑曲霉、绳状青霉、毛壳霉、绿色粘帚霉、出芽短梗霉、绿色木霉；接种方式为把样品置于无机盐培养基上，将一定量的孢子悬液喷在待测样品和琼脂基底培养基上，培养后评价防霉等级；接种浓度为(1.0±0.2)×106，培养温度(29±1)℃，培养时间28d，培养湿度＞85％；评价标准：0级-不长霉；1级-痕迹生长(长霉面积小于10％)；2级-轻微生长(长霉面积在10％～30％)；3级-中度生长(长霉面积在30％～60％)；4级-重度生长(长霉面积大于60％)。

实施例1～4、对比例1～5所得产品及对照产品防霉性能测试，结果见表2。

表2

从以上测试结果可以看出，本发明实施例1～4提供的建筑用复合材料防霉性能远远优于市售普通珍珠岩玻化微珠保温板，同时对比例2不含汉麻纤维有长霉痕迹，这也表明本申请复合材料中均匀分布的汉麻纤维能够抑制霉菌孢子的萌发或杀死霉菌细胞，从而达到长期防霉、安全的目的，具有长效、经济、方便的特点。

综上，本发明提供的建筑用复合材料采用较大比例的生物质组分，变废为宝，该材料制备简单，安全无毒，质轻，降低了运输成本，机械性能优异，便于施工，具有优异的保温、防火、隔音、防潮功能，显著提高建筑的居住体验，降低建筑能耗；无需添加防霉剂，能够天然长期防霉，免去后期脱落、发霉的隐患，节约建筑维护成本；具有良好的抗震、抗冻性能，适用范围广，寒冷、潮湿环境均能使用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种建筑用复合材料，其特征在于，所述材料由以重量份数计的下列组分制成：粉煤灰10-15份，氢氧化钙1-4份，汉麻纤维5-16份，定形相变材料24-37份，短切碳纤维5-12份，改性淀粉4-8份，改性纤维素气凝胶13-19份，改性层状双羟基复合水滑石1-3份，聚乙烯醇21-38份；所述短切碳纤维长度为0.5-1.5 mm；所述改性纤维素气凝胶为利用十八烷基三氯硅烷对纤维素气凝胶进行疏水改性制得；所述纤维素气凝胶由生物质材料制备得到；

所述定形相变材料是将相变材料脂肪酸三元低共熔物即LA-PA-SA按质量配比为6:2:2负载到膨胀珍珠岩、改性硅藻土按质量配比为1-1.5:1的基体材料上；所述定形相变材料中LA-PA-SA的质量含量小于等于55%；所述定形相变材料的制备方法为：S1、将基体材料膨胀珍珠岩、改性硅藻土在真空干燥箱内80 ℃干燥24 h备用；S2、按照质量配比为6:2:2分别称取LA、PA、SA，恒温水浴加热至完全熔化，搅拌均匀，冷却至室温备用；S3、按膨胀珍珠岩、改性硅藻土质量配比为1-1.5:1取基体材料置于容器中，恒温水浴，抽真空10 min；将S2中LA、PA、SA溶于无水乙醇，置于恒压漏斗中，滴加至盛有基体材料的容器中，滴加后关闭恒压漏斗，400 rpm搅拌，真空渗浸吸附1 h后用自来水冷凝，调节水浴温度为55 ℃，无水乙醇发生低压沸腾，待无水乙醇蒸发完全，将LA-PA-SA相变材料置于40 ℃干燥箱干燥3 h，得到定形相变材料；

所述改性硅藻土的制备方法为：①将硅藻土原矿自然干燥、风化，土坯检测分选等级，运输至加工车间进行粉碎、风选、提纯；②提纯后的硅藻土进入高温煅烧窑添加无机盐助熔剂进行焙烧；③再次经过粉碎，风选、多次分级后，加入5% 碳酸钠在900-1000℃下进行改性得到改性硅藻土；

所述的建筑用复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1）汉麻纤维采用气流成网工艺制备得到汉麻纤维网；

2）取相应份数的改性纤维素气凝胶颗粒分散在水中，超声分散，形成悬浮液A；

3）按配方分别取粉煤灰、氢氧化钙、定形相变材料、短切碳纤维、改性淀粉、改性层状双羟基复合水滑石于搅拌锅中混合均匀，得混合物B；

4）将聚乙烯醇与90-95 ℃温水混合，200-300 r/min搅拌使之形成胶溶液，分批加入相应份数的汉麻纤维网，使汉麻纤维网在胶液中均匀分布，再加入混合物B，慢慢提速至500r/min搅拌15-25 min，加入悬浮液A，继续搅拌10-20 min，制得混合物料C；

5）在模具中注入混合物料C，升温、加压成型即得厚度为20 mm的板材。

2.根据权利要求1所述的建筑用复合材料，其特征在于，所述的建筑用复合材料的制备工艺中步骤5）成型温度为100-110 ℃，压力为10-15 MPa。