本發(fā)明涉及建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具熱電特性的建筑材料、其制備方法及建筑板材。

背景技術(shù)：

石膏基建筑材料是一種常見且重要的建筑材料，通常包括石膏復(fù)合板、石膏紙板、石膏纖維板以及石膏無紡板等，通常廣泛應(yīng)用與建筑物的內(nèi)部修整與裝飾。

傳統(tǒng)的石膏基或硅藻土基建筑材料由于具有較低的熱導(dǎo)率，因此在建筑工程領(lǐng)域中一般都用于熱絕緣材料。與此同時，傳統(tǒng)的石膏基或硅藻土基建筑材料的導(dǎo)電性也較差，因此也常被人們作為電絕緣材料的優(yōu)選。但是在實際應(yīng)用中，在一些特殊的領(lǐng)域也需要使用到具有較好熱電性能的建筑材料，用于抗靜電、電磁屏蔽、導(dǎo)熱、散熱等，而傳統(tǒng)的石膏、硅藻土建筑材料往往不能滿足這一點。

因此有必要研究出一種具有一定導(dǎo)熱、散熱、靜電屏蔽以及抗靜電導(dǎo)電性能的具熱電特性的建筑材料，以滿足實際生產(chǎn)建筑的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的是提供具有一定導(dǎo)熱、散熱、靜電屏蔽以及抗靜電導(dǎo)電性能的具熱電特性的建筑材料，以滿足實際生產(chǎn)建筑的需求。

一種具熱電特性的建筑材料，其包括石墨蠕蟲以及涂料粉，所述石墨蠕蟲占所述具熱電特性的建筑材料的質(zhì)量百分比為5％～50％，所述石墨蠕蟲的密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³，所述涂料粉為石膏粉、石灰粉、硅藻泥中的一種或其組合。

所述石墨蠕蟲的結(jié)構(gòu)為天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理生成的膨脹結(jié)構(gòu)。

所述石墨蠕蟲占所述具熱電特性的建筑材料的質(zhì)量百分比為5％～30％。

所述石墨蠕蟲的密度范圍為0.005g/cm³～0.03g/cm³。

所述具熱電特性的建筑材料進一步包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑包括改性淀粉、發(fā)泡劑、白乳膠中的任意一種。

所述粘結(jié)劑占所述具熱電特性的建筑材料的質(zhì)量百分比為1％～5％。

一種具熱電特性的建筑材料的制備方法，其包括如下步驟：(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理，得到密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³的石墨蠕蟲；(2)將所述石墨蠕蟲與涂料粉利用干式混合法進行混合并攪拌均勻得到第一混合物；(3)在所述第一混合物中加入水和粘結(jié)劑攪拌得到第二混合物；(4)對所述第二混合物進行干燥處理后得到所述具熱電特性的建筑材料。

步驟(2)中所述干式混合法中采用氣流攪拌的方式。

步驟(3)中在所述第一混合物中加入水以及粘結(jié)劑并攪拌均勻得到第二混合物。

一種具熱電特性的建筑材料的制備方法，其包括如下步驟：(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理，得到密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³的石墨蠕蟲；(2)將涂料粉加入水和粘結(jié)劑得到膠狀物，所述涂料粉為石膏粉、石灰粉、硅藻泥中的一種或其組合；(3)在所述膠狀物中加入所述石墨蠕蟲，攪拌得到第三混合物；(4)對所述第三混合物進行干燥處理后得到所述具熱電特性的建筑材料。

本發(fā)明還提供一種建筑板材，所述建筑板材由上述建筑材料制備而成。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明在所述具熱電特性的建筑材料中，采用石墨蠕蟲，該石墨蠕蟲的密度較小，僅為0.005g/cm³～0.05g/cm³，比表面積大，因而在建筑材料中，更容易形成均勻?qū)釋?dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在與現(xiàn)有的石墨顆粒所占質(zhì)量比例相同的情況下，所述具熱電特性的建筑材料導(dǎo)電導(dǎo)熱效果更佳；換句話說，可以用更小比例的石墨蠕蟲來達到相同的導(dǎo)熱及屏蔽的效果，同時也降低了生產(chǎn)成本，具有意想不到的效果。另外，所述具熱電特性的建筑材料保留了原有的力學性能。通過該具熱電特性的建筑材料制備而成的建筑板材具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明所述具熱電特性的建筑材料的制備方法中，優(yōu)先采用干式混合法的方法將石墨蠕蟲與石膏或硅藻土干粉混合，石膏粉涂料粉吸附于石墨蠕蟲的表面，而具有較大比表面積的石墨蠕蟲更容易外露而相互搭接形成導(dǎo)電導(dǎo)熱網(wǎng)路。該制備方法操作簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述石墨蠕蟲的照片。

圖2為圖1所述石墨蠕蟲的顯微鏡照片。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將結(jié)合相關(guān)實施例對本發(fā)明進行更加全面地描述。在此需要指出的是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明提供一種具熱電特性的建筑材料。所述具熱電特性的建筑材料包括石墨蠕蟲以及涂料粉。所述石墨蠕蟲占所述具熱電特性的建筑材料的質(zhì)量百分比為5％～50％。所述石墨蠕蟲的密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³。

所述涂料粉為石膏粉、石灰粉、硅藻泥中的一種或其組合。優(yōu)選地，所述涂料粉為石膏粉或硅藻泥，用石膏粉與硅藻泥做涂料粉，一方面可降低建筑材料的密度，從而降低對應(yīng)墻體的重量，另一方面，可提高建筑材料及對應(yīng)墻體的絕緣性能。

所述石墨蠕蟲為天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理生成的膨脹結(jié)構(gòu)。具體的，以石墨為原料制備石墨插層化合物，再將所述石墨插層化合物進行熱膨脹，得到所述石墨蠕蟲。具體請參閱圖1及圖2，所述石墨蠕蟲是指層數(shù)為101～10⁴的多層石墨烯結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述石墨蠕蟲占所述具熱電特性的建筑材料的質(zhì)量百分比為5％～30％，所述石墨蠕蟲的密度范圍為0.005g/cm³～0.03g/cm³。

所述具熱電特性的建筑材料還可進一步包括粘結(jié)劑。該粘結(jié)劑可以為改性淀粉、發(fā)泡劑、白乳膠等，具體可以根據(jù)不同的應(yīng)用場合。

本發(fā)明還提供一種具熱電特性的建筑材料的制備方法。該制備方法包括以下步驟：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理，得到密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與涂料粉利用干式混合法進行混合并攪拌均勻得到第一混合物，所述涂料粉為石膏粉、石灰粉、硅藻泥中的一種或其組合；

(3)在所述第一混合物中加入水攪拌均勻得到第二混合物；

(4)對所述第二混合物進行干燥處理后得到所述具熱電特性的建筑材料。

其中，步驟(2)中所述干式混合法中采用氣流攪拌的方式。

步驟(3)中，還可加入粘結(jié)劑，與所述第一混合物及水攪拌均勻得到第二混合物。

本發(fā)明還提供一種建筑板材。該建筑板材由上述建筑材料制備而成。

本發(fā)明所述具熱電特性的建筑材料的制備方法中，采用干式混合法的方法將石墨蠕蟲與涂料粉混合，涂料粉吸附于石墨蠕蟲的表面，而具有較大比表面積的石墨蠕蟲更容易外露而相互搭接形成導(dǎo)電導(dǎo)熱網(wǎng)路。該制備方法操作簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明還提供另外一種具熱電特性的建筑材料的制備方法。該制備方法包括以下步驟：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理，得到密度范圍為0.005g/cm³～0.05g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將涂料粉加入水和粘結(jié)劑得到膠狀物，，所述涂料粉為石膏粉、石灰粉、硅藻泥中的一種或其組合；

(3)在所述膠狀物中加入所述石墨蠕蟲，攪拌得到第三混合物；

(4)對所述第三混合物進行干燥處理后得到所述具熱電特性的建筑材料。

以石膏基為原料的具熱電特性的建筑材料為例，以下結(jié)合不同材料配比的所述具熱電特性的建筑材料及其制備方法對本發(fā)明進一步描述。

實施例1：

一種所述具熱電特性的建筑材料的制備方法，具體步驟為：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理得到密度為0.005g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與所述石膏粉按照一定的比例進行混合并攪拌均勻得到第一混合物，其中所述石墨蠕蟲的質(zhì)量百分比為5％，其余為所述石膏粉；

其中，所述石墨蠕蟲與所述石膏粉的混合方式為干式混合法，即在密閉容器里用氣流攪拌方式混合。

(3)在所述第一混合物中加入水并攪拌均勻得到第二混合物，其中在進行攪拌時攪拌速率控制在180r/min，攪拌時間為10min，其中，該粘結(jié)劑可為粘土。

(4)對所述第二混合物進行干燥處理，得到所述具熱電特性的建筑材料，在本實施例中進行干燥處理時的溫度控制恒定在55℃。

實施例2：

一種所述具熱電特性的建筑材料的制備方法，具體步驟為：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理得到密度為0.005g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與所述石膏粉按照一定的比例進行混合并攪拌均勻得到第一混合物；

其中，所述石墨蠕蟲與所述石膏粉的混合方式為干式混合法，即在密閉容器里用氣流攪拌方式混合。

(3)在所述第一混合物中加入水以及粘結(jié)劑并攪拌均勻得到第二混合物，其中所述石墨蠕蟲、石膏粉、粘結(jié)劑的重量比為10∶84∶1，水適量，在進行攪拌時攪拌速率控制在180r/min，攪拌時間為10min，其中，該粘結(jié)劑可為粘土。

(4)對所述第二混合物進行干燥處理，得到所述具熱電特性的建筑材料，在本實施例中進行干燥處理時的溫度控制恒定在55℃。

實施例3：

一種所述具熱電特性的建筑材料的制備方法，具體步驟為：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理得到密度為0.005g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與所述石膏粉按照一定的比例進行混合并攪拌均勻得到第一混合物，其中，同樣的，本實施例中所述石墨蠕蟲與所述石膏粉進行的混合方式為干式混合法，即在密閉容器里用氣流攪拌方式混合。

(3)在所述第一混合物中加入水以及粘結(jié)劑并攪拌均勻得到第二混合物，其中所述石墨蠕蟲、石膏粉、粘結(jié)劑的重量比為20：75：5，水適量，在進行攪拌時攪拌速率控制在300r/min，攪拌時間為25min，其中，該粘結(jié)劑可為石灰-微細硅石粉。

(4)對所述第二混合物進行干燥處理，得到所述具熱電特性的建筑材料，在本實施例中進行干燥處理時的溫度控制恒定在70℃。

實施例4：

一種所述具熱電特性的建筑材料的制備方法，具體步驟為：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理得到密度為0.025g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與所述石膏粉按照一定的比例進行混合并攪拌均勻得到第一混合物，其中本實施例中所述石墨蠕蟲與所述石膏粉進行的混合方式為干式混合法，即在密閉容器里用氣流攪拌方式混合。

(3)在所述第一混合物中加入水以及粘結(jié)劑并攪拌均勻得到第二混合物，其中所述石墨蠕蟲、石膏粉、粘結(jié)劑的重量比為20：75：5，水適量，在進行攪拌時攪拌速率控制在300r/min，攪拌時間為25min，其中，該粘結(jié)劑可以為石灰-微細硅石粉。

(4)對所述第二混合物進行干燥處理，得到所述具熱電特性的建筑材料，在本實施例中進行干燥處理時的溫度控制恒定在70℃。

實施例5：

一種所述具熱電特性的建筑材料的制備方法，具體步驟為：

(1)將天然鱗片石墨先經(jīng)化學酸處理再經(jīng)熱膨脹處理得到密度為0.025g/cm³的石墨蠕蟲；

(2)將所述石墨蠕蟲與所述石膏粉按照一定的比例進行混合并攪拌均勻得到第一混合物，其中本實施例中所述石墨蠕蟲與所述石膏粉進行的混合方式為干式混合法，即在密閉容器里用氣流攪拌方式混合。

(3)在所述第一混合物中加入水以及粘結(jié)劑并攪拌均勻得到第二混合物，其中所述石墨蠕蟲、石膏粉、粘結(jié)劑的重量比為30∶65∶5，水適量，在進行攪拌時攪拌速率控制在300r/min，攪拌時間為25min，其中，該粘結(jié)劑可以為石灰-微細硅石粉。

(4)對所述第二混合物進行干燥處理，得到所述具熱電特性的建筑材料，在本實施例中進行干燥處理時的溫度控制恒定在70℃。

本申請還對實施例1～5所得的具熱電特性的建筑材料進行導(dǎo)熱性能測試。測試結(jié)果見表1。

表1

由表1可見，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例1～5包括石墨蠕蟲的具熱電特性的建筑材料的導(dǎo)熱性能得到了較大的提升。

通過對比上述實施例1與實施例2的相關(guān)參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)：粘結(jié)劑的加入，所述具熱電特性的建筑材料的導(dǎo)熱性能具有一定的提升。這說明粘結(jié)劑的加入有利于石墨蠕蟲形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。

通過對比上述實施例2與實施例3的相關(guān)參數(shù)可以發(fā)現(xiàn)：改變粘結(jié)劑的質(zhì)量百分比、攪拌速度、攪拌時間以及干燥溫度等因素對所述具熱電特性的建筑材料的導(dǎo)熱性能的影響較小，所述具熱電特性的建筑材料的導(dǎo)熱性能幾乎沒有發(fā)生明顯的變化?；诖耍覀儗⑸鲜稣辰Y(jié)劑的質(zhì)量百分比、攪拌速度、攪拌時間以及干燥溫度等參數(shù)進行固定，通過分別改變所述石墨蠕蟲的質(zhì)量百分比、所述石膏粉的質(zhì)量百分比以及所述石墨蠕蟲的密度等因素來研究其對所述具熱電特性的建筑材料導(dǎo)熱性能的影響。

通過對比所述實施例3以及所述實施例4可以得知：當增大所述石墨蠕蟲的密度可以提高所述具熱電特性的建筑材料的熱導(dǎo)率。

通過對比所述實施例4與實施例5可以發(fā)現(xiàn)：當增大所述石墨蠕蟲的質(zhì)量百分比之后，所述具熱電特性的建筑材料的導(dǎo)熱性能得到了進一步的提高。

在本說明書中，為了檢測所述具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽性能，在磁場、平面波以及微波的各種頻段下，檢測了傳統(tǒng)不添加石墨蠕蟲的具熱電特性的建筑材料以及本發(fā)明提出的添加石墨蠕蟲的具熱電特性的建筑材料的屏蔽衰減能力。其中，具體數(shù)據(jù)如表2所示，表2為不同材料配比制成的所述具熱電特性的建筑材料的對電磁屏蔽衰減的對應(yīng)關(guān)系表，其中屏蔽衰減測量值的單位為dB。

表2

從表2可以看出，對現(xiàn)有傳統(tǒng)的不添加所述石墨蠕蟲的具熱電特性的建筑材料而言，當添加石墨蠕蟲之后，可以從整體上提高具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽能力，特別對于平面波以及微波等頻段具有更強的屏蔽能力。

與此同時，對比實施例1以及實施例2可以得知，改變粘結(jié)劑的質(zhì)量百分比、攪拌速度、攪拌時間以及干燥溫度等因素對所述具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽性能影響較小，所述具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽性能幾乎沒有發(fā)生明顯的變化。

對比實施例2、實施例3以及實施例4可以看出，當所述石墨蠕蟲的密度逐漸增大時，所述具熱電特性的建筑材料對磁場、平面波以及微波的屏蔽能力也在逐漸增大，說明所述具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽能力隨著所述石墨蠕蟲密度的增大而增大。

對比實施例5、實施例6以及實施例7可以得知，當增大所述石膏粉的質(zhì)量分數(shù)時，相當于所述具熱電特性的建筑材料內(nèi)的所述石墨蠕蟲的質(zhì)量分數(shù)下降，對應(yīng)的所述具熱電特性的建筑材料對磁場、平面波以及微波的屏蔽能力也逐漸下降。這說明所述石膏粉質(zhì)量分數(shù)的增加不利于所述具熱電特性的建筑材料的電磁屏蔽，降低了其對磁場、平面波以及微波的電磁屏蔽能力。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述具熱電特性的建筑材料中，采用石墨蠕蟲，該石墨蠕蟲的密度較小，僅為0.005g/cm³～0.05g/cm³，比表面積大，因而在建筑材料中，更容易形成導(dǎo)熱導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在與現(xiàn)有的石墨顆粒所占質(zhì)量比例相同的情況下，所述具熱電特性的建筑材料導(dǎo)電導(dǎo)熱效果更佳；換句話說，可以用更小比例的石墨蠕蟲來達到相同的導(dǎo)熱及屏蔽的效果，同時也降低了生產(chǎn)成本，具有意想不到的效果。另外，所述具熱電特性的建筑材料保留了原有的力學性能。通過該具熱電特性的建筑材料制備而成的建筑板材具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。