一種節能環保的建築材料及其製備方法與流程

2023-05-26 14:43:41

本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種節能環保的建築材料及其製備方法。

背景技術：

隨著社會進步和人民生活水平的提高，人們對建築材料的要求越來越高，尤其是建築材料中的用於室內裝潢的建築材料。

現有的用於室內裝潢的建築材料在阻燃、保溫隔熱、抑制細菌和吸收甲醛等有害氣體上效果一般，以致於室內熱量大量散失、細菌滋生和甲醛瀰漫，無法滿足人們對防火、節能環保的建築材料的要求。

技術實現要素：

為了解決現有用於室內裝潢的建築材料在防火和節能環保上存在著不足的問題，本發明的目的是提供一種節能環保的建築材料及其製備方法，製得的節能環保的建築材料具有防火和節能環保的優點。

本發明提供了如下的技術方案：

一種節能環保的建築材料，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉6-14份、陶土10-16份、硼酸鎂晶須5-7份、漂珠4-6份、硫酸鈣3-5份、磷酸鋇5-7份、甲氧基聚乙二醇6-9份、聚丙烯酸酯乳液7-13份、脲醛樹脂5-9份、氯磺化聚乙烯4-7份、酚醛樹脂6-10份、廢棄聚乙烯泡沫塑料13-21份、硅藻土13-17份、矽酸鋁11-21份、活性炭9-15份、竹炭11-15份、玻璃棉7-19份、發泡劑0.5-0.9份、阻燃劑0.3-0.7份、熱穩定劑0.4-0.8份、光穩定劑0.1-0.5份和相容劑0.4-0.8份。

原料中添加了酚醛樹脂，酚醛樹脂屬於熱固性樹脂，其具有剛性大、硬度高、粘結性好、耐高溫、不易燃和低煙低毒的優點。

原料中添加了廢棄聚乙烯泡沫塑料，廢棄聚乙烯泡沫塑料作為工業廢料，常通過掩埋或者焚燒處理，汙染環境，現在回收再利用，達到了節能環保的目的。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結構，能夠實現呼吸調溼，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、衝擊強度高、拉伸強度高、耐熱、隔熱和阻燃的優點。

原料中添加了矽酸鋁，矽酸鋁具有保溫隔熱和耐火性能。

原料中添加了竹炭，竹炭為疏鬆多孔結構，其分子細密多孔，質地堅硬，具有很強的吸附能力，能夠淨化空氣、消除異味、抑菌驅蟲和呼吸調溼。

原料中添加了活性炭，活性炭為多孔結構，可以吸附空氣中諸如甲醛等的有毒有害物質。

原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。

優選地，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉10份、陶土13份、硼酸鎂晶須6份、漂珠5份、硫酸鈣4份、磷酸鋇6份、甲氧基聚乙二醇7.5份、聚丙烯酸酯乳液10份、脲醛樹脂8份、氯磺化聚乙烯5.5份、酚醛樹脂8份、廢棄聚乙烯泡沫塑料17份、硅藻土15份、矽酸鋁16份、活性炭12份、竹炭13份、玻璃棉13份、發泡劑0.7份、阻燃劑0.5份、熱穩定劑0.6份、光穩定劑0.3份和相容劑0.6份。

優選地，所述發泡劑為碳酸氫鈉，加熱釋放二氧化碳，提高發泡效果，增強節能環保的建築材料的保溫隔熱效果。

優選地，所述阻燃劑為有機磷類阻燃劑，有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更穩定的交聯狀固體物質或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

優選地，所述熱穩定劑為硬脂酸鋁，提高製備的節能環保的建築材料的熱穩定性。

優選地，所述光穩定劑為納米二氧化鈦，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入節能環保的建築材料，達到保護節能環保的建築材料的目的。

優選地，所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑，能夠改善無機填料與有機樹脂相容性，提高節能環保的建築材料的強度，改善加工流變性。

一種節能環保的建築材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照節能環保的建築材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將硫酸鈣和磷酸鋇加入球磨機中進行球磨，球磨機轉速為70-80r/min，球磨時間為1.5-3.0h,即得球磨料；

(3)將廢棄聚乙烯泡沫塑料加入粉碎機粉碎，即得粉碎料；

(4)將步驟(2)中的球磨料、步驟(3)中的粉碎料、膨脹珍珠巖粉、陶土、硼酸鎂晶須、漂珠、酚醛樹脂、硅藻土、矽酸鋁、活性炭、竹炭、玻璃棉、發泡劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑和相容劑進行機械混合，即得混合料；

(5)將步驟(4)中的混合料加入反應釜中混合，加熱反應釜，溫度控制在85-90℃，再向反應釜中加入甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酸酯乳液、脲醛樹脂和氯磺化聚乙烯，進行再次混合，混合時間為30-40min，即得混合漿料；

(6)將步驟(5)中的混合漿料在模具中進行熱壓，熱壓溫度為75-80℃，熱壓時間為2-3h，熱壓後冷卻至室溫，靜置5-7h，即得節能環保的建築材料。

本發明的有益效果是：

1、本發明解決了現有用於室內裝潢的建築材料在防火和節能環保上存在著不足的問題。

2、本發明的原料中添加了酚醛樹脂，酚醛樹脂屬於熱固性樹脂，其具有剛性大、硬度高、粘結性好、耐高溫、不易燃和低煙低毒的優點。

3、本發明的原料中添加了廢棄聚乙烯泡沫塑料，廢棄聚乙烯泡沫塑料作為工業廢料，常通過掩埋或者焚燒處理，汙染環境，現在回收再利用，達到了節能環保的目的。

4、本發明的原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結構，能夠實現呼吸調溼，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、衝擊強度高、拉伸強度高、耐熱、隔熱和阻燃的優點。

5、本發明的原料中添加了矽酸鋁，矽酸鋁具有保溫隔熱和耐火性能。

6、本發明的原料中添加了竹炭，竹炭為疏鬆多孔結構，其分子細密多孔，質地堅硬，具有很強的吸附能力，能夠淨化空氣、消除異味、抑菌驅蟲和呼吸調溼。

7、本發明的原料中添加了活性炭，活性炭為多孔結構，可以吸附空氣中諸如甲醛等的有毒有害物質。

8、本發明的原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。

9、本發明中所述發泡劑為碳酸氫鈉，加熱釋放二氧化碳，提高發泡效果，增強節能環保的建築材料的保溫隔熱效果。

10、本發明中所述阻燃劑為有機磷類阻燃劑，有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更穩定的交聯狀固體物質或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

11、本發明中所述熱穩定劑為硬脂酸鋁，提高製備的節能環保的建築材料的熱穩定性。

12、本發明中所述光穩定劑為納米二氧化鈦，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入節能環保的建築材料，達到保護節能環保的建築材料的目的。

13、本發明中所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑，能夠改善無機填料與有機樹脂相容性，提高節能環保的建築材料的強度，改善加工流變性。

具體實施方式

實施例1

一種節能環保的建築材料，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉10份、陶土13份、硼酸鎂晶須6份、漂珠5份、硫酸鈣4份、磷酸鋇6份、甲氧基聚乙二醇7.5份、聚丙烯酸酯乳液10份、脲醛樹脂8份、氯磺化聚乙烯5.5份、酚醛樹脂8份、廢棄聚乙烯泡沫塑料17份、硅藻土15份、矽酸鋁16份、活性炭12份、竹炭13份、玻璃棉13份、發泡劑0.7份、阻燃劑0.5份、熱穩定劑0.6份、光穩定劑0.3份和相容劑0.6份。

原料中添加了酚醛樹脂，酚醛樹脂屬於熱固性樹脂，其具有剛性大、硬度高、粘結性好、耐高溫、不易燃和低煙低毒的優點。

原料中添加了廢棄聚乙烯泡沫塑料，廢棄聚乙烯泡沫塑料作為工業廢料，常通過掩埋或者焚燒處理，汙染環境，現在回收再利用，達到了節能環保的目的。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結構，能夠實現呼吸調溼，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、衝擊強度高、拉伸強度高、耐熱、隔熱和阻燃的優點。

原料中添加了矽酸鋁，矽酸鋁具有保溫隔熱和耐火性能。

原料中添加了竹炭，竹炭為疏鬆多孔結構，其分子細密多孔，質地堅硬，具有很強的吸附能力，能夠淨化空氣、消除異味、抑菌驅蟲和呼吸調溼。

原料中添加了活性炭，活性炭為多孔結構，可以吸附空氣中諸如甲醛等的有毒有害物質。

原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。

發泡劑為碳酸氫鈉，加熱釋放二氧化碳，提高發泡效果，增強節能環保的建築材料的保溫隔熱效果。

阻燃劑為有機磷類阻燃劑，有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更穩定的交聯狀固體物質或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

熱穩定劑為硬脂酸鋁，提高製備的節能環保的建築材料的熱穩定性。

光穩定劑為納米二氧化鈦，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入節能環保的建築材料，達到保護節能環保的建築材料的目的。

相容劑為馬來酸酐接枝相容劑，能夠改善無機填料與有機樹脂相容性，提高節能環保的建築材料的強度，改善加工流變性。

一種節能環保的建築材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照節能環保的建築材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將硫酸鈣和磷酸鋇加入球磨機中進行球磨，球磨機轉速為70-80r/min，球磨時間為1.5-3.0h,即得球磨料；

(3)將廢棄聚乙烯泡沫塑料加入粉碎機粉碎，即得粉碎料；

(4)將步驟(2)中的球磨料、步驟(3)中的粉碎料、膨脹珍珠巖粉、陶土、硼酸鎂晶須、漂珠、酚醛樹脂、硅藻土、矽酸鋁、活性炭、竹炭、玻璃棉、發泡劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑和相容劑進行機械混合，即得混合料；

(5)將步驟(4)中的混合料加入反應釜中混合，加熱反應釜，溫度控制在85-90℃，再向反應釜中加入甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酸酯乳液、脲醛樹脂和氯磺化聚乙烯，進行再次混合，混合時間為30-40min，即得混合漿料；

(6)將步驟(5)中的混合漿料在模具中進行熱壓，熱壓溫度為75-80℃，熱壓時間為2-3h，熱壓後冷卻至室溫，靜置5-7h，即得節能環保的建築材料。

實施例2

一種節能環保的建築材料，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉6份、陶土10份、硼酸鎂晶須5份、漂珠4份、硫酸鈣3份、磷酸鋇5份、甲氧基聚乙二醇6份、聚丙烯酸酯乳液7份、脲醛樹脂5份、氯磺化聚乙烯4份、酚醛樹脂6份、廢棄聚乙烯泡沫塑料13份、硅藻土13份、矽酸鋁11份、活性炭9份、竹炭11份、玻璃棉7份、發泡劑0.5份、阻燃劑0.3份、熱穩定劑0.4份、光穩定劑0.1份和相容劑0.4份。

原料中添加了酚醛樹脂，酚醛樹脂屬於熱固性樹脂，其具有剛性大、硬度高、粘結性好、耐高溫、不易燃和低煙低毒的優點。

原料中添加了廢棄聚乙烯泡沫塑料，廢棄聚乙烯泡沫塑料作為工業廢料，常通過掩埋或者焚燒處理，汙染環境，現在回收再利用，達到了節能環保的目的。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結構，能夠實現呼吸調溼，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、衝擊強度高、拉伸強度高、耐熱、隔熱和阻燃的優點。

原料中添加了矽酸鋁，矽酸鋁具有保溫隔熱和耐火性能。

原料中添加了竹炭，竹炭為疏鬆多孔結構，其分子細密多孔，質地堅硬，具有很強的吸附能力，能夠淨化空氣、消除異味、抑菌驅蟲和呼吸調溼。

原料中添加了活性炭，活性炭為多孔結構，可以吸附空氣中諸如甲醛等的有毒有害物質。

原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。

發泡劑為碳酸氫鈉，加熱釋放二氧化碳，提高發泡效果，增強節能環保的建築材料的保溫隔熱效果。

阻燃劑為有機磷類阻燃劑，有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更穩定的交聯狀固體物質或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

熱穩定劑為硬脂酸鋁，提高製備的節能環保的建築材料的熱穩定性。

光穩定劑為納米二氧化鈦，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入節能環保的建築材料，達到保護節能環保的建築材料的目的。

相容劑為馬來酸酐接枝相容劑，能夠改善無機填料與有機樹脂相容性，提高節能環保的建築材料的強度，改善加工流變性。

一種節能環保的建築材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照節能環保的建築材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將硫酸鈣和磷酸鋇加入球磨機中進行球磨，球磨機轉速為70-80r/min，球磨時間為1.5-3.0h,即得球磨料；

(3)將廢棄聚乙烯泡沫塑料加入粉碎機粉碎，即得粉碎料；

(4)將步驟(2)中的球磨料、步驟(3)中的粉碎料、膨脹珍珠巖粉、陶土、硼酸鎂晶須、漂珠、酚醛樹脂、硅藻土、矽酸鋁、活性炭、竹炭、玻璃棉、發泡劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑和相容劑進行機械混合，即得混合料；

(5)將步驟(4)中的混合料加入反應釜中混合，加熱反應釜，溫度控制在85-90℃，再向反應釜中加入甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酸酯乳液、脲醛樹脂和氯磺化聚乙烯，進行再次混合，混合時間為30-40min，即得混合漿料；

(6)將步驟(5)中的混合漿料在模具中進行熱壓，熱壓溫度為75-80℃，熱壓時間為2-3h，熱壓後冷卻至室溫，靜置5-7h，即得節能環保的建築材料。

實施例3

一種節能環保的建築材料，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉14份、陶土16份、硼酸鎂晶須7份、漂珠6份、硫酸鈣5份、磷酸鋇7份、甲氧基聚乙二醇9份、聚丙烯酸酯乳液13份、脲醛樹脂9份、氯磺化聚乙烯7份、酚醛樹脂10份、廢棄聚乙烯泡沫塑料21份、硅藻土17份、矽酸鋁21份、活性炭15份、竹炭15份、玻璃棉19份、發泡劑0.9份、阻燃劑0.7份、熱穩定劑0.8份、光穩定劑0.5份和相容劑0.8份。

原料中添加了酚醛樹脂，酚醛樹脂屬於熱固性樹脂，其具有剛性大、硬度高、粘結性好、耐高溫、不易燃和低煙低毒的優點。

原料中添加了廢棄聚乙烯泡沫塑料，廢棄聚乙烯泡沫塑料作為工業廢料，常通過掩埋或者焚燒處理，汙染環境，現在回收再利用，達到了節能環保的目的。

原料中添加了硅藻土，硅藻土具有天然微孔結構，能夠實現呼吸調溼，吸附有毒和難聞氣體，而且其還具有容重輕、延伸性好、衝擊強度高、拉伸強度高、耐熱、隔熱和阻燃的優點。

原料中添加了矽酸鋁，矽酸鋁具有保溫隔熱和耐火性能。

原料中添加了竹炭，竹炭為疏鬆多孔結構，其分子細密多孔，質地堅硬，具有很強的吸附能力，能夠淨化空氣、消除異味、抑菌驅蟲和呼吸調溼。

原料中添加了活性炭，活性炭為多孔結構，可以吸附空氣中諸如甲醛等的有毒有害物質。

原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。

發泡劑為碳酸氫鈉，加熱釋放二氧化碳，提高發泡效果，增強節能環保的建築材料的保溫隔熱效果。

阻燃劑為有機磷類阻燃劑，有機磷類阻燃劑受熱時能產生結構更穩定的交聯狀固體物質或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進一步熱解，另一方面能阻止內部的熱分解產生物進入氣相參與燃燒過程。

熱穩定劑為硬脂酸鋁，提高製備的節能環保的建築材料的熱穩定性。

光穩定劑為納米二氧化鈦，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入節能環保的建築材料，達到保護節能環保的建築材料的目的。

相容劑為馬來酸酐接枝相容劑，能夠改善無機填料與有機樹脂相容性，提高節能環保的建築材料的強度，改善加工流變性。

一種節能環保的建築材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照節能環保的建築材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將硫酸鈣和磷酸鋇加入球磨機中進行球磨，球磨機轉速為70-80r/min，球磨時間為1.5-3.0h,即得球磨料；

(3)將廢棄聚乙烯泡沫塑料加入粉碎機粉碎，即得粉碎料；

(4)將步驟(2)中的球磨料、步驟(3)中的粉碎料、膨脹珍珠巖粉、陶土、硼酸鎂晶須、漂珠、酚醛樹脂、硅藻土、矽酸鋁、活性炭、竹炭、玻璃棉、發泡劑、阻燃劑、熱穩定劑、光穩定劑和相容劑進行機械混合，即得混合料；

(5)將步驟(4)中的混合料加入反應釜中混合，加熱反應釜，溫度控制在85-90℃，再向反應釜中加入甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酸酯乳液、脲醛樹脂和氯磺化聚乙烯，進行再次混合，混合時間為30-40min，即得混合漿料；

(6)將步驟(5)中的混合漿料在模具中進行熱壓，熱壓溫度為75-80℃，熱壓時間為2-3h，熱壓後冷卻至室溫，靜置5-7h，即得節能環保的建築材料。

對比例1

一種建築材料，包括以下重量份的原料：膨脹珍珠巖粉9.5份、陶土15份、硼酸鎂晶須7份、玻璃微珠7份、硫酸鈣5份、磷酸鋇6.5份、甲氧基聚乙二醇8.5份、聚丙烯酸酯乳液11份、脲醛樹脂7.5份和氯磺化聚乙烯5.5份。

一種建築材料的製備方法，包括以下步驟：

(1)按照建築材料原料的重量份數稱取原料；

(2)將硫酸鈣和磷酸鋇加入球磨機中進行球磨，球磨機轉速為40-85r/min，球磨時間為1.5-3.5h,即得球磨後的球磨料；

(3)將步驟(2)中球磨後的球磨料、膨脹珍珠巖粉、陶土、硼酸鎂晶須和玻璃微珠進行機械混合，即得混合料；

(4)將步驟(3)中的混合料加入反應釜中混合，加熱反應釜，溫度控制在80-90℃，再向反應釜中加入甲氧基聚乙二醇、聚丙烯酸酯乳液、脲醛樹脂和氯磺化聚乙烯，進行再次混合，混合時間為30-40min，即得混合漿料；

(5)將步驟(4)中的混合漿料在模具中進行熱壓，熱壓溫度為70-80℃，熱壓時間為2-3h，熱壓後冷卻至室溫，靜置5-7h，即得建築材料。

將實施例1、實施例2和實施例3中製得的節能環保的建築材料與對比例1中製得建築材料進行性能測試，測試結果如表1所示：

從表1數據比較可以看出，本發明的優點是：

1、一種節能環保的建築材料及其製備方法，從測得的導熱係數可以看出，實施例1-3的導熱係數均低於對比例1，說明本發明節能環保的建築材料的保溫效果好。

2、一種節能環保的建築材料及其製備方法，從測得的甲醛淨化性能可以看出，實施例1-3的甲醛淨化性能均高於對比例1，說明本發明節能環保的建築材料的環保效果好。

3、一種節能環保的建築材料及其製備方法，根據國家標準《建築材料及製品燃燒性能分級》gb862，測得的阻燃等級可以看出，實施例1-3的阻燃等級均優於對比例1，說明本發明節能環保的建築材料的防火性好。

4、一種節能環保的建築材料及其製備方法，從測得的各個指標的數據可以看出，實施例1均優於實施例2、實施例3和對比例1，說明本發明節能環保的建築材料的原料配方和製備方法的合理性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。