CN108726919A - 一种节能环保建筑材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节能环保建筑材料及其制备方法，由以下成分制备而成：建筑木材废料、废弃塑料制品、秸秆、淤泥、碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰、二氧化硅、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵、相变溶液、饱和氢氧化钠溶液、水性粘合剂、分散促溶液、碱性激发剂和水。本发明制备的建筑材料具有强度高、能耗低的优势，应用于建筑中，可在保证建筑物强度的前提下，有效的降低建筑物的能耗，原材料以建筑、生活废料为主，环保节能，大幅的降低制备成分，并且本发明的制备工艺简单，适合大规模推广生产。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种节能环保建筑材料及其制备方法。
背景技术
建筑用能的高低取决于建筑围护结构的保温隔热性能、建筑的密闭性等。目前建筑行业在墙体、屋面材料、门窗、楼板节能技术和产品的研发、生产、设计、建设等方面做了大量工作，然而，由于建筑围护结构的保温隔热性能不高、建筑的密闭性差等因素，造成建筑行业的建筑能耗总量居高不下，与建筑行业预想的先进水平仍存在巨大差距，因此在建筑围护结构节能方面还需要很大的创新。
常规的建筑材料其节能效果较为常规，不能有效的降低建筑的能耗。单一的建筑材料，如空心砌块、加气混凝土等，导热系数较大，一般为高效保温材料的20倍，随着建筑节能和节能环保的越来越广泛地推行，单一材料建筑已不能满足保温隔热的要求，更多采用承重材料与高效保温材料组合而成的复合建筑材料。目前，建筑行业在大力推广使用建筑节能的新技术、新工艺、新材料和新设备。世界各国开展建筑节能无不首先抓建筑围护材料的革新，一些发达国家很早就开始改用保温性能好、生产能耗低的新型复合建筑材料替代传统建筑材料。
公开号为CN107523266A，公开了一种环保型节能建筑材料的制备方法，将月桂酸和硝酸钠、硝酸钾加入至无水乙醇中，在石墨烯与聚乙烯吡咯烷酮的作用下，形成无机-有机相变添加液；然后将二氧化硅、硅酸铝、硅酸镁和碳酸钙混合均匀后，加入至添加液中，与三元乙丙橡胶进行加压密封反应得到前驱液，最后在减压蒸馏后得到建筑材料。公开号为CN104876533A，公开了一种节能建筑材料及其制备方法，所述的节能建筑材料包括海泡石粉为8-22份、膨润土为6-17份、三元乙丙橡胶为5-15份、粉煤灰为11-18份、铁铝酸四钙为9-20份、次磷酸钙为6-14份、硼酸锌为5-11份、纳米二氧化硅为3-8份、硅酸铝棉为5-9份。制备方法包括:(1)取海泡石粉、膨润土、粉煤灰、铁铝酸四钙、次磷酸钙、硼酸锌、纳米二氧化硅，分别用砂磨机进行研磨处理，研磨后分别得到上述成分的粉末；(2)打开高速分散机，向高速分散机中加入以上成分进行混合；(3)将混合后的建筑材料再在高温模具中加压进行高温压制，压制后从模具中取出，为制备的节能建筑材料。以上现有技术制备的建筑材料，在原材料的选择、使用上则并没有很好的节能，而制备工艺也略显复杂，工艺要求较高，因此会在一定程度上增加成本，是的其并不适用于推广使用。
综上所述，因此需要一种更好的节能建筑材料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能环保建筑材料及其制备方法，本发明制备的建筑材料具有强度高、能耗低的优势，应用于建筑中，可在保证建筑物强度的前提下，有效的降低建筑物的能耗，原材料以建筑、生活废料为主，环保节能，大幅的降低制备成分，并且本发明的制备工艺简单，适合大规模推广生产。
本发明提供了如下的技术方案：
一种节能环保建筑材料，包括以下重量份的原料：建筑木材废料25-34份、废弃塑料制品22-28份、秸秆24-33份、淤泥18-24份、碳酸钙12-16份、石墨烯8-13份、海泡石粉11-15份、粉煤灰7-12份、二氧化硅8-13份、次磷酸钙9-15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-10份、相变溶液7-12份、饱和氢氧化钠溶液6-9份、水性粘合剂5-8份、分散促溶液6-10份、碱性激发剂4-7份和水8-14份。
优选的，所述建筑材料包括以下重量份的原料：建筑木材废料28-34份、废弃塑料制品25-28份、秸秆24-31份、淤泥18-22份、碳酸钙14-16份、石墨烯8-11份、海泡石粉13-15份、粉煤灰7-10份、二氧化硅8-11份、次磷酸钙12-15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-9份、相变溶液9-12份、饱和氢氧化钠溶液6-8份、水性粘合剂6-8份、分散促溶液6-9份、碱性激发剂4-6份和水8-12份。
优选的，所述建筑材料包括以下重量份的原料：建筑木材废料33份、废弃塑料制品27份、秸秆29份、淤泥18份、碳酸钙15份、石墨烯9份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、二氧化硅11份、次磷酸钙14份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8份、相变溶液10份、饱和氢氧化钠溶液6份、水性粘合剂7份、分散促溶液6份、碱性激发剂5份和水10份。
一种节能环保建筑材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将秸秆、建筑木材废料、废弃塑料制品导入粉碎机中粉碎，得到粉碎料，再对粉碎料进行预处理，之后加入分散促溶液，导入反应釜中，在62-65℃下搅拌反应0.8-0.9h，再加入饱和氢氧化钠溶液，在45-50℃下搅拌反应0.3-0.4h，反应结束后，得到基料；
b、将淤泥导入煅烧炉中在680-720℃下煅烧3-3.5h，与碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅混合导入球磨机中球磨至过500目筛，再与相变溶液混合导入搅拌机中进行搅拌分散，得到分散料；
c、向分散料中加入碱性激发剂和水，在56-58℃下搅拌反应0.5-0.6h，再加入基料，进行密封、加压搅拌0.2-0.3h，得到预成品；
d、将预成品、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵和水性粘合剂混合导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，将模具送入高压干燥箱中，进行除气泡、脱水，结束后，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮25-28min，再导入80-82℃下干燥0.5-0.6h，再用质量浓度为2.5-3.5%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.6-0.7h，过滤，将滤渣置于70-75℃的烘箱中干燥25-30min，即可。
优选的，所述步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮27min，再导入80℃下干燥0.6h，再用质量浓度为3.3%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.7h，过滤，将滤渣置于72℃的烘箱中干燥28min，即可。
优选的，所述步骤a的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液按质量比1:2:2混合而成。
优选的，所述步骤b的相变溶液的制备方法为：将月桂酸、硝酸钠和硝酸钾加入至无水乙醇中，混合均匀后，在55℃下反应1.2h，自然冷却至常温后，即可得到相变溶液。
优选的，所述步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为28-30%的氢氧化钠溶液中，在80-90℃下水浴加热，并以90-100r/min的速度搅拌反应0.5-0.7h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
优选的，所述步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为30%的氢氧化钠溶液中，在87℃下水浴加热，并以100r/min的速度搅拌反应0.5h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
本发明的有益效果是：
本发明制备的建筑材料具有强度高、能耗低的优势，应用于建筑中，可在保证建筑物强度的前提下，有效的降低建筑物的能耗，原材料以建筑、生活废料为主，环保节能，大幅的降低制备成分，并且本发明的制备工艺简单，适合大规模推广生产。
本发明中的步骤a的预处理的方法，可以将秸秆、建筑木材废料和废弃塑料制品充分的细化、融合，以建立分散性良好的混合体系，以备与后续成分的混合。
本发明中的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液的配比，苯酚有利于溶解一般不溶或难溶于水的不溶物，聚乙二醇具有调节粘度和提高各成分间流动性的作用，有利于提高混合体系的分散性，碳酸氢钠溶液有利于调节混合体系的酸碱性，保证混合体系的反应条件温和，三者的协同作用，在该比例下，其促进混合体系中的混合物溶解度更高。
本发明中的相变溶液，主要采用月桂酸、硝酸钠和硝酸钾为原材料，形成无机-有机蓄能晶变材料，在本发明中的石墨烯的协同作用下，保证了制备出的节能材料的稳定性，传导速度明显提高。
本发明中的碱性激发剂，有利于避免本发明中的有机溶剂的挥发，减少有害气体的排放，并且还能促进稻壳与本发明中的碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅共同配合建立一个网状结构，有效阻止了材料内部微裂纹的扩展，提高了材料的抗弯拉强度，在材料熔融挤出后硬化过程中，降低孔隙率，从而提高材料的强度和抗渗性，二本放卖弄个中的废旧塑料制品，可代替传统的树脂材料，填充材料内部的间隙，提高其抗渗性，同时废弃塑料本身具备的高韧性赋予了所得建筑材料较强的机械性能。
具体实施方式
实施例1
一种节能环保建筑材料，包括以下重量份的原料：建筑木材废料34份、废弃塑料制品22份、秸秆24份、淤泥18份、碳酸钙16份、石墨烯8-13份、海泡石粉15份、粉煤灰12份、二氧化硅8份、次磷酸钙9份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6份、相变溶液7份、饱和氢氧化钠溶液9份、水性粘合剂8份、分散促溶液6份、碱性激发剂4份和水14份。
一种节能环保建筑材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将秸秆、建筑木材废料、废弃塑料制品导入粉碎机中粉碎，得到粉碎料，再对粉碎料进行预处理，之后加入分散促溶液，导入反应釜中，在65℃下搅拌反应0.8h，再加入饱和氢氧化钠溶液，在50℃下搅拌反应0.3h，反应结束后，得到基料；
b、将淤泥导入煅烧炉中在720℃下煅烧3h，与碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅混合导入球磨机中球磨至过500目筛，再与相变溶液混合导入搅拌机中进行搅拌分散，得到分散料；
c、向分散料中加入碱性激发剂和水，在58℃下搅拌反应0.6h，再加入基料，进行密封、加压搅拌0.2h，得到预成品；
d、将预成品、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵和水性粘合剂混合导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，将模具送入高压干燥箱中，进行除气泡、脱水，结束后，即可得到成品。
步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮25min，再导入82℃下干燥0.5h，再用质量浓度为2.5%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.7h，过滤，将滤渣置于75℃的烘箱中干燥30min，即可。
步骤a的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液按质量比1:2:2混合而成。
步骤b的相变溶液的制备方法为：将月桂酸、硝酸钠和硝酸钾加入至无水乙醇中，混合均匀后，在55℃下反应1.2h，自然冷却至常温后，即可得到相变溶液。
步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为28%的氢氧化钠溶液中，在86℃下水浴加热，并以100r/min的速度搅拌反应0.5h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
实施例2
一种节能环保建筑材料，包括以下重量份的原料：建筑木材废料28份、废弃塑料制品28份、秸秆24份、淤泥22份、碳酸钙16份、石墨烯11份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、二氧化硅11份、次磷酸钙15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵9份、相变溶液9份、饱和氢氧化钠溶液6份、水性粘合剂6份、分散促溶液9份、碱性激发剂4份和水12份。
一种节能环保建筑材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将秸秆、建筑木材废料、废弃塑料制品导入粉碎机中粉碎，得到粉碎料，再对粉碎料进行预处理，之后加入分散促溶液，导入反应釜中，在65℃下搅拌反应0.8h，再加入饱和氢氧化钠溶液，在50℃下搅拌反应0.4h，反应结束后，得到基料；
b、将淤泥导入煅烧炉中在680℃下煅烧3.5h，与碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅混合导入球磨机中球磨至过500目筛，再与相变溶液混合导入搅拌机中进行搅拌分散，得到分散料；
c、向分散料中加入碱性激发剂和水，在56℃下搅拌反应0.6h，再加入基料，进行密封、加压搅拌0.2h，得到预成品；
d、将预成品、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵和水性粘合剂混合导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，将模具送入高压干燥箱中，进行除气泡、脱水，结束后，即可得到成品。
步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮28min，再导入82℃下干燥0.6h，再用质量浓度为3.5%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.7h，过滤，将滤渣置于75℃的烘箱中干燥30min，即可。
步骤a的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液按质量比1:2:2混合而成。
步骤b的相变溶液的制备方法为：将月桂酸、硝酸钠和硝酸钾加入至无水乙醇中，混合均匀后，在55℃下反应1.2h，自然冷却至常温后，即可得到相变溶液。
步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为28%的氢氧化钠溶液中，在90℃下水浴加热，并以90r/min的速度搅拌反应0.7h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
实施例3
一种节能环保建筑材料，包括以下重量份的原料：建筑木材废料33份、废弃塑料制品27份、秸秆29份、淤泥18份、碳酸钙15份、石墨烯9份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、二氧化硅11份、次磷酸钙14份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8份、相变溶液10份、饱和氢氧化钠溶液6份、水性粘合剂7份、分散促溶液6份、碱性激发剂5份和水10份。
一种节能环保建筑材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将秸秆、建筑木材废料、废弃塑料制品导入粉碎机中粉碎，得到粉碎料，再对粉碎料进行预处理，之后加入分散促溶液，导入反应釜中，在62℃下搅拌反应0.8h，再加入饱和氢氧化钠溶液，在50℃下搅拌反应0.4h，反应结束后，得到基料；
b、将淤泥导入煅烧炉中在720℃下煅烧3h，与碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅混合导入球磨机中球磨至过500目筛，再与相变溶液混合导入搅拌机中进行搅拌分散，得到分散料；
c、向分散料中加入碱性激发剂和水，在56℃下搅拌反应0.6h，再加入基料，进行密封、加压搅拌0.3h，得到预成品；
d、将预成品、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵和水性粘合剂混合导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，将模具送入高压干燥箱中，进行除气泡、脱水，结束后，即可得到成品。
步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮27min，再导入80℃下干燥0.6h，再用质量浓度为3.3%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.7h，过滤，将滤渣置于72℃的烘箱中干燥28min，即可。
步骤a的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液按质量比1:2:2混合而成。
步骤b的相变溶液的制备方法为：将月桂酸、硝酸钠和硝酸钾加入至无水乙醇中，混合均匀后，在55℃下反应1.2h，自然冷却至常温后，即可得到相变溶液。
步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为30%的氢氧化钠溶液中，在87℃下水浴加热，并以100r/min的速度搅拌反应0.5h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
对比例1
采用现有技术中的普通建筑材料进行检测。
检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：
表一：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 抗拉强度（MPa） | 112 | 108 | 113 | 96 |
| 热变形温度（℃） | 105 | 103 | 105 | 99 |
| 抗缺口冲击强度（KJ/m2） | 3.2 | 3.3 | 3.5 | 2.5 |
| 相变温度（℃） | 22.3 | 22.1 | 21.6 | 28.7 |
| 导热系数（W/m·k） | 0.185 | 0.177 | 0.188 | 0.102 |
由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的成品性能最为优异。
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 (10)
1.一种节能环保建筑材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：建筑木材废料25-34份、废弃塑料制品22-28份、秸秆24-33份、淤泥18-24份、碳酸钙12-16份、石墨烯8-13份、海泡石粉11-15份、粉煤灰7-12份、二氧化硅8-13份、次磷酸钙9-15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-10份、相变溶液7-12份、饱和氢氧化钠溶液6-9份、水性粘合剂5-8份、分散促溶液6-10份、碱性激发剂4-7份和水8-14份。
2.根据权利要求1所述的一种节能环保建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包括以下重量份的原料：建筑木材废料28-34份、废弃塑料制品25-28份、秸秆24-31份、淤泥18-22份、碳酸钙14-16份、石墨烯8-11份、海泡石粉13-15份、粉煤灰7-10份、二氧化硅8-11份、次磷酸钙12-15份、聚二甲基二烯丙基氯化铵6-9份、相变溶液9-12份、饱和氢氧化钠溶液6-8份、水性粘合剂6-8份、分散促溶液6-9份、碱性激发剂4-6份和水8-12份。
3.根据权利要求1所述的一种节能环保建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包括以下重量份的原料：建筑木材废料33份、废弃塑料制品27份、秸秆29份、淤泥18份、碳酸钙15份、石墨烯9份、海泡石粉13份、粉煤灰10份、二氧化硅11份、次磷酸钙14份、聚二甲基二烯丙基氯化铵8份、相变溶液10份、饱和氢氧化钠溶液6份、水性粘合剂7份、分散促溶液6份、碱性激发剂5份和水10份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将秸秆、建筑木材废料、废弃塑料制品导入粉碎机中粉碎，得到粉碎料，再对粉碎料进行预处理，之后加入分散促溶液，导入反应釜中，在62-65℃下搅拌反应0.8-0.9h，再加入饱和氢氧化钠溶液，在45-50℃下搅拌反应0.3-0.4h，反应结束后，得到基料；
b、将淤泥导入煅烧炉中在680-720℃下煅烧3-3.5h，与碳酸钙、石墨烯、海泡石粉、粉煤灰和二氧化硅混合导入球磨机中球磨至过500目筛，再与相变溶液混合导入搅拌机中进行搅拌分散，得到分散料；
c、向分散料中加入碱性激发剂和水，在56-58℃下搅拌反应0.5-0.6h，再加入基料，进行密封、加压搅拌0.2-0.3h，得到预成品；
d、将预成品、次磷酸钙、聚二甲基二烯丙基氯化铵和水性粘合剂混合导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，导入模具中，将模具送入高压干燥箱中，进行除气泡、脱水，结束后，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮25-28min，再导入80-82℃下干燥0.5-0.6h，再用质量浓度为2.5-3.5%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.6-0.7h，过滤，将滤渣置于70-75℃的烘箱中干燥25-30min，即可。
6.根据权利要求5所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的预处理的方法为：将粉碎料放入蒸锅中蒸汽蒸煮27min，再导入80℃下干燥0.6h，再用质量浓度为3.3%的硅烷偶联剂KH560浸泡0.7h，过滤，将滤渣置于72℃的烘箱中干燥28min，即可。
7.根据权利要求4所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的分散促溶液为苯酚、聚乙二醇和质量浓度为24%碳酸氢钠溶液按质量比1:2:2混合而成。
8.根据权利要求4所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的相变溶液的制备方法为：将月桂酸、硝酸钠和硝酸钾加入至无水乙醇中，混合均匀后，在55℃下反应1.2h，自然冷却至常温后，即可得到相变溶液。
9.根据权利要求4所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为28-30%的氢氧化钠溶液中，在80-90℃下水浴加热，并以90-100r/min的速度搅拌反应0.5-0.7h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
10.根据权利要求9所述的一种节能环保建筑材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的碱性激发剂的制备方法为：将稻壳加入到质量浓度为30%的氢氧化钠溶液中，在87℃下水浴加热，并以100r/min的速度搅拌反应0.5h，之后过滤、除杂，即可得到碱性激发剂。
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|---|---|---|---|---|
| CN113942094A (zh) * | 2021-12-11 | 2022-01-18 | 刘艳 | 一种环保型包装材料及其制备设备 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107200544A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-09-26 | 肥西县碧涛建材有限公司 | 一种节能环保建筑材料及其制备方法 |
| CN107523266A (zh) * | 2017-10-13 | 2017-12-29 | 绍兴文理学院 | 一种环保型节能建筑材料的制备方法 |
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