CN108609911A - 隔热砂浆及其制备方法、隔热软瓷及其制备方法和建筑材料 - Google Patents

隔热砂浆及其制备方法、隔热软瓷及其制备方法和建筑材料 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种隔热砂浆及其制备方法、隔热软瓷及其制备方法和建筑材料，涉及材料技术领域。该隔热砂浆和隔热软瓷主要由无机粉料、纳米气凝胶、胶粘剂、纤维和硅酸铝制成，在具有保温效果的同时还具有良好的柔性和耐候性。隔热砂浆和隔热软瓷的制备方法具有工艺简单、操作方便、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。其制备而成的建筑材料也具有良好的隔热和耐候性能。

Description

隔热砂浆及其制备方法、隔热软瓷及其制备方法和建筑材料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种隔热砂浆及其制备方法、隔热软瓷及其制备方法和建筑材料。
背景技术
墙外保温体系中的建筑饰面片材是外保温系统中不可缺少的一个功能层。而在实际的外保温系统中，建筑饰面片材开裂问题较为严重,并成为住宅建筑一大通病。建筑饰面片材的"柔"性不够、抗开裂性差是造成外墙外保温系统开裂的原因之一。
现有常用的建筑饰面片材均是密度低、强度差的材料，如膨胀聚苯板、胶粉聚苯颗粒等，这也就要求建筑饰面片材要适应保温材料的特点外还需要具有如下特性:自重轻、拒水透气性、柔韧性、耐候性和耐冻融性等。
因此，开发一种应用于墙外保温体系的材料，并且该材料兼具保温和良好的柔韧性和抗裂性，是目前市场需要的。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种隔热砂浆，该隔热砂浆兼具良好的隔热性和柔韧性，同时具有天然环保，颜色种类多样的优点。
本发明的第二目的在于提供一种上述隔热砂浆的制备方法，该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
本发明的第三目的在于提供一种隔热软瓷，该隔热软瓷具有良好的抗震、抗裂、耐冻融、抗污自洁的性能；同时该隔热软瓷纹理真实、自然、极少重复；该隔热软瓷可回收再生，加工处理后可以还原泥土本质，回归耕种。
本发明的第四目的在于提供一种上述隔热软瓷的制备方法，该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备过程中可调节终产品的形状、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
本发明的第五目的在于提供一种建筑材料，该建筑材料缓解了现有技术中存在的缺乏一种兼具保温和良好的柔韧性和抗裂性的材料，以达到适合应用于墙外保温体系的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
一种隔热砂浆，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65-85％、纳米气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、纤维0.65-1.35％和硅酸铝5-15％；
其中，所述无机粉料为生土、石粉和砂中的至少一种；
优选地，所述无机粉料的粒度为60-200目；
优选地，所述硅酸铝的粒径为80-120目。
进一步的，所述纳米气凝胶包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、V2O5气凝胶、ZrO2气凝胶、TiO2气凝胶、Al2O3-SiO2气凝胶和TiO2-SiO2气凝胶中的至少一种；
优选地，所述纳米气凝胶为纳米SiO2气凝胶；
优选地，所述纳米SiO2气凝胶为改性SiO2气凝胶；
优选地，所述纳米SiO2气凝胶的粒径为5-50nm。
进一步的，所述胶粘剂包括羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、氧化淀粉、羧甲基淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、水溶性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、水溶性丙烯酸胶粉、聚氧化乙烯和羟丙基甲基纤维素中的至少一种；
进一步的，所述胶粘剂按重量份数计包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉10-20份、聚乙烯醇0.5-1.5份、聚氧化乙烯1-5份、羟丙基甲基纤维素2-7份。
进一步的，所述纤维包括棉花纤维、亚麻纤维、聚酯纤维、聚酯胺纤维、碳纤维、芳香族酰胺纤维、聚烯烃纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、聚丙烯纤维、尼龙和木质纤维素中的至少一种；
进一步的，所述纤维包括木质纤维素和聚丙烯纤维；
进一步的，所述隔热砂浆按重量百分比计包括0.5-1％的木质纤维素和0.15-0.35％的聚丙烯纤维；
进一步的，所述隔热砂浆还包括助剂；
进一步的，所述助剂包括抗氧剂、阻燃剂、紫外光吸收剂、红外遮光剂、抗静电剂、稳定剂、填料、增强剂和细微的无机化合物中的至少一种。
进一步的，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65-85％、纳米SiO2气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、木质纤维素0.5-1％、聚丙烯纤维0.15-0.35％和硅酸铝5-15％；
进一步的，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料70-80％、纳米SiO2气凝胶1.5-4％、胶粘剂2.5-5％、木质纤维素0.5-0.8％、聚丙烯纤维0.15-0.3％和硅酸铝8-14％；
进一步的，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料75-80％、纳米SiO2气凝胶1.85-3.85％、胶粘剂3-4％、木质纤维素0.5-0.6％、聚丙烯纤维0.2-0.25％和硅酸铝9-10％。
一种上述隔热砂浆的制备方法，先将气凝胶、胶粘剂、纤维、硅酸铝分散于水中制得混合胶液，然后将所述混合胶液边搅拌边加入到无机粉料中，并在搅拌的同时补加水，即可得到隔热砂浆。
一种隔热软瓷，所述隔热软瓷主要由上述隔热砂浆制备得到；
进一步的，所述隔热软瓷包括片材、块材、卷材或型材；
进一步的，所述隔热软瓷为片材；所述片材的厚度优选为3-6mm。
一种隔热软瓷的制备方法，先将所述隔热砂浆喷涂或刮涂到模具中，然后干燥，即得所述隔热软瓷；
进一步的，所述干燥为低温干燥或微波干燥。
一种建筑材料，所述建筑材料主要由上述隔热砂浆或上述隔热软瓷制备而成；
进一步的，所述建筑材料为建筑饰面片材。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的隔热砂浆，其原料主要包含无机粉料、纳米气凝胶、胶粘剂、纤维和硅酸铝。其中无机粉料主要包含生土、石粉和砂中的一种，生土、石粉和砂均来源天然，无污染，并且由于生土、石粉和砂中的成分多样，导致其自身带有多种颜色。纳米气凝胶具有良好的隔热保温作用，空洞率可以高达80-99.8％,是一种低密度纳米多孔非晶态材料。纤维在隔热砂浆中起到了良好的微配筋作用，使该隔热砂浆具有良好的抗裂性、抗渗性、抗冲磨性等机械强度。本发明将具有天然来源的无机粉料、纳米气凝胶、胶粘剂和纤维复配使用，使其制得的隔热砂浆具有良好的隔热效果的同时又具有良好的力学性能，并且由于该隔热砂浆中的无机粉料来源天然，因此其制得的隔热砂浆天然环保，降低了人工合成材料的使用，有效的节约了资源。
本发明提供的上述隔热砂浆的制备方法，通过将配方量的原料混合后制得。该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
本发明提供的隔热软瓷，主要由上述隔热砂浆制备得到。本发明可以通过调整隔热砂浆中无机粉料中生土、石粉和砂的原料来源和配比，以达到调整隔热软瓷的颜色和纹理的目的。该隔热软瓷具有良好的抗震、抗裂、耐冻融、抗污自洁的性能。本发明提供的每块材料纹理真实、自然、极少重复。这种不规则而又浑然天成的自然美，非常符合城市建筑回归自然的要求。并且该软瓷含有大量天然来源的土、石粉和砂，可回收再生新品，加工处理后可以还原泥土本质，回归耕种。
本发明提供的上述隔热软瓷的制备方法，通过将隔热砂浆干燥后即得隔热软瓷。该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备过程中可调节终产品的形状、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
本发明提供的建筑材料，主要由上述隔热砂浆或隔热软瓷制备而成。该建筑材料具有兼具保温和良好的拒水透气性、柔韧性、耐候性和耐冻融性，并且该建筑材料自重轻，因此在安装和搬运过程中可节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的建筑饰面片材；
图2为本发明实施例2提供的建筑饰面片材；
图3为本发明实施例3提供的建筑饰面片材。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种隔热砂浆，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65-85％、纳米气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、纤维0.65-1.35％和和硅酸铝5-15％；其中，所述无机粉料为生土、石粉和砂中的至少一种。
本发明提供的隔热砂浆的原料主要包含无机粉料、纳米气凝胶、胶粘剂、纤维和任选的助剂。其中无机粉料主要包含生土、石粉和砂中的一种，生土、石粉和砂均来源天然，无污染，并且由于生土、石粉和砂中的成分多样，导致其自身带有多种颜色。纳米气凝胶具有良好的隔热保温作用，空洞率可以高达80-99.8％,是一种低密度纳米多孔非晶态材料。纤维在所述隔热砂浆中起到了良好的微配筋作用，使该隔热砂浆具有良好的抗裂性、抗渗性、抗冲磨性等机械强度。本发明将具有天然来源的无机粉料、纳米气凝胶、胶粘剂和纤维复配使用，使其制得的隔热砂浆具有良好的隔热效果的同时又具有良好的力学性能，并且由于该隔热砂浆中的无机粉料来源天然，因此其制得的隔热砂浆天然环保，降低了人工合成材料的使用，有效的节约了资源。
本发明中无机粉料的用量例如可以为但不限于为隔热砂浆原料总质量的65％、68、70％、72％、75％、80％、82％或85％，优选75-80％；纳米气凝胶的用量例如可以为但不限于为隔热砂浆原料总质量的1％、2％、3％、4％或5％，优选1.85-3.85％；胶粘剂的用量例如可以为但不限于为隔热砂浆原料总质量的2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.2％、4.5％、5％或5.5％，优选3-4％；纤维的用量例如可以为但不限于为隔热砂浆原料总质量的0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.25％、1.3％或1.35％，优选0.9-1.05％；硅酸铝的用量例如可以为但不限于为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％或15％，优选9-10％。通过进一步调整隔热砂浆中的各原料的配比可以进一步优化隔热砂浆的综合性能。
本发明提供的隔热砂浆中原料包含无机粉料，该无机粉料包括生土、石粉和砂中的至少一种。
生土泛指未经焙烧、仅经过简单加工的原状土质材料，生土是最常见的一种绿色环保的材料，有着就地取材、价格低廉的优点；并且由于生土取材来源广泛，由于土壤中的腐殖质含量、水分含量、各种矿物含量的不同导致生土的颜色种类繁多，在一些可选的实施方式中，所述生土例如可以为但不限于为砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、寒棕壤、褐土、黑钙土、栗钙土、棕钙土、黑垆土、荒漠土、草甸土或漠土。上述各种类土壤可以呈现例如红、暗红、砖红、褐色、黑色、黄色或者灰色等多种颜色。
需要说明的是，本发明中所述的生土可以只来源单一的生土材料，也可以将多种来源的生土材料混合使用，以达到混合出目标颜色的目的。例如可以单独使用赤红壤、黑垆土或漠土中的一种，也可以例如将黑钙土和栗钙土混合使用，将红壤、黄壤和暗棕壤混合使用，本发明不限制生土中各种类土的组合方式。
石粉为由天然岩石或卵石经破碎、筛分得到粉末，在一些可选的实施方式中，石料的来源例如可以为但不限于为花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩、燧石、砂岩、角页岩、斑岩、橄榄岩、辉绿岩、玄武岩、硬石英岩、软石英岩或者凝灰岩；
需要说明的是，本发明中所述的石粉可以为只来源单一的石料，也可以为将多种来源的石料的粉末混合使用，以达到混合出目标颜色的目的。例如可以单独使用花岗岩、正长岩或闪长岩中的一种石粉，也可以例如将辉长岩石粉和燧石石粉混合使用，将斑岩石粉、橄榄岩石粉、辉绿岩石粉混合使用，本发明不限制石粉中各石料的来源和各种来源的石粉的组合方式。
砂包括天然砂和/或人工砂。天然砂是岩石风化所形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物；人工砂为经除土处理的机制砂、混合砂的统称。砂除了石灰岩为主要料源外，花岗岩、砂岩、石英岩、流纹岩、玄武岩、闪长岩、片麻岩、辉绿岩、凝灰岩等多种岩石都可以使用。
本发明中，所述无机粉料为生土、石粉和砂中的至少一种，或者生土、石粉和砂中至少两种的混合物，例如可以为但不限于为生土和石粉的混合物，石粉和砂的混合物，生土和沙的混合物，或者生土、石粉和砂三者的混合物。本发明不限制无机粉料中各组分的混合方式。
在一些可选的实施方式中，所述无机粉料的粒度为60-200目，例如可以为但不限于为60目、70目、80目、100目、120目、140目、170目或200。通过调整无机粉料的粒度可以进一步调整和优化隔热砂浆的性能。
本发明中使用的无机粉料不仅来源天然环保，并且具有良好的抗紫外线辐照、耐酸、耐碱和耐盐的腐蚀，特性温和，并且改性后的无机粉料则具有极好可塑性。该无机粉料具有柔性，利于与各种材料联合起到抗震、抗裂、耐冻融、抗污自洁等性能都非常优秀。本发明提供的隔热砂浆颜色由该无机粉料中生土、石粉和砂的产地及种类决定，该无机粉料颜色丰富，主要以复合灰为主，如灰黄、灰红、灰黑、灰白等，使其制得的隔热砂浆具有多种可供选择的颜色，适用于多种场合，因此应用广泛。
纳米气凝胶：纳米气凝胶是一种新型轻质多孔纳米材料。纳米气凝胶是一种以空气取代原有骨架中的溶剂而制得的轻质纳米级多孔材料，它是由胶体粒子或高聚物分子相互聚结构成纳米多孔网络结构，并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料，具有连续无规则网络结构，是典型的分形结构。
在一些可选的实施方式中，所述纳米气凝胶包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、V2O5气凝胶、ZrO2气凝胶、TiO2气凝胶、Al2O3-SiO2气凝胶和TiO2-SiO2气凝胶中的至少一种。
在一些优选的实施方式中，所述纳米气凝胶为纳米SiO2气凝胶，SiO2气凝胶是一种新型纳米多孔超级隔热材料，具有粉末状和块状，其孔洞率高达80-99.8％，是一种低密度纳米多孔非晶态材料。SiO2气凝胶具有极大的比表面积(200-1000m2/g)、很高的孔隙率(80-99.8％)、很低的密度(1-500kg/m3)和很低的导热系数(0.02Wm-1k-1)的特点。在一些可选的实施方式中，所述纳米SiO2气凝胶的粒径为5-50nm，例如可以为但不限于为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、30nm、35nm、40nm、45nm或者50nm。通过进一步调整和优化纳米SiO2气凝胶的粒径可以进一步优化隔热砂浆的性能。
在一些优选的实施方式中，所述纳米SiO2气凝胶为改性纳米SiO2气凝胶。优选地，所述改性纳米SiO2气凝胶通过引入含-CF3和/或-Si(CH3)3端基的基团的乳液对SiO2气凝胶粒子进行改性处理。
胶粘剂在隔热砂浆中主要起到粘接作用，在一些可选的实施方式中，所述胶粘剂例如可以为但不限于为羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、氧化淀粉、羧甲基淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、水溶性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、水溶性丙烯酸胶粉、聚氧化乙烯和羟丙基甲基纤维素中的至少一种。在一些可选的实施方式中，所述胶粘剂按重量份数计包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉10-20份、聚乙烯醇0.5-1.5份、聚氧化乙烯1-5份、羟丙基甲基纤维素2-7份；可选的，水溶性丙烯酸胶粉的用量按重量份数计例如可以为但不限于为10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份，优选14-16份；可选的，聚乙烯醇的用量按重量份数计例如可以为但不限于为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份，优选0.8-1.2份；可选的，聚氧化乙烯的用量按重量份数计例如可以为但不限于为1份、2份、3份、4份或5份，优选2-4份；可选的，羟丙基甲基纤维素的用量例如可以为但不限于为2份、3份、4份、5份、6份或7份，优选4-6份；通过调整胶粘剂中各原料的配比可以进一步优化胶粘剂的粘接性能。该胶粘剂呈白色，无毒无味，不含任何挥发性有害物质。具有溶于冷水快、配比大、粘度高、性能稳定、价格低廉、储存期长、使用方便等特点。
纤维在隔热砂浆中主要作为支撑和保护气凝胶的支架，在一些可选的实施方式中，所述纤维例如可以为但不限于为棉花纤维、亚麻纤维、聚酯纤维、聚酯胺纤维、碳纤维、芳香族酰胺纤维、聚烯烃纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、聚丙烯纤维、尼龙和木质纤维素中的至少一种。
在一些可选的实施方式中，所述纤维包括木质纤维素和聚丙烯纤维。木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质，无毒、无味、无污染、无放射性。木质纤维素具有强劲的交联功能，它与其他材料混合后纤维之间立刻搭接得像毯子一样，这个三维空间结构可将水或其他液体锁在其间，纤维越长，增稠作用越大。当剪力作用于木质纤维素时(如刮抹、搅拌、泵送)，部分液体会从纤维结构中甩到基体里，导致黏度降低，和易性提高；当剪力停止时，纤维结构又非常迅速地恢复并将水分吸收回来，并恢复原有粘度。木质纤维自身可吸收自重的100-200％的液体，并利用其结构吸附自重2-6倍的液体。木质纤维素具有抗裂性、低收缩性、好的热稳定性，同时由于纤维结构的毛细管作用可将内部的水分迅速地传输到浆料表面及界面，使得浆料体系内部的水分均匀分布，可明显减少成皮现象，并使得黏结强度和表面强度明显提高，这个机理也由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用。在一些可选的实施方式中，所述木质纤维素的用量为隔热砂浆原料总质量的0.5-1％，例如可以为但不限于为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％，通过进一步调整木质纤维素的用量可以进一步调整隔热砂浆的性能。
聚丙烯纤维能很好地提高砂浆的抗裂性、抗渗性、抗冲磨性、抗冻能力、抗爆能力，起到很好的微配筋作用，有效保持结构的整体性。在一些可选的实施方式中，所述聚丙烯纤维的用量为隔热砂浆原料总质量的0.15-0.35％，例如可以为但不限于为0.15％、0.16％、0.2％、0.22％、0.25％、0.27％、0.3％、0.32％或0.35％，通过进一步调整聚丙烯纤维的用量可以进一步调整隔热砂浆的性能。在一些优选的实施方式中，聚丙烯纤维的束状单丝规格为：纤维长度3-12mm，抗拉强度：＞400Mpa；弹性模量＞3.5Gpa；熔点150-180℃；纤维直径45-50μum；燃点560-600℃；含湿度＜0.1％；进一步优选地，所述聚丙烯纤维还具有抗酸碱性高、导热性低和安全无毒的性能，并且具有经-78℃实验检测纤维性能无变化的抗低温性能。
本发明提供的隔热砂浆还包含硅酸铝，硅酸铝可以改进产品性能，如白度、干膜遮盖力、贮藏稳定性、耐候性、耐磨损性、耐洗擦性等；也可改善产品的施工性能，改善表面的发粘性、吸尘性等。在一些可选的实施方式中，所述硅酸铝的粒径为80-120目，例如可以为但不限于为80目、100目或120目，通过调整酸铝粉的粒径可以进一步调整隔热砂浆的性能。
在一些可选的实施方式中，所述隔热砂浆还包括助剂。可以理解的是，所述助剂可以包括本领域常用的助剂，例如抗氧剂、阻燃剂、紫外光吸收剂、红外遮光剂、抗静电剂、稳定剂、填料、增强剂和细微的无机化合物等。本发明对于添加的助剂类型没有特别限制，上述助剂可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。通过调整使用的助剂可以进一步改善隔热砂浆的性能。
在一些可选的实施方式中，所述隔热砂浆按重量百分比计包括如下原料：无机粉料65-85％、纳米SiO2气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、木质纤维素0.5-1％、聚丙烯纤维0.15-0.35％和硅酸铝5-15％；
在一些优选的实施方式中，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料70-80％、纳米SiO2气凝胶1.5-4％、胶粘剂2.5-5％、木质纤维素0.5-0.8％、聚丙烯纤维0.15-0.3％和硅酸铝8-14％；
在一些更优选的实施方式中，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料75-80％、纳米SiO2气凝胶1.85-3.85％、胶粘剂3-4％、木质纤维素0.5-0.6％、聚丙烯纤维0.2-0.25％和硅酸铝9-10％；通过进一步调整原料的组成和配比可以进一步提高隔热砂浆的综合性能。
本发明还提供了一种上述隔热砂浆的制备方法，所述隔热砂浆通过先将气凝胶、胶粘剂、纤维、硅酸铝分散于水中制得混合胶液，然后将所述混合胶液边搅拌边加入到无机粉料中，并在搅拌的同时补加水，即可得到隔热砂浆。该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
本发明还提供了一种主要由上述隔热砂浆制备得到的隔热软瓷。软瓷是一种环保生态建材，此外，软瓷建筑装饰材料表现力极强，不仅可逼真表现石材、陶瓷、木、皮、针织、金属板、编织等现有材质的颜色和质感，更可按建筑师、设计师的设计要求，创造具有个性化的表现形式。本发明可以通过调整隔热砂浆中无机粉料中生土、石粉和砂的原料来源和配比，以达到调整隔热软瓷的颜色和纹理的目的。该隔热软瓷具有良好的抗震、抗裂、耐冻融、抗污自洁的性能。本发明提供的每块软瓷纹理真实、自然、极少重复。这种不规则而又浑然天成的自然美，非常符合城市建筑回归自然的要求。并且该软瓷含有大量天然来源的土、石粉和砂，可回收再生新品，加工处理后可以还原泥土本质，回归耕种。
在一些可选的实施方式中，所述隔热软瓷为片材、块材、卷材或型材；在一些优选的实施方式中，所述隔热软瓷为片材；所述片材的厚度优选为3-6mm，例如可以为但不限于为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm或者6mm。使用隔热砂浆制成的片材具有柔性好、单位面积质量轻的同时具有良好的隔热性能的优点。
本发明还提供了一种上述隔热软瓷的制备方法，先将所述隔热砂浆喷涂或刮涂到模具中，然后干燥，即得所述隔热软瓷。该制备方法具有工艺简单、操作方便、制备过程中可调节终产品的形状、制备能耗少以及制备过程中环境友好的优点。
在一些可选的实施方式中，所述干燥包括低温干燥和微波干燥，优选地，低温干燥在40-80℃条件下进行；优选地，微波干燥在80-150℃条件下进行。
本发明还提供了一种建筑材料，所述建筑材料主要由上述隔热砂浆或隔热软瓷制备而成。该建筑材料兼具保温和良好拒水透气性、柔韧性、耐候性和耐冻融性，并且该建筑材料自重轻，因此在安装和搬运过程中可节约成本。
在一些可选的实施方式中，所述建筑材料例如可以为但不限于为外墙装饰材料、软瓷内墙装饰材料、软瓷室内外地板或卫浴柔性砖。在一些优选地实施方式中，所述建筑材料为建筑饰面片材。
建筑饰面片材是外保温系统中不可缺少的一个功能层。该建筑饰面片材使用上述隔热砂浆或隔热软瓷制成，其中含有纳米气凝胶，纳米气凝胶在建筑饰面片材中可以形成数量众多的气孔，当气孔的直径小至纳米数量级时，如小于50nm时,气孔内的空气分子将完全被吸附在气孔壁上而不能自由运动,这样的气孔实际上相当于真空状态。如果保持材料的体积密度及其中的气孔直径足够小,则可以使片材的分子振动热传导和对流热传导率接近于0；并且众多足够小的微孔使得片材中界面的数量趋于无穷多,可以使材料内部有非常多的隔热界面,从而使辐射热传导的效率趋近于0。因此该建筑饰面片材具有良好的隔热效果。通过加入纳米气凝胶制得的综合性能优良的节能隔热建筑饰面片材,经实体测定当气温高达35-37℃时,片层内部可降温11-13℃。
该建筑饰面片材重量较轻，仅约2kg/m2。德国有规定:对于自重大于10kg/m2体系必须在粘贴的同时附加锚钉。该建筑饰面片材质量与涂料相当，安装软瓷柔性面砖直接粘贴即可，无需锚固。抛开安全性问题，其施工亦比瓷砖要简单方便很多。
该建筑饰面片材还具有如下有益效果：①防火柔性：该建筑饰面片材含有大量的天然来源的原生态无机粉料，原生态无机粉料具有良好的阻燃剂效果，使该建筑饰面片材的防火级别达到了B级(GB 8624-2006，难燃级)；②抗震防裂性：该建筑饰面片材质地柔，延展性好，抗震防裂；③抗冻融：该建筑饰面片材冻融实验达100次(相当100年)，表面无粉化，无裂纹，无剥落；④耐久耐酸碱：该建筑饰面片材耐老化性能达3500h以上，相当50年不会变质；⑤可透气性：该建筑饰面片材既透气又防火，让建筑自由呼吸，具有更生态、更安全，让居住更健康，拒水透气性能完全达到作为外墙外保温材料的要求的优点；⑥隔热性：该建筑饰面片材经实体测定当气温高达35-37℃时,片层内部可降温11-13℃。⑦可循环：该建筑饰面片材可完全再生，无三废排放；⑧省成本：该建筑饰面片材内外墙翻新时，无须敲掉旧基面，施工方便，无垃圾产出工期短、成本低。
在一些可选的实施方式中，所述建筑饰面片材包含至少一层软瓷层和一层隔热软瓷层；所述软瓷层和所述隔热软瓷层层叠设置；所述建筑饰面片材的最外层为软瓷层；其中，所述隔热软瓷层主要由所述隔热软瓷制作而成，可选的，所述软瓷层中使用的软瓷的原料与隔热软瓷的原料的区别在于不包含气凝胶；可选的，所述软瓷层中使用的软瓷也可以为市售常规的软瓷材料。
在一个可选的实施方式中，所述建筑饰面片材由外至内依次设置软瓷层和隔热软瓷层；可选的，所述软瓷层的厚度为1.5-2mm，例如可以为但不限于为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm；所述隔热层100的厚度为1.5-2mm，例如可以为但不限于为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm。
在一个可选的方式中，所述软瓷层包括第一软瓷层和第二软瓷层；可选的，所述建筑饰面片材由外至内依次设置第一软瓷层、第二软瓷层和隔热软瓷层；可选的，所述建筑饰面片材由外至内依次设置第一软瓷层、隔热软瓷层和第二软瓷层。可选的，所述第一软瓷层的厚度为1.5-2mm，例如可以为但不限于为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm；所述第二软瓷层的厚度为1.5-2mm，例如可以为但不限于为1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2mm；所述隔热软瓷层的厚度为0.1-1mm，例如可以为但不限于为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或者1mm。
下面结合优选实施例进一步说明本发明的有益效果。
实施例和对比例使用的聚丙烯纤维的束状单丝具有如下规格：纤维长度3-12mm，抗拉强度：＞400Mpa；弹性模量＞3.5Gpa；熔点150-180℃；纤维直径45-50μum；燃点560-600℃；含湿度＜0.1％。
实施例和对比例使用的改性纳米SiO2气凝胶为通过引入含-CF3和/或-Si(CH3)3端基的基团的乳液对SiO2气凝胶粒子进行改性处理。
实施例1
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65％、粒径为5-50nm的纳米SiO2气凝胶5％、胶粘剂2％、木质纤维素1％、聚丙烯纤维0.15％和硅酸铝15％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为3:1的黑钙土和草甸土；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉20份、聚乙烯醇0.5份、聚氧化乙烯5份、羟丙基甲基纤维素2份；
该隔热砂浆按照如下方法制备：
a)将无机粉料粉碎至60目；
b)将硅酸铝粉碎至120目；
c)将纳米SiO2气凝胶气凝胶、胶粘剂、纤维和助剂在社会中搅拌分散均匀，制得混合胶液；
d)将步骤c)制得的混合胶液注入强力搅拌分散桶中，将无机粉料逐渐加入到混合胶液中，搅拌均匀后得到隔热混合砂浆。
实施例2
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料85％、粒径为5-50nm的纳米SiO2气凝胶1％、胶粘剂5.5％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.35％和硅酸铝5％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为4:1的赤红壤和河沙；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉10份、聚乙烯醇1.5份、聚氧化乙烯1份、羟丙基甲基纤维素7份；
该隔热砂浆按照如下方法制备：
a)将无机粉料粉碎至200目；
b)将硅酸铝粉碎至80目；
c)将纳米SiO2气凝胶气凝胶、胶粘剂、纤维和助剂在社会中搅拌分散均匀，制得混合胶液；
d)将步骤c)制得的混合胶液注入强力搅拌分散桶中，将无机粉料逐渐加入到混合胶液中，搅拌均匀后得到隔热混合砂浆。
实施例3
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料70％、粒径为5-50nm的改性纳米SiO2气凝胶4％、胶粘剂2.5％、木质纤维素0.8％、聚丙烯纤维0.15％和硅酸铝14％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为1:1:1的褐土、花岗岩石粉和沙；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉12份、聚乙烯醇1.4份、聚氧化乙烯1.5份、羟丙基甲基纤维素3份；
该隔热砂浆按照如下方法制备：
a)将无机粉料粉碎至100目；
b)将硅酸铝粉碎至100目；
c)将纳米SiO2气凝胶气凝胶、胶粘剂、纤维和助剂在社会中搅拌分散均匀，制得混合胶液；
d)将步骤c)制得的混合胶液注入强力搅拌分散桶中，将无机粉料逐渐加入到混合胶液中，搅拌均匀后得到隔热混合砂浆。
实施例4
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料80％、粒径为5-50nm的改性纳米SiO2气凝胶1.5％、胶粘剂5％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.3％和硅酸铝8％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为1:1:1的生土、玄武岩石粉和沙；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉18份、聚乙烯醇0.6份、聚氧化乙烯4.5份、羟丙基甲基纤维素7份；
该隔热砂浆按照实施例3提供的制备方法制备。
实施例5
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料75％、粒径为5-50nm的改性纳米SiO2气凝胶3.85％、胶粘剂3％、木质纤维素0.6％、聚丙烯纤维0.2％和硅酸铝10％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为1:2花岗岩石粉和辉绿岩石粉；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉14份、聚乙烯醇1.2份、聚氧化乙烯2份、羟丙基甲基纤维素6份；
该隔热砂浆按照实施例3提供的制备方法制备。
实施例6
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料80％、粒径为5-50nm的改性纳米SiO2气凝胶1.85％、胶粘剂4％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.25％和硅酸铝9％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为1:2的生土和辉绿岩石粉；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉16份、聚乙烯醇0.8份、聚氧化乙烯4份、羟丙基甲基纤维素4份；
该隔热砂浆按照实施例3提供的制备方法制备。
实施例7
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料85％、粒径为5-50nm的改性纳米SiO2气凝胶1.85％、胶粘剂3.5％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.15％、硅酸铝9％；余量为水；
其中无机粉料为质量比为5:1：1的生土、辉绿岩石粉和沙；
按重量份数计胶粘剂包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉15份、聚乙烯醇1份、聚氧化乙烯3份、羟丙基甲基纤维素5份；
该隔热砂浆按照实施例3提供的制备方法制备。
实施例8
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料79％、改性纳米SiO2气凝胶1.85％、胶粘剂3.5％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.15％、硅酸铝15％；余量为水。
实施例9
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料78％、改性纳米SiO2气凝胶3.85％、胶粘剂3.5％、木质纤维素0.5％、聚丙烯纤维0.15％、硅酸铝14％；余量为水。
实施例10
本实施例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆不包含木质纤维素。
对比例1
本对比例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料60％、纳米SiO2气凝胶7.5％、胶粘剂1％、木质纤维素2％、聚丙烯纤维0.1％、硅酸铝20％；余量为水。
对比例2
本对比例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料88％、纳米SiO2气凝胶0.5％、胶粘剂3％、木质纤维素0.2％、聚丙烯纤维0.5％、硅酸铝1％；余量为水。
对比例3
本对比例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，该隔热砂浆不包含纤维。
对比例4
本对比例提供了一种隔热砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，无机粉料为质量比为1:1的矿粉和碳酸钙。
对比例5
本对比例提供了一种砂浆，该隔热砂浆与实施例7的区别仅在于，本对比不包含气凝胶。
实施例11
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例1提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为3mm的隔热软瓷。
实施例12
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例2提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为3mm的隔热软瓷。
实施例13
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例3提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
实施例14
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例4提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
实施例15
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例5提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为5mm的隔热软瓷。
实施例16
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例6提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为5mm的隔热软瓷。
实施例17
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例7提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为6mm的隔热软瓷。
实施例18
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例8提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为6mm的隔热软瓷。
实施例19
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例9提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
实施例20
本实施例提供了一种隔热软瓷，为实施例10提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
对比例6
本实施例提供了一种隔热软瓷，为对比例1提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
对比例7
本实施例提供了一种隔热软瓷，为对比例2提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
对比例8
本实施例提供了一种隔热软瓷，为对比例3提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
对比例9
本实施例提供了一种隔热软瓷，为对比例4提供的隔热砂浆先喷涂到模具中，然后干燥制得的厚度为4mm的隔热软瓷。
对比例10
本实施例提供了一种软瓷，为对比例5提供的隔热砂浆先刮涂到模具中，然后干燥制得的厚度为8mm的软瓷。
效果例
检测实施例11-实施例20和对比例6-10中的软瓷的性能，结果如下表所示。
由上表数据可以看出，本发明提供的隔热砂浆和隔热软瓷中的原料复配使用具有良好的隔热保温效果，并且具有良好的抗磨损性能、抗滑性、耐沾污性和阻燃性，同时还具有良好的耐老化的性能。由实施例和对比例对比可以看出，气凝胶起到主要的保温效果，而纤维和无机粉料综合使用使该隔热砂浆和隔热软瓷具有良好的性能。
实施例21
本实施例提供了一种建筑饰面片材，如图1所示，该建筑饰面片材由外至内依次设置软瓷层和隔热软瓷层；软瓷层与隔热软瓷层通过环氧树脂胶粘接，软瓷层厚度为2mm，隔热软瓷层厚度为2mm；其中，软瓷层为对比例5提供的砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得，隔热软瓷为实施例7提供的隔热砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得。
实施例22
本实施例提供了一种建筑饰面片材，如图2所示，该建筑饰面片材由外至内依次设置第一软瓷层、第二软瓷层和隔热层；第一软瓷层、第二软瓷层和隔热软瓷层通过实施例7中的粘接剂粘接；第一软瓷层厚度为2mm、第二软瓷层厚度为1.5mm、隔热软瓷层厚度为0.5mm；第一软瓷层和第二软瓷层对比例5提供的砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得，隔热软瓷为实施例7提供的隔热砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得。
实施例23
本实施例提供了一种建筑饰面片材，如图3所示，该建筑饰面片材由外至内依次设置第一软瓷层、隔热层和第二软瓷层；第一软瓷层、隔热层和第二软瓷层通过实施例5中的粘接剂粘接；第一软瓷层厚度为1.5mm、第二软瓷层厚度为1.5mm、隔热软瓷层厚度为1mm；第一软瓷层和第二软瓷层对比例5提供的砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得，隔热软瓷为实施例7提供的隔热砂浆刮涂于模具中然后经干燥制得。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种隔热砂浆，其特征在于，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65-85％、纳米气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、纤维0.65-1.35％和硅酸铝5-15％；
其中，所述无机粉料为生土、石粉和砂中的至少一种；
优选地，所述无机粉料的粒度为60-200目；
优选地，所述硅酸铝的粒径为80-120目。
2.根据权利要求1所述的隔热砂浆，其特征在于，所述纳米气凝胶包括SiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、V2O5气凝胶、ZrO2气凝胶、TiO2气凝胶、Al2O3-SiO2气凝胶和TiO2-SiO2气凝胶中的至少一种；
优选地，所述纳米气凝胶为纳米SiO2气凝胶；
优选地，所述纳米SiO2气凝胶为改性SiO2气凝胶；
优选地，所述纳米SiO2气凝胶的粒径为5-50nm。
3.根据权利要求1所述的隔热砂浆，其特征在于，所述胶粘剂包括羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、氧化淀粉、羧甲基淀粉、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、水溶性环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、水溶性丙烯酸胶粉、聚氧化乙烯和羟丙基甲基纤维素中的至少一种；
优选地，所述胶粘剂按重量份数计包括如下原料：水溶性丙烯酸胶粉10-20份、聚乙烯醇0.5-1.5份、聚氧化乙烯1-5份、羟丙基甲基纤维素2-7份。
4.根据权利要求1所述的隔热砂浆，其特征在于，所述纤维包括棉花纤维、亚麻纤维、聚酯纤维、聚酯胺纤维、碳纤维、芳香族酰胺纤维、聚烯烃纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、聚丙烯纤维、尼龙和木质纤维素中的至少一种；
优选地，所述纤维包括木质纤维素和聚丙烯纤维；
更优选地，所述隔热砂浆按重量百分比计包括0.5-1％的木质纤维素和0.15-0.35％的聚丙烯纤维。
5.根据权利要求1所述的隔热砂浆，其特征在于，所述隔热砂浆还包括助剂；
优选地，所述助剂包括抗氧剂、阻燃剂、紫外光吸收剂、红外遮光剂、抗静电剂、稳定剂、填料、增强剂和细微的无机化合物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的隔热砂浆，其特征在于，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料65-85％、纳米SiO2气凝胶1-5％、胶粘剂2-5.5％、木质纤维素0.5-1％、聚丙烯纤维0.15-0.35％和硅酸铝5-15％；
优选地，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料70-80％、纳米SiO2气凝胶1.5-4％、胶粘剂2.5-5％、木质纤维素0.5-0.8％、聚丙烯纤维0.15-0.3％和硅酸铝8-14％；
更优选地，所述隔热砂浆按重量百分比计包含如下原料：无机粉料75-80％、纳米SiO2气凝胶1.85-3.85％、胶粘剂3-4％、木质纤维素0.5-0.6％、聚丙烯纤维0.2-0.25％和硅酸铝9-10％。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的隔热砂浆的制备方法，其特征在于，先将气凝胶、胶粘剂、纤维、硅酸铝分散于水中制得混合胶液，然后将所述混合胶液边搅拌边加入到无机粉料中，并在搅拌的同时补加水，即可得到隔热砂浆。
8.一种隔热软瓷，其特征在于，所述隔热软瓷主要由权利1-7中任一项所述的隔热砂浆制备得到；
优选地，所述隔热软瓷包括片材、块材、卷材或型材；
优选地，所述隔热软瓷为片材；所述片材的厚度优选为3-6mm。
9.一种权利要求8所述的隔热软瓷的制备方法，先将所述隔热砂浆喷涂或刮涂到模具中，然后干燥，即得所述隔热软瓷；
优选地，所述干燥为低温干燥或微波干燥。
10.一种建筑材料，其特征在于，所述建筑材料主要由权利要求1-6中任一项所述的隔热砂浆或权利要求8所述的隔热软瓷制备而成；
优选地，所述建筑材料为建筑饰面片材。
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