CN107056326A - 一种环保节能材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环保节能材料及其制备方法，涉及环保材料领域，环保节能材料包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩30‑41份、氧化镁8‑13份、水泥22‑33份、脲醛树脂15‑23份、十二烷基苯磺酸钠0.5‑1.2份、负离子添加剂4‑7份、高炉矿渣3‑8份、粉煤灰5‑13份、页岩灰6‑9份、废弃聚乙烯泡沫塑料12‑23份、废弃发泡水泥15‑19份、废弃酚醛泡沫保温板20‑23份、竹炭15‑21份、硅藻土5‑11份、缓凝剂0.2‑0.4份、引气剂0.1‑0.3份、减水剂0.3‑0.7份和水3‑5份；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)粉碎、(3)搅拌、(4)浇注成型、脱模、码垛和养护。本发明解决了现有环保保温材料在应用于对抗压强度、保温隔热、净化空气和环保节能要求高的建筑上还存在着不足的问题。

Description

一种环保节能材料及其制备方法
技术领域
本发明属于环保材料领域，具体涉及一种环保节能材料及其制备方法。
背景技术
随着建筑节能的推行和发展，环保材料及制品越来越受到人们的重视。而目前使用的环保材料在各种性能上均不够理想，尤其在环保保温建筑材料上。
2016年8月31日公告的中国专利文献负离子保温建筑材料(授权公告号CN104692749B)，包括下述重量份的原料：膨胀珍珠岩30-50份；氧化镁10-30份；硅酸盐水泥10-30份；脲醛树脂10-30份；十二烷基苯磺酸钠0.5-1.5份；负离子添加剂4-6份。该发明的负离子保温建筑材料具有保温隔热和净化空气的特点。
该发明的保温隔热和净化空气的性能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，使其具有抗压强度高、保温隔热性能好、净化空气效果好和环保节能的特点。
发明内容
为了解决现有环保保温材料在应用于对抗压强度、保温隔热、净化空气和环保节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环保节能材料及其制备方法，制得的环保节能材料具有抗压强度高、保温隔热性能好、净化空气效果好和环保节能的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种环保节能材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩30-41份、氧化镁8-13份、水泥22-33份、脲醛树脂15-23份、十二烷基苯磺酸钠0.5-1.2份、负离子添加剂4-7份、高炉矿渣3-8份、粉煤灰5-13份、页岩灰6-9份、废弃聚乙烯泡沫塑料12-23份、废弃发泡水泥15-19份、废弃酚醛泡沫保温板20-23份、竹炭15-21份、硅藻土5-11份、缓凝剂0.2-0.4份、引气剂0.1-0.3份、减水剂0.3-0.7份和水3-5份。
原料中添加了高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
高炉矿渣由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高环保节能材料的抗压强度。
粉煤灰和页岩灰以粉末状添加到环保节能材料中，能够填补环保节能材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板具有良好的保温隔热效果。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
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，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩35.5份、氧化镁10.5份、水泥27.5份、脲醛树脂19份、十二烷基苯磺酸钠0.85份、负离子添加剂5.5份、高炉矿渣5.5份、粉煤灰9份、页岩灰7.5份、废弃聚乙烯泡沫塑料17.5份、废弃发泡水泥17份、废弃酚醛泡沫保温板21.5份、竹炭18份、硅藻土8份、缓凝剂0.3份、引气剂0.2份、减水剂0.5份和水4份。
该配方下制得的环保节能材料在抗压强度、保温隔热性能、呼吸调湿效果、净化空气效果和环保节能上达到了最优。
优选地，所述页岩灰的粒径为400目，能够更好地填补环保节能材料的孔隙，从而提高其抗压强度。
优选地，所述缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂，延缓水泥水化硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
优选地，所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将环保节能材料的强度提高20-40％。
优选地，所述引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂，提高环保节能材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种环保节能材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照环保节能材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高炉矿渣、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板放入粉碎机中粉碎15-20min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、膨胀珍珠岩、氧化镁、水泥、脲醛树脂、十二烷基苯磺酸钠、负离子添加剂、粉煤灰、页岩灰、竹炭和硅藻土加入搅拌机中搅拌6-12min，然后再放入缓凝剂、引气剂、减水剂和水，继续搅拌20-30min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
优选地，所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对现有最接近的环保节能材料的配方中添加高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥、废弃酚醛泡沫保温板、竹炭、硅藻土、缓凝剂、引气剂和减水剂，并改变了相对应的重量份数，以及研制了该环保节能材料的制备方法，解决了现有环保保温材料在应用于对抗压强度、保温隔热、净化空气和环保节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高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
3、本发明的原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
4、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。
5、本发明中所述页岩灰的粒径为400目，能够更好地填补环保节能材料的孔隙，从而提高其抗压强度。
6、本发明中所述缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂，延缓水泥水化硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
7、本发明中所述减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将环保节能材料的强度提高20-40％。
8、本发明中所述引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂，提高环保节能材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
9、本发明中所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
具体实施方式
实施例1
一种环保节能材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩35.5份、氧化镁10.5份、水泥27.5份、脲醛树脂19份、十二烷基苯磺酸钠0.85份、负离子添加剂5.5份、高炉矿渣5.5份、粉煤灰9份、页岩灰7.5份、废弃聚乙烯泡沫塑料17.5份、废弃发泡水泥17份、废弃酚醛泡沫保温板21.5份、竹炭18份、硅藻土8份、缓凝剂0.3份、引气剂0.2份、减水剂0.5份和水4份。
该配方下制得的环保节能材料在抗压强度、保温隔热性能、呼吸调湿效果、净化空气效果和环保节能上达到了最优。
原料中添加了高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
高炉矿渣由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高环保节能材料的抗压强度。
粉煤灰和页岩灰以粉末状添加到环保节能材料中，能够填补环保节能材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板具有良好的保温隔热效果。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
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。
页岩灰的粒径为400目，能够更好地填补环保节能材料的孔隙，从而提高其抗压强度。
缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂，延缓水泥水化硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将环保节能材料的强度提高20-40％。
引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂，提高环保节能材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种环保节能材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照环保节能材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高炉矿渣、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板放入粉碎机中粉碎15-20min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、膨胀珍珠岩、氧化镁、水泥、脲醛树脂、十二烷基苯磺酸钠、负离子添加剂、粉煤灰、页岩灰、竹炭和硅藻土加入搅拌机中搅拌6-12min，然后再放入缓凝剂、引气剂、减水剂和水，继续搅拌20-30min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
实施例2
一种环保节能材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩30份、氧化镁8份、水泥22份、脲醛树脂15份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、负离子添加剂4份、高炉矿渣3份、粉煤灰5份、页岩灰6份、废弃聚乙烯泡沫塑料12份、废弃发泡水泥15份、废弃酚醛泡沫保温板20份、竹炭15份、硅藻土5份、缓凝剂0.2份、引气剂0.1份、减水剂0.3份和水3份。
原料中添加了高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
高炉矿渣由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高环保节能材料的抗压强度。
粉煤灰和页岩灰以粉末状添加到环保节能材料中，能够填补环保节能材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板具有良好的保温隔热效果。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
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。
页岩灰的粒径为400目，能够更好地填补环保节能材料的孔隙，从而提高其抗压强度。
缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂，延缓水泥水化硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将环保节能材料的强度提高20-40％。
引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂，提高环保节能材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种环保节能材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照环保节能材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高炉矿渣、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板放入粉碎机中粉碎15-20min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、膨胀珍珠岩、氧化镁、水泥、脲醛树脂、十二烷基苯磺酸钠、负离子添加剂、粉煤灰、页岩灰、竹炭和硅藻土加入搅拌机中搅拌6-12min，然后再放入缓凝剂、引气剂、减水剂和水，继续搅拌20-30min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
实施例3
一种环保节能材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩41份、氧化镁13份、水泥33份、脲醛树脂23份、十二烷基苯磺酸钠1.2份、负离子添加剂7份、高炉矿渣8份、粉煤灰13份、页岩灰9份、废弃聚乙烯泡沫塑料23份、废弃发泡水泥19份、废弃酚醛泡沫保温板23份、竹炭21份、硅藻土11份、缓凝剂0.4份、引气剂0.3份、减水剂0.7份和水5份。
原料中添加了高炉矿渣、粉煤灰、页岩灰、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板，这些工业废料和建筑废料长期搁置在城市，不仅占用城市用地，而且污染当地的环境，现将这些工业废料和建筑废料循环再利用，达到了节能环保的目的。
高炉矿渣由于其具有较高的强度，添加在原料中作为填料，能够提高环保节能材料的抗压强度。
粉煤灰和页岩灰以粉末状添加到环保节能材料中，能够填补环保节能材料中微小的孔隙，从而提高其抗压强度。
废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板具有良好的保温隔热效果。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
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。
页岩灰的粒径为400目，能够更好地填补环保节能材料的孔隙，从而提高其抗压强度。
缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂，延缓水泥水化硬化的时间，使得通过搅拌将原料搅拌的更加均匀。
减水剂为萘系高效减水剂，可减少20-25％的水用量，改善混合原料的和易性和将环保节能材料的强度提高20-40％。
引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂，提高环保节能材料的流动性、可塑性以及降低导热系数。
一种环保节能材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照环保节能材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高炉矿渣、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板放入粉碎机中粉碎15-20min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、膨胀珍珠岩、氧化镁、水泥、脲醛树脂、十二烷基苯磺酸钠、负离子添加剂、粉煤灰、页岩灰、竹炭和硅藻土加入搅拌机中搅拌6-12min，然后再放入缓凝剂、引气剂、减水剂和水，继续搅拌20-30min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机，单卧轴搅拌机具有搅拌质量好、生产效率高和能耗低的优点。
对比例1
一种环保材料，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩30-40份、氧化镁10-20份、水泥20-30份、脲醛树脂15-25份、十二烷基苯磺酸钠0.5-1份、负离子添加剂3-5份和水9份。
一种环保材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照环保材料原料的重量份数称取原料；
(2)将原料放入到搅拌机中搅拌30-35min，即得搅拌后的混合浆料；
(3)将步骤(2)中的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1中制得环保材料进行性能测试，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、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料28d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，说明该环保节能材料抗压强度高。
2、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料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，说明该环保节能材料保温效果好。
3、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料的抗菌性能可以看出，实施例1-3的抗菌性能均优于对比例1，说明该环保节能材料抗菌效果好。
4、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料的甲醛和甲苯净化性能可以看出，实施例1-3的甲醛和甲苯净化性能均优于对比例1，说明该环保节能材料的净化空气效果好。
5、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料的负离子发生量可以看出，实施例1-3的负离子发生量均高于对比例1，说明该环保节能材料的净化空气效果好。
6、一种环保节能材料及其制备方法，从测得的环保节能材料在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，说明该环保节能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)

1.一种环保节能材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩30-41份、氧化镁8-13份、水泥22-33份、脲醛树脂15-23份、十二烷基苯磺酸钠0.5-1.2份、负离子添加剂4-7份、高炉矿渣3-8份、粉煤灰5-13份、页岩灰6-9份、废弃聚乙烯泡沫塑料12-23份、废弃发泡水泥15-19份、废弃酚醛泡沫保温板20-23份、竹炭15-21份、硅藻土5-11份、缓凝剂0.2-0.4份、引气剂0.1-0.3份、减水剂0.3-0.7份和水3-5份。
2.根据权利要求1所述的环保节能材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨胀珍珠岩35.5份、氧化镁10.5份、水泥27.5份、脲醛树脂19份、十二烷基苯磺酸钠0.85份、负离子添加剂5.5份、高炉矿渣5.5份、粉煤灰9份、页岩灰7.5份、废弃聚乙烯泡沫塑料17.5份、废弃发泡水泥17份、废弃酚醛泡沫保温板21.5份、竹炭18份、硅藻土8份、缓凝剂0.3份、引气剂0.2份、减水剂0.5份和水4份。
3.根据权利要求1所述的环保节能材料，其特征在于：所述页岩灰的粒径为400目。
4.根据权利要求1所述的环保节能材料，其特征在于：所述缓凝剂为磷酸盐类缓凝剂。
5.根据权利要求1所述的环保节能材料，其特征在于：所述减水剂为萘系高效减水剂。
6.根据权利要求1所述的环保节能材料，其特征在于：所述引气剂为烷基苯磺酸盐类引气剂。
7.一种如权利要求1至6之一所述的环保节能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照环保节能材料原料的重量份数称取原料；
(2)将高炉矿渣、废弃聚乙烯泡沫塑料、废弃发泡水泥和废弃酚醛泡沫保温板放入粉碎机中粉碎15-20min，即得粉碎后的混合料；
(3)将步骤(2)中粉碎后的混合料、膨胀珍珠岩、氧化镁、水泥、脲醛树脂、十二烷基苯磺酸钠、负离子添加剂、粉煤灰、页岩灰、竹炭和硅藻土加入搅拌机中搅拌6-12min，然后再放入缓凝剂、引气剂、减水剂和水，继续搅拌20-30min,即得搅拌后的混合浆料；
(4)将步骤(3)制备的混合浆料用模具高温浇注成块状材料，浇注时的温度控制在190-205℃，浇注时伴随着振动，块状材料和模具一起平稳地放入塑料大棚内，盖上塑料膜，静养2-3d后脱模，进行码垛塑料膜覆盖，放入塑料大棚利用太阳能养护10-12d，再揭开塑料膜自然养护20-30d。
8.根据权利要求7所述的环保节能材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的搅拌机为单卧轴搅拌机。
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