具备良好保温性能的绿色建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具备良好保温性能的绿色建筑材料，包括如下重量份数的原料：水泥30～50份，填料20～40份，交联聚酰亚胺气凝胶5～10份，轻质料2～5份，发泡剂2～5份，增稠剂1～2份，水70～90份。本发明专利技术中通过柔性的4,4'

【技术实现步骤摘要】
具备良好保温性能的绿色建筑材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及保温材料
，尤其涉及一种具备良好保温性能的绿色建筑材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]建筑能耗主要是建筑在修建过程中的消耗和建筑在其全寿命周期内运行所耗费的能源，然而建筑的运行能耗比建造时的能源损耗要高得多。建筑运行过程中的能源损耗包括建筑供冷和供热、生活热水、家用电器等的运行。开发绿色环保建筑外墙材料来降低建筑的能源消耗量从而达到节能目的，是建筑行业目前减少能源消耗所使用的最有效的节能技术手段。
[0003]目前，绿色环保建筑材料的定义，是指在建筑材料制作中全部采用无辐射、无污染的原材料，并在整个建筑工程中降低一次性能源的使用。从使用效果来看，绿色环保的材料不仅有利于环境保护，还更有利于广大居民用户的居住体验。同时，新型的环保建筑材料对比传统同类建材具有保温隔热功能。从实践效果来看，新型环保建材可以起到节约资源和保护环境的双重作用，满足建筑舒适性体验的同时提高广大人民群众自身的环保意识。总的来说，推广使用新型环保材料不仅是为了满足现代人生活的需要，也是为了满足建设可持续发展社会的需要。因此，新型材料的研究与实践任重道远。
[0004]建筑外墙节能的主要发展方向是开发高热阻高性价比的保温材料和可装配式的施工工艺，减少施工误差的同时更好地提高围护结构的保温性能和密封性能。在北方寒冷地区墙体节能方面，传统的用单一材料增加墙体厚度来达到保温隔热的方法已不能满足国家建筑节能标准的要求，而改为复合墙体。复合墙体的承重一般采用钢筋混凝土框剪结构，与保温材料复合，或在框架结构中，采用薄壁建设房屋隔断，保温材料附加在墙体外侧。
[0005]建筑外墙保温隔热对于降低建筑能耗有着极大的作用，热导率小于0.14W/(m
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K)的材料被称为保温隔热材料，而在建筑中所使用建筑保温材料的热导率通常不高于0.23W/(m
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K)。在实际应用过程中，除了要求材料具有优异的保温隔热性能以外，还要考虑保温材料的阻燃性、热稳定性、施工技术难度、耐候性、经济性等因素。总的来说，按化学元素组成分，保温材料主要包括有机和无机保温材料。
[0006]由于无机保温材料具有不易燃的特性，许多研究学者对无机保温材料展开研究，通常无机保温材料可分为纤维保温材料和泡沫保温材料。矿棉是一个涵盖各种无机纤维保温材料的总称，其中包括岩棉、玻璃棉和矿渣棉等，它们都由不同的原料制成，如岩棉是通过在1600℃下熔化几种岩石(如白云岩、玄武岩和辉绿岩)来制造的，从而获得纤维，然后使用粘合剂将纤维粘合在一起，其热导率在0.033～0.046W/(m
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K)，密度在40～200kg/m3，比热在0.8～1.0kJ/(kg
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K)，此外，它们虽然价格便宜，但是有研究表明，水蒸气的凝结会对建筑用岩棉材料的隔热性能产生负面影响。而玻璃棉是在1300～1450℃的温度下将天然砂和玻璃混合而成，玻璃棉的热导率为，0.030～0.046W/(m
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K)与岩棉非常接近。无机泡沫保温材料有硅酸钙、珍珠岩和蛭石等，泡沫保温材料普遍具有较低的导热系数，这是由于高孔
隙率降低了其机械强度并改善了其吸湿特性。与已广泛用于建筑中的矿棉等保温材料相比，还有气凝胶等保温材料正在研发中，它们的特点是具有非常低的热导率，对建筑节能的效果显著，气凝胶便是一种轻质、高保温材料。除气凝胶以外，真空保温板(VIP)也是当今市场上最有前途的高性能保温材料之一，其导热系数低至0.004W/(m
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K)，但真空保温板并不易制作，为了防止空气渗透，需要薄膜进行封装。虽然以上材料均可作为保温材料来使用，但均不具备承重能力，只可用于保温围护结构的装配系统中，对此人们采用可承重的保温材料进行研究，使建筑主体与围护结构保温隔热合二为一。目前市面上广泛使用的无机保温材料通常具备稳定、成本低、无毒等特性，但与气凝胶和VIP等新型无机材料相比其节能性和保温性能不佳，其次气凝胶和VIP虽然具有良好的节能效果，但是由于其成本过高以及制作过程繁琐导致其至今并没有广泛被使用。
[0007]有机保温材料相比与无机保温材料具有更优良的保温性能以及保温形式的多样性。有研究学者发现纤维素不仅可以作为填充式保温材料对各种空腔结构进行填充，也可以制成保温板来充当围护结构的保温层。在建筑中绝大多数保温材料基本上是由聚合物材料、填料和其他添加剂复合制成的。如发泡聚苯乙烯(EPS)是通过蒸发添加到聚苯乙烯颗粒中的戊烷而获得的，其热导率为0.031～0.037W/(m
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K)，密度为15～75kg/m3，比热约为1.25kJ(kg
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K)，且密度越高，保温性能越好，同时有研究发现，EPS的热导率会受水分影响，但是这种材料为易燃材料，并且燃烧时会释放有害气体，挤塑聚苯乙烯(XPS)与EPS具有相似的保温性能，是通过在挤塑机中加入发泡剂而制成，并且也属于易燃材料，因此，在制造EPS和XPS的过程中必须添加阻燃剂。
[0008]专利CN113480332 A公开了一种保温隔热建筑材料，属于建筑材料
，该保温隔热建筑材料包括如下重量份的原料：硅酸盐水泥50
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60份、陶瓷废粉22
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28份、复合SiO2气凝胶3.2
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4份、轻质碳酸钙2.2
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3.5份、去离子水80
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110份、发泡剂3
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5份、增稠剂1.5
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2.5份、憎水涂料15.2
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20.5份，该专利技术还公开了该材料的制备方法，包括配料制备、混合浆料制备、倒模成型、涂覆憎水涂料、养护等。该专利技术采用硅酸盐水泥、陶瓷废粉为主料，节能环保，复合SiO2气凝胶实现保温隔热作用，并且涂覆憎水涂料，隔绝水汽，延长保温材料的使用寿命。
[0009]专利CN111777368 B公开了气凝胶型稀土复合保温材料及其制备方法，该稀土复合保温材料制备工艺中采用了表面化学改性、胶囊化改性及动力物理化学反应等工艺，使产品内部产生了大量封闭的类真空微孔，增大了孔隙率，加上空心微珠对辐射传热的阻隔作用和气凝胶高效的隔热功能，使复合而成的新材料绝热性能有了很大的提高；添加剂和粘接剂联合作用，特别是稀土无机高温粘接剂良好的高温粘接性能，把气相与固相、粒状料与纤维料有机的凝结在一起，呈现层式网状叠力单元和填充结构，使保温材料整体具有非常强的构架力和亲和力，结构强度好，使用寿命长；而且该材料无石棉、施工时无粉尘、余料可回收利用，是一种绿色环保产品。
[0010]现有的保温材料开始添加气凝胶作为主要成分，然而无机气凝胶承压能力较差，有机气凝胶往往存在易燃的问题，因此，专利技术一种力学性能优异、阻燃的环保保温建筑材料将具有十分重要的推广价值。

技术实现思路

[0011]有鉴于现有技术中的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题制备是一种力学性能优异、阻燃的环保保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备良好保温性能的绿色建筑材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：水泥30～50份，填料20～40份，交联聚酰亚胺气凝胶5～10份，轻质料2～5份，发泡剂2～5份，增稠剂1～2份，水70～90份。2.如权利要求1所述的交联聚酰亚胺气凝胶，其特征在于，采用如下方法制备而成：S1称取100～120重量份4,4'
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二氨基二苯醚溶于300～450重量份N
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甲基吡咯烷酮，得到溶液X，称取30～40重量份2,2'
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二甲基联苯胺，30～40重量份联苯四甲酸二酐溶于300～450重量份N
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甲基吡咯烷酮，得到溶液Y，将溶液X、Y混合，搅拌5～10min，得到前驱体溶液；S2称取30～40重量份吡啶，50～80重量份乙酸酐加入到步骤S1的前驱体溶液中，搅拌5～10min，得到溶液Z；S3称取三氯甲基碳酸酯5～10重量份溶于100～300重量份N
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甲基吡咯烷酮中，随后滴加至步骤S2中的溶液Z中，搅拌5～10min，反应结束后于6000～8000rpm下离心，下层沉淀物取出于
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40～

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，刘玉曦，
申请(专利权)人：武昌理工学院，
类型：发明
国别省市：