CN108821732A - 一种节能型建筑保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种节能型建筑保温材料及其制备方法，由以下成分制备而成：淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂、保温基料、复合纤维、壳聚糖、水玻璃、碳化钙、减水剂、胶凝材料、乙醇、稳定剂、分散剂、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水。本发明制备的节能建筑保温材料的原料来源广泛、易得，而且成本较低，对环境无影响，对人体无害、无副作用，耐水性能好、强度佳。

Description

一种节能型建筑保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于节能材料技术领域，具体涉及一种节能型建筑保温材料及其制备方法。
背景技术
建筑行业的能耗一直以来居高不下，随着资源短缺、环境污染问题的日益严重，节能减排的生产模式，开始逐渐被人们所重视，并且行业内也开始研究更好的节能型建筑材料，来促进建筑能耗的降低。
目前，常用的建筑保温材料分为有机质和无机质两种。有机质建筑保温材料有聚苯乙烯泡沫塑料（EPS、XPS）、聚氨酯硬质泡沫体（PU）等，其优点是质轻、保温、隔热、防水。但这些有机泡沫材料易老化，不能与建筑物同寿命，在建筑物使用期内，需要多次更换保温层。此外EPS、XPS、PU等都是高分子有机材料，具有易燃、不耐高温、燃烧速度快，同时产生大量的有毒气体等缺陷，存在很大的火灾隐患。
公开号为CN102040362A，公开了一种利用废弃水泥砂浆制作泡沫混凝土材料、混凝土及制备方法，所述泡沫混凝土材料包括：废弃水泥砂浆、水泥、木胶粉、石膏、熟石灰、发泡剂泡沫。公开号为CN102491699A，公开了一种复合装饰泡沫混凝土砌块及其制作方法，包括泡沫混凝土砌块本体，所述泡沫混凝土砌块本体的至少一个侧壁复合有装饰面板；装饰面板与泡沫混凝土砌块复合为一体。公开号为CN102501299A，公开了一种泡沫混凝土保温砌块的制备方法，其制备工艺为：用发泡机将发泡剂用机械方式充分发泡，并与水泥浆均匀混合，然后经过泵送***将泡沫混凝土输送到模具进行大块浇筑；将大块泡沫混凝土切割成符合尺寸要求的小块泡沫混凝土；在成品模具内部对此放置成型的泡沫混凝土块，在模具中灌入混凝土，压振成型后撤掉成品模具，得到成型砌块；将上述的成型砌块放置一段时间后得到成品。
目前，市场上的无机类建筑保温材料主要包括膨胀珍珠岩类、加气混凝土砌块、硫铝硅酸盐无机保温板等，该类材料最大的优点就是防火能力强，但是由于其容重、导热系数均偏高，不利于大面积推广。另外由于生产普通硅酸盐水泥需排放大量的CO2及其它污染物，大量使用普通硅酸盐水泥必然导致泡沫混凝土材料的环保性能大打折扣。
综上所述，因此需要一种更好的保温材料，来改善现有技术的不足，从而推动该行业的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能型建筑保温材料及其制备方法，本发明制备的节能建筑保温材料的原料来源广泛、易得，而且成本较低，对环境无影响，对人体无害、无副作用，耐水性能好，强度佳。
本发明提供了如下的技术方案：
一种节能型建筑保温材料，包括以下重量份的原料：淤泥16-19份、建筑废弃塑料20-25份、竹炭粉15-18份、改性环氧树脂12-15份、保温基料12-17份、复合纤维12-16份、壳聚糖7-11份、水玻璃8-13份、碳化钙14-18份、减水剂3-6份、胶凝材料9-14份、乙醇3-6份、稳定剂3-5份、分散剂4-7份、可再分散乳胶粉6-9份、发泡剂3-6份、稳泡剂4-6份和去离子水13-16份。
优选的，所述保温材料包括以下重量份的原料：淤泥17-19份、建筑废弃塑料20-24份、竹炭粉15-17份、改性环氧树脂12-14份、保温基料13-17份、复合纤维12-15份、壳聚糖8-11份、水玻璃8-12份、碳化钙15-18份、减水剂3-5份、胶凝材料11-14份、乙醇3-5份、稳定剂3-4份、分散剂5-7份、可再分散乳胶粉6-8份、发泡剂4-6份、稳泡剂5-6份和去离子水13-15份。
优选的，所述保温材料包括以下重量份的原料：淤泥18份、建筑废弃塑料23份、竹炭粉16份、改性环氧树脂13份、保温基料15份、复合纤维14份、壳聚糖10份、水玻璃11份、碳化钙17份、减水剂4份、胶凝材料13份、乙醇4份、稳定剂3份、分散剂6份、可再分散乳胶粉7份、发泡剂5份、稳泡剂5份和去离子水14份。
一种节能型建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂和保温基料混合，导入搅拌机中，在85-90℃下加热并搅拌30-35min，搅拌速度为150-180r/min，得到混合物一；
b、将复合纤维、壳聚糖、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水混合，加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为80-82℃，反应0.6-0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入胶凝材料、乙醇、稳定剂和分散剂混合，在磁力搅拌机中加热并搅拌20-22min，温度为55-58℃，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、碳化钙和减水剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，再导入模具中限位加压，即可得到成品。
优选的，所述步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合导入反应釜中，在76℃下反应1.2h，再降温至62℃，加入乙二醇反应24min，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸、三乙胺，反应0.8h，即可得到改性环氧树脂。
优选的，所述步骤a的保温基料的制备方法为：将纳米氧化锌、膨润土和蒸馏水混合，搅拌均匀，再加入氧化铝晶须，在53℃下超声分散16min，再加入氧化钙粉，在48℃下超声分散8min，冷却后静置1h，经真空干燥，即可得到保温基料。
优选的，所述步骤b的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比1:2:2:2混合而成。
优选的，所述步骤b的水玻璃为高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃按质量比2:1:2混合而成。
优选的，所述步骤b的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉按质量比3:1:2混合而成。
优选的，所述步骤c的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按质量比3:1:2:2混合而成。
本发明的有益效果是：
本发明制备的节能建筑保温材料的原料来源广泛、易得，而且成本较低，对环境无影响，对人体无害、无副作用，耐水性能好，强度佳。
本发明中的建筑废弃塑料，建筑废弃塑料具备一般塑料的特点，具有质轻、化学性质稳定、耐冲击性好、导热性低和成本低的优点，并且解决了一定的环境污染问题，对废物实现回收利用，具有一定的节能环保意义。
本发明中的改性环氧树脂，具有优异的韧性和防腐性能，相容性高，在与其他成分复配后，可显著提升成品的防腐性、柔韧性和耐候性。
本发明中的保温基料，具有高孔隙结构，其多孔的物理结构，可以提高成品的保温性能，使得热量不易传导，从而实现保温效果；另外，多孔隙结构，还可降低成品的密度，从而降低成品的重量，但并没有影响成品材料的强度。
本发明中的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维的配比，在该比例下，可以提高成品的强度与韧性，还可以提高防水性、耐候性。
本发明中的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚的配比，在该比例下，有利于降低反应的剧烈程度，并且使得制备效率高、时间短，可大大缩短本发明的制备流程，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种节能型建筑保温材料，包括以下重量份的原料：淤泥19份、建筑废弃塑料20份、竹炭粉18份、改性环氧树脂15份、保温基料12份、复合纤维16份、壳聚糖11份、水玻璃13份、碳化钙18份、减水剂3份、胶凝材料9份、乙醇6份、稳定剂5份、分散剂7份、可再分散乳胶粉9份、发泡剂3份、稳泡剂4份和去离子水16份。
一种节能型建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂和保温基料混合，导入搅拌机中，在90℃下加热并搅拌35min，搅拌速度为180r/min，得到混合物一；
b、将复合纤维、壳聚糖、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水混合，加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为82℃，反应0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入胶凝材料、乙醇、稳定剂和分散剂混合，在磁力搅拌机中加热并搅拌22min，温度为58℃，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、碳化钙和减水剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，再导入模具中限位加压，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合导入反应釜中，在76℃下反应1.2h，再降温至62℃，加入乙二醇反应24min，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸、三乙胺，反应0.8h，即可得到改性环氧树脂。
步骤a的保温基料的制备方法为：将纳米氧化锌、膨润土和蒸馏水混合，搅拌均匀，再加入氧化铝晶须，在53℃下超声分散16min，再加入氧化钙粉，在48℃下超声分散8min，冷却后静置1h，经真空干燥，即可得到保温基料。
步骤b的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比1:2:2:2混合而成。
步骤b的水玻璃为高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃按质量比2:1:2混合而成。
步骤b的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉按质量比3:1:2混合而成。
步骤c的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按质量比3:1:2:2混合而成。
实施例2
一种节能型建筑保温材料，包括以下重量份的原料：淤泥19份、建筑废弃塑料20份、竹炭粉17份、改性环氧树脂12份、保温基料13份、复合纤维15份、壳聚糖8份、水玻璃8份、碳化钙18份、减水剂3份、胶凝材料11份、乙醇3份、稳定剂3份、分散剂7份、可再分散乳胶粉8份、发泡剂4份、稳泡剂6份和去离子水15份。
一种节能型建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂和保温基料混合，导入搅拌机中，在85℃下加热并搅拌30min，搅拌速度为150r/min，得到混合物一；
b、将复合纤维、壳聚糖、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水混合，加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为80℃，反应0.6h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入胶凝材料、乙醇、稳定剂和分散剂混合，在磁力搅拌机中加热并搅拌20min，温度为55℃，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、碳化钙和减水剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，再导入模具中限位加压，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合导入反应釜中，在76℃下反应1.2h，再降温至62℃，加入乙二醇反应24min，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸、三乙胺，反应0.8h，即可得到改性环氧树脂。
步骤a的保温基料的制备方法为：将纳米氧化锌、膨润土和蒸馏水混合，搅拌均匀，再加入氧化铝晶须，在53℃下超声分散16min，再加入氧化钙粉，在48℃下超声分散8min，冷却后静置1h，经真空干燥，即可得到保温基料。
步骤b的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比1:2:2:2混合而成。
步骤b的水玻璃为高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃按质量比2:1:2混合而成。
步骤b的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉按质量比3:1:2混合而成。
步骤c的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按质量比3:1:2:2混合而成。
实施例3
一种节能型建筑保温材料，包括以下重量份的原料：淤泥18份、建筑废弃塑料23份、竹炭粉16份、改性环氧树脂13份、保温基料15份、复合纤维14份、壳聚糖10份、水玻璃11份、碳化钙17份、减水剂4份、胶凝材料13份、乙醇4份、稳定剂3份、分散剂6份、可再分散乳胶粉7份、发泡剂5份、稳泡剂5份和去离子水14份。
一种节能型建筑保温材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂和保温基料混合，导入搅拌机中，在90℃下加热并搅拌30min，搅拌速度为150r/min，得到混合物一；
b、将复合纤维、壳聚糖、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水混合，加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为82℃，反应0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入胶凝材料、乙醇、稳定剂和分散剂混合，在磁力搅拌机中加热并搅拌22min，温度为55℃，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、碳化钙和减水剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，再导入模具中限位加压，即可得到成品。
步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合导入反应釜中，在76℃下反应1.2h，再降温至62℃，加入乙二醇反应24min，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸、三乙胺，反应0.8h，即可得到改性环氧树脂。
步骤a的保温基料的制备方法为：将纳米氧化锌、膨润土和蒸馏水混合，搅拌均匀，再加入氧化铝晶须，在53℃下超声分散16min，再加入氧化钙粉，在48℃下超声分散8min，冷却后静置1h，经真空干燥，即可得到保温基料。
步骤b的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比1:2:2:2混合而成。
步骤b的水玻璃为高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃按质量比2:1:2混合而成。
步骤b的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉按质量比3:1:2混合而成。
步骤c的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按质量比3:1:2:2混合而成。
对比例1
采用现有技术中的普通节能建筑保温材料进行检测对比。
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：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
密度（kg/m3） 354 343 335 381
导热系数（W/m·k） 0.021 0.022 0.019 0.028
蓄热系数（W/m·k） 1.8 1.7 1.8 1.7
耐热度（120℃，6h） 无变化 无变化 无变化 轻微鼓包现象
压剪粘结强度（KPa） 121 113 122 94
抗老化性（500W紫外线灯照射1000h） 无变化 无变化 无变化 轻微老化
阻燃性 B1级 B1级 B1级 B1级
抗压强度（MPa） 0.45 0.43 0.45 0.36
抗冻性（-30℃，12h） 无变化 无变化 无变化 有裂痕
憎水率（%） 92 95 96 85
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)

1.一种节能型建筑保温材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：淤泥16-19份、建筑废弃塑料20-25份、竹炭粉15-18份、改性环氧树脂12-15份、保温基料12-17份、复合纤维12-16份、壳聚糖7-11份、水玻璃8-13份、碳化钙14-18份、减水剂3-6份、胶凝材料9-14份、乙醇3-6份、稳定剂3-5份、分散剂4-7份、可再分散乳胶粉6-9份、发泡剂3-6份、稳泡剂4-6份和去离子水13-16份。
2.根据权利要求1所述的一种节能型建筑保温材料，其特征在于，所述保温材料包括以下重量份的原料：淤泥17-19份、建筑废弃塑料20-24份、竹炭粉15-17份、改性环氧树脂12-14份、保温基料13-17份、复合纤维12-15份、壳聚糖8-11份、水玻璃8-12份、碳化钙15-18份、减水剂3-5份、胶凝材料11-14份、乙醇3-5份、稳定剂3-4份、分散剂5-7份、可再分散乳胶粉6-8份、发泡剂4-6份、稳泡剂5-6份和去离子水13-15份。
3.根据权利要求1所述的一种节能型建筑保温材料，其特征在于，所述保温材料包括以下重量份的原料：淤泥18份、建筑废弃塑料23份、竹炭粉16份、改性环氧树脂13份、保温基料15份、复合纤维14份、壳聚糖10份、水玻璃11份、碳化钙17份、减水剂4份、胶凝材料13份、乙醇4份、稳定剂3份、分散剂6份、可再分散乳胶粉7份、发泡剂5份、稳泡剂5份和去离子水14份。
4.权利要求1-3任一项所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将淤泥、建筑废弃塑料、竹炭粉、改性环氧树脂和保温基料混合，导入搅拌机中，在85-90℃下加热并搅拌30-35min，搅拌速度为150-180r/min，得到混合物一；
b、将复合纤维、壳聚糖、水玻璃、可再分散乳胶粉、发泡剂、稳泡剂和去离子水混合，加入到发泡装置中，加热并充入惰性气体进行发泡反应，温度为80-82℃，反应0.6-0.8h，得到混合物二；
c、向混合物二中加入胶凝材料、乙醇、稳定剂和分散剂混合，在磁力搅拌机中加热并搅拌20-22min，温度为55-58℃，得到混合物三；
d、将混合物一、混合物三、碳化钙和减水剂混合，导入双螺杆挤出机中，熔融挤出，再导入模具中限位加压，即可得到成品。
5.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的改性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合导入反应釜中，在76℃下反应1.2h，再降温至62℃，加入乙二醇反应24min，再加入N-甲基吡咯烷酮溶解的二羟甲基丙酸、三乙胺，反应0.8h，即可得到改性环氧树脂。
6.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的保温基料的制备方法为：将纳米氧化锌、膨润土和蒸馏水混合，搅拌均匀，再加入氧化铝晶须，在53℃下超声分散16min，再加入氧化钙粉，在48℃下超声分散8min，冷却后静置1h，经真空干燥，即可得到保温基料。
7.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的复合纤维为聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维和聚氯乙烯纤维按质量比1:2:2:2混合而成。
8.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的水玻璃为高活性纳水玻璃、钾水玻璃和锂水玻璃按质量比2:1:2混合而成。
9.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的可再分散乳胶粉为***性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯和乙烯共聚胶粉按质量比3:1:2混合而成。
10.根据权利要求4所述的一种节能型建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的稳定剂十二醇、硒酸酯多糖、高黏羧甲基纤维素和羟乙基纤维素醚按质量比3:1:2:2混合而成。
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