本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色環(huán)保建筑材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

綠色環(huán)保建材又稱生態(tài)建材和技能建材，指健康型、環(huán)保型、安全型的建筑材料，在國際上也稱為“健康建材”或“環(huán)保建材”，綠色建材不是指單獨的建材產(chǎn)品，而是對建材“健康、環(huán)保、安全”品性的評價。首先它具有消磁、消聲、調(diào)光、調(diào)溫、隔熱、防火、抗靜電的性能，并具有調(diào)節(jié)人體機能的特種新型功能建筑材料。綠色建材是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性、有利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。

自從我國提出“可持續(xù)發(fā)展”、“節(jié)約可再生資源”、“構(gòu)建和諧社會”的發(fā)展理念后，環(huán)境保護、節(jié)能減排、耐候安全才真正被具體實施。國家環(huán)保總局、住建部對住宅、辦公、商業(yè)建筑物實施強制保溫。目前墻體保溫材料以聚苯乙烯和聚氨脂發(fā)泡材料為主，這種材料導(dǎo)熱系數(shù)達到0.04w/m.k，保溫性能差，特別是在防火性能方面表現(xiàn)得極其突出，聚苯乙烯屬于易燃且燃燒后會排出大量有毒氣體的材料，近年引發(fā)多起惡性火災(zāi)，因此在歐美等發(fā)達國家建筑節(jié)能保溫幾乎不采用該材料。由于近年連續(xù)多起保溫材料、裝飾材料不達標引起的建筑火災(zāi)，國家對建筑材料的防火性能重視程度空前加大。鑒于建筑防火的嚴峻形勢，公安部要求民用建筑保溫材料必須采用燃燒性能為A級的材料，在業(yè)內(nèi)引起巨大震動。

丙烯酸酯乳液具有良好的抗老化性、耐光性、耐候性、耐腐蝕性以及價格低廉、粘結(jié)力強、合成工藝簡單等優(yōu)點，但其也存在著耐水性差、低溫易變脆、高溫易變黏失強等缺點，影響其使用效果，因此有必要對其進行改性。

復(fù)合相變材料作為一種新型的節(jié)能蓄熱材料，已成為全世界解決能源利用效率的研究熱點。將復(fù)合相變材料與傳統(tǒng)建筑材料復(fù)合，制備得到復(fù)合相變儲能建筑材料具有普通建筑材料無法比擬的熱容，能通過有效利用太陽能和夜間冷風等自然資源來蓄熱或蓄冷，減少建筑物供暖、空調(diào)設(shè)備的運行時間，提高能源利用效率和降低能源的運行費用，并能適當?shù)亟档褪覂?nèi)溫度波動，提高熱舒適度，同時，還能降低外墻厚度而減輕建筑物重量，是一種實現(xiàn)建筑節(jié)能和提高建筑能源利用效率的有效途徑。但目前設(shè)計得到的綠色調(diào)溫調(diào)濕新型建材來看，在材料制備的簡易性、內(nèi)部調(diào)節(jié)性材料的持久有效性、整體材料的普適性方面存在一些問題。

因此研制一種保溫節(jié)能和阻燃性能好的并且是綠色環(huán)保的建筑材料是十分必要的。為此本案發(fā)明人提供了一種綠色環(huán)保的建筑材料，強度高，并具有優(yōu)異的阻燃、隔音及保溫性能的建筑材料，即一種綠色環(huán)保建筑材料及其制備方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、要解決的問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種綠色環(huán)保建筑材料及其制備方法，通過可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂、熱固性線性脲醛樹脂及改性丙烯酸酯的復(fù)配，結(jié)合三者的優(yōu)點，制成的產(chǎn)品是一種表面光滑、阻燃保溫、強度好、性價比高的新型建筑材料。

2、技術(shù)方案

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

所述的一種綠色環(huán)保建筑材料，所述建筑材料是由下述重量份的原料制得：

優(yōu)選地，可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂90－110重量份、熱固性線性脲醛樹脂100－120重量份、3-5重量份的二氧化鈦粉、90-95重量份的吐溫、20-25重量份的改性丙烯酸乳液、填料、交聯(lián)劑和10-15復(fù)合助劑。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑由下述重量份的原料組成：N、N-二甲基丙烯酰胺0.55-0.80、硅藻土50-90、羥甲基纖維素25-50、復(fù)合脂肪酸80-120、過硫酸鉀0.55-0.80以及水15-40。

優(yōu)選地，所述復(fù)合助劑由下列重量份的原料制成：殼聚糖3-8，高嶺土4-10，二氧化硅2-4，氫氧化鈉2-4，氯化銨1-3，椰油酰二乙醇胺0.5-1，三聚磷酸鈉0.5-1，可再分散乳膠粉10-15，聚山梨酯76-80，海藻酸鈉0.8-1.2。

優(yōu)選地，所述復(fù)合助劑的制備方法是：將殼聚糖溶解于適量4％的醋酸水溶液，加入高嶺土、二氧化硅研磨30min，將pH調(diào)至中性后依次加入氫氧化鈉、氯化銨，60℃條件下攪拌不低于40min，保證攪拌均勻，然后再將pH調(diào)至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后噴霧干燥，即得。

優(yōu)選地，所述填料由下列重量份的原料制成：黃豆桿灰30-45，花生桿灰20-30，米糠20-30，粉煤灰120-180，硅酸鹽水泥90-110，膨脹玻化微珠80-90，魔芋葡甘聚糖12-18，冰晶石粉15-20，矽砂8-10，硫酸鋇1.5-2.0。

優(yōu)選地，所述填料的制備方法包括如下步驟：

A1.將冰晶石粉、硫酸鋇及膨脹?；⒅榛旌暇鶆蚝?，650-800℃保溫5h，得到組分一；

A2.將黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和矽砂共同研磨均勻后，過400目篩，得到組分二；

A3.將組分一、組分二與其余原料混合后攪拌均勻，烘干后過300目篩即得。

一種綠色環(huán)保建筑材料的制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：

B1.制備改性丙烯酸酯：將50-60份丙烯酸酯單體置于干燥的反應(yīng)釜中，升溫至110-120℃，在真空度-0.1Mpa下處理0.5-1h，直至無氣泡產(chǎn)生，降溫至75℃，加入0.5-2份烷基酚聚氧乙烯醚、0.5-1份十二烷基硫酸鈉、和1-2份碳酸氫鈉，攪拌，保持溫度在75-80℃反應(yīng)0.5h，然后同時滴加15-30份氟樹脂單體和10-20份質(zhì)量分數(shù)為5％的過硫酸鈉溶液，兩者均連續(xù)滴加，滴加時間為1.5-2h，滴加完后再加速攪拌反應(yīng)1h，然后降溫至室溫，得改性丙烯酸酯乳液；

B2.將步驟B1所得改性丙烯酸酯乳液20-25重量份過200目篩并置于混合攪拌機中，加入0.5-1.5份陰離子表面活性劑和30-40份去離子水，以2500rpm攪拌1h，然后用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合液酸堿度至pH值為9；

B3.將步驟B2所得產(chǎn)物繼續(xù)攪拌并升溫至50-60℃，在攪拌過程中同時加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂90-110重量份和熱固性線性脲醛樹脂100-120重量份，再以2000rpm攪拌30-40min；然后加入3-5重量份的二氧化鈦粉和90-95重量份的吐溫，攪拌1.5-2小時；然后在攪拌條件下再加入交聯(lián)劑，攪拌20-30分鐘，再加入填料及復(fù)合助劑，攪拌均勻至聚合溶液粘稠，再將此料注入箱式模具中，于70-80℃條件下保溫老化12-15小時，降溫至室溫即制得產(chǎn)品。

優(yōu)選地，步驟B2中所述陰離子表面活性劑為月桂基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉。

3、有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明采用溫敏性聚合物的原位聚合工藝，將粉煤灰等組分固定于聚合物網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)的連續(xù)性可控調(diào)節(jié)，并以硅酸鹽水泥為基體，并以黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和粉煤灰等安全環(huán)保，來源廣泛的原料為混合填料，加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂和熱固性線性脲醛樹脂，然后烘干后過300目篩再攪拌入高比表面積、高孔隙率的聚合物網(wǎng)絡(luò)中成型，制備的建筑材料具有很好的蓄放熱特性，儲能效果良好，還具有較好的溫敏特性，聚合物的溫敏特性可以有效調(diào)節(jié)空隙結(jié)構(gòu)，這種調(diào)控有望實現(xiàn)在特殊氣候條件下的建筑調(diào)濕。且隨環(huán)境條件變化能夠自動調(diào)控的有機/無機復(fù)合建筑調(diào)濕材料；

(2)本發(fā)明采用的可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂具有較好的阻燃保溫性能，但存在脆性大，開孔率高，易粉化、機械強度低、價格高的缺點；熱固性線性脲醛樹脂價格便宜、堅硬、耐刮傷、具有一定的韌性。本發(fā)明通過可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂、熱固性線性脲醛樹脂及改性丙烯酸酯的復(fù)配，結(jié)合三者的優(yōu)點，制成的產(chǎn)品是一種表面光滑、阻燃保溫、強度好、性價比高的新型建筑材料；

(3)本發(fā)明原料安全環(huán)保，來源廣泛，能使農(nóng)副產(chǎn)品得到有效利用，低成本、低能耗；導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫隔熱性能好，具有一定的透氣性，舒適性高；施工簡單快捷，實用性強。利用廢棄的硅藻土、粉煤灰，實現(xiàn)廢棄物可循環(huán)利用。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進一步進行描述。

實施例1

一種綠色環(huán)保建筑材料，所述建筑材料是由下述重量份的原料制得：可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂100重量份、熱固性線性脲醛樹脂110重量份、4重量份的二氧化鈦粉、92重量份的吐溫、23重量份的改性丙烯酸乳液、填料、交聯(lián)劑和13復(fù)合助劑。

值得注意的是，所述交聯(lián)劑由下述重量份的原料組成：N、N-二甲基丙烯酰胺0.65、硅藻土75、羥甲基纖維素40、復(fù)合脂肪酸100、過硫酸鉀0.65以及水20。

在本實施例中，所述復(fù)合助劑由下列重量份的原料制成：殼聚糖5，高嶺土7，二氧化硅3，氫氧化鈉3，氯化銨2，椰油酰二乙醇胺0.8，三聚磷酸鈉0.8，可再分散乳膠粉12，聚山梨酯78，海藻酸鈉1.0。所述復(fù)合助劑的制備方法是：將殼聚糖溶解于適量4％的醋酸水溶液，加入高嶺土、二氧化硅研磨30min，將pH調(diào)至中性后依次加入氫氧化鈉、氯化銨，60℃條件下攪拌不低于40min，保證攪拌均勻，然后再將pH調(diào)至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后噴霧干燥，即得。

在本實施例中，所述填料由下列重量份的原料制成：黃豆桿灰40，花生桿灰25，米糠25，粉煤灰150，硅酸鹽水泥100，膨脹?；⒅?5，魔芋葡甘聚糖15，冰晶石粉18，矽砂9，硫酸鋇1.8。

所述填料的制備方法包括如下步驟：

A1.將冰晶石粉、硫酸鋇及膨脹玻化微珠混合均勻后，720℃保溫5h，得到組分一；

A2.將黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和矽砂共同研磨均勻后，過400目篩，得到組分二；

A3.將組分一、組分二與其余原料混合后攪拌均勻，烘干后過300目篩即得。

一種綠色環(huán)保建筑材料的制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：

B1.制備改性丙烯酸酯：將55份丙烯酸酯單體置于干燥的反應(yīng)釜中，升溫至110-120℃，在真空度-0.1Mpa下處理0.8h，直至無氣泡產(chǎn)生，降溫至75℃，加入1份烷基酚聚氧乙烯醚、0.8份十二烷基硫酸鈉、和1.5份碳酸氫鈉，攪拌，保持溫度在75-80℃反應(yīng)0.5h，然后同時滴加20份氟樹脂單體和14份質(zhì)量分數(shù)為5％的過硫酸鈉溶液，兩者均連續(xù)滴加，滴加時間為1.5-2h，滴加完后再加速攪拌反應(yīng)1h，然后降溫至室溫，得改性丙烯酸酯乳液；

B2.將步驟B1所得改性丙烯酸酯乳液23重量份過200目篩并置于混合攪拌機中，加入1.2份陰離子表面活性劑和35份去離子水，以2500rpm攪拌1h，然后用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合液酸堿度至pH值為9；

B3.將步驟B2所得產(chǎn)物繼續(xù)攪拌并升溫至55℃，在攪拌過程中同時加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂100重量份和熱固性線性脲醛樹脂110重量份，再以2000rpm攪拌30-40min；然后加入4重量份的二氧化鈦粉和92重量份的吐溫，攪拌1.5-2小時；然后在攪拌條件下再加入交聯(lián)劑，攪拌20-30分鐘，再加入填料及復(fù)合助劑，攪拌均勻至聚合溶液粘稠，再將此料注入箱式模具中，于70-80℃條件下保溫老化13小時，降溫至室溫即制得產(chǎn)品。

在本實施例中，步驟B2中所述陰離子表面活性劑為月桂基硫酸鈉。

基于上述，本發(fā)明采用溫敏性聚合物的原位聚合工藝，將粉煤灰等組分固定于聚合物網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)孔隙結(jié)構(gòu)的連續(xù)性可控調(diào)節(jié)，并以硅酸鹽水泥為基體，并以黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和粉煤灰等安全環(huán)保，來源廣泛的原料為混合填料，加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂和熱固性線性脲醛樹脂，然后烘干后過300目篩再攪拌入高比表面積、高孔隙率的聚合物網(wǎng)絡(luò)中成型，制備的建筑材料具有很好的蓄放熱特性，儲能效果良好，還具有較好的溫敏特性，聚合物的溫敏特性可以有效調(diào)節(jié)空隙結(jié)構(gòu)，這種調(diào)控有望實現(xiàn)在特殊氣候條件下的建筑調(diào)濕。且隨環(huán)境條件變化能夠自動調(diào)控的有機/無機復(fù)合建筑調(diào)濕材料；采用的可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂具有較好的阻燃保溫性能，但存在脆性大，開孔率高，易粉化、機械強度低、價格高的缺點；熱固性線性脲醛樹脂價格便宜、堅硬、耐刮傷、具有一定的韌性。本發(fā)明通過可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂、熱固性線性脲醛樹脂及改性丙烯酸酯的復(fù)配，結(jié)合三者的優(yōu)點，制成的產(chǎn)品是一種表面光滑、阻燃保溫、強度好、性價比高的新型建筑材料。

實施例2

一種綠色環(huán)保建筑材料，所述建筑材料是由下述重量份的原料制得：可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂90重量份、熱固性線性脲醛樹脂100重量份、3重量份的二氧化鈦粉、90重量份的吐溫、20重量份的改性丙烯酸乳液、填料、交聯(lián)劑和10復(fù)合助劑。

值得注意的是，所述交聯(lián)劑由下述重量份的原料組成：N、N-二甲基丙烯酰胺0.55、硅藻土50、羥甲基纖維素25、復(fù)合脂肪酸80、過硫酸鉀0.55以及水15。

在本實施例中，所述復(fù)合助劑由下列重量份的原料制成：殼聚糖3，高嶺土4，二氧化硅2，氫氧化鈉2，氯化銨1，椰油酰二乙醇胺0.5，三聚磷酸鈉0.5，可再分散乳膠粉10，聚山梨酯76，海藻酸鈉0.8。所述復(fù)合助劑的制備方法是：將殼聚糖溶解于適量4％的醋酸水溶液，加入高嶺土、二氧化硅研磨30min，將pH調(diào)至中性后依次加入氫氧化鈉、氯化銨，60℃條件下攪拌不低于40min，保證攪拌均勻，然后再將pH調(diào)至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后噴霧干燥，即得。

在本實施例中，所述填料由下列重量份的原料制成：黃豆桿灰30，花生桿灰20，米糠20，粉煤灰120，硅酸鹽水泥90，膨脹?；⒅?0，魔芋葡甘聚糖12，冰晶石粉15，矽砂8，硫酸鋇1.5。

所述填料的制備方法包括如下步驟：

A1.將冰晶石粉、硫酸鋇及膨脹?；⒅榛旌暇鶆蚝?，650℃保溫5h，得到組分一；

A2.將黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和矽砂共同研磨均勻后，過400目篩，得到組分二；

A3.將組分一、組分二與其余原料混合后攪拌均勻，烘干后過300目篩即得。

一種綠色環(huán)保建筑材料的制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：

B1.制備改性丙烯酸酯：將50份丙烯酸酯單體置于干燥的反應(yīng)釜中，升溫至110℃，在真空度-0.1Mpa下處理0.5h，直至無氣泡產(chǎn)生，降溫至75℃，加入0.5份烷基酚聚氧乙烯醚、0.5份十二烷基硫酸鈉、和1份碳酸氫鈉，攪拌，保持溫度在75-80℃反應(yīng)0.5h，然后同時滴加15份氟樹脂單體和10份質(zhì)量分數(shù)為5％的過硫酸鈉溶液，兩者均連續(xù)滴加，滴加時間為1.5h，滴加完后再加速攪拌反應(yīng)1h，然后降溫至室溫，得改性丙烯酸酯乳液；

B2.將步驟B1所得改性丙烯酸酯乳液20重量份過200目篩并置于混合攪拌機中，加入0.5份陰離子表面活性劑和30份去離子水，以2500rpm攪拌1h，然后用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合液酸堿度至pH值為9；

B3.將步驟B2所得產(chǎn)物繼續(xù)攪拌并升溫至50-60℃，在攪拌過程中同時加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂90重量份和熱固性線性脲醛樹脂100重量份，再以2000rpm攪拌30-40min；然后加入3重量份的二氧化鈦粉和90重量份的吐溫，攪拌1.5小時；然后在攪拌條件下再加入交聯(lián)劑，攪拌20分鐘，再加入填料及復(fù)合助劑，攪拌均勻至聚合溶液粘稠，再將此料注入箱式模具中，于70-80℃條件下保溫老化12小時，降溫至室溫即制得產(chǎn)品。

在本實施例中，步驟B2中所述陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。

實施例3

一種綠色環(huán)保建筑材料，所述建筑材料是由下述重量份的原料制得：可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂110重量份、熱固性線性脲醛樹脂120重量份、5重量份的二氧化鈦粉、95重量份的吐溫、25重量份的改性丙烯酸乳液、填料、交聯(lián)劑和15復(fù)合助劑。

值得注意的是，所述交聯(lián)劑由下述重量份的原料組成：N、N-二甲基丙烯酰胺0.80、硅藻土90、羥甲基纖維素50、復(fù)合脂肪酸120、過硫酸鉀0.80以及水40。

在本實施例中，所述復(fù)合助劑由下列重量份的原料制成：殼聚糖8，高嶺土10，二氧化硅4，氫氧化鈉4，氯化銨3，椰油酰二乙醇胺1，三聚磷酸鈉1，可再分散乳膠粉15，聚山梨酯80，海藻酸鈉1.2。所述復(fù)合助劑的制備方法是：將殼聚糖溶解于適量4％的醋酸水溶液，加入高嶺土、二氧化硅研磨30min，將pH調(diào)至中性后依次加入氫氧化鈉、氯化銨，60℃條件下攪拌不低于40min，保證攪拌均勻，然后再將pH調(diào)至中性，常溫下加入其余原料，攪拌30min后噴霧干燥，即得。

在本實施例中，所述填料由下列重量份的原料制成：黃豆桿灰45，花生桿灰30，米糠30，粉煤灰180，硅酸鹽水泥110，膨脹?；⒅?0，魔芋葡甘聚糖18，冰晶石粉20，矽砂10，硫酸鋇2.0。

所述填料的制備方法包括如下步驟：

A1.將冰晶石粉、硫酸鋇及膨脹?；⒅榛旌暇鶆蚝螅?00℃保溫5h，得到組分一；

A2.將黃豆桿灰、花生桿灰、米糠和矽砂共同研磨均勻后，過400目篩，得到組分二；

A3.將組分一、組分二與其余原料混合后攪拌均勻，烘干后過300目篩即得。

一種綠色環(huán)保建筑材料的制備方法，所述制備方法具體包括如下步驟：

B1.制備改性丙烯酸酯：將60份丙烯酸酯單體置于干燥的反應(yīng)釜中，升溫至110-120℃，在真空度-0.1Mpa下處理1h，直至無氣泡產(chǎn)生，降溫至75℃，加入2份烷基酚聚氧乙烯醚、1份十二烷基硫酸鈉、和2份碳酸氫鈉，攪拌，保持溫度在75-80℃反應(yīng)0.5h，然后同時滴加30份氟樹脂單體和20份質(zhì)量分數(shù)為5％的過硫酸鈉溶液，兩者均連續(xù)滴加，滴加時間為2h，滴加完后再加速攪拌反應(yīng)1h，然后降溫至室溫，得改性丙烯酸酯乳液；

B2.將步驟B1所得改性丙烯酸酯乳液25重量份過200目篩并置于混合攪拌機中，加入1.5份陰離子表面活性劑和40份去離子水，以2500rpm攪拌1h，然后用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合液酸堿度至pH值為9；

B3.將步驟B2所得產(chǎn)物繼續(xù)攪拌并升溫至50-60℃，在攪拌過程中同時加入可發(fā)泡性熱固性酚醛樹脂110重量份和熱固性線性脲醛樹脂120重量份，再以2000rpm攪拌30-40min；然后加入5重量份的二氧化鈦粉和95重量份的吐溫，攪拌1.5-2小時；然后在攪拌條件下再加入交聯(lián)劑，攪拌20-30分鐘，再加入填料及復(fù)合助劑，攪拌均勻至聚合溶液粘稠，再將此料注入箱式模具中，于70-80℃條件下保溫老化15小時，降溫至室溫即制得產(chǎn)品。

在本實施例中，步驟B2中所述陰離子表面活性劑為月桂基硫酸鈉。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。