一种纳米气凝胶建筑材料及制备方法与流程

1.本发明涉及气凝胶建材领域，具体为一种纳米气凝胶建筑材料及制备方法。


背景技术：

2.气凝胶是一种固体物质形态，密度为3kg/m3。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。
3.现有的纳米气凝胶建筑材料的制备方法如下：步骤1，组织纳米气凝胶保温隔热防火防水防酸碱原材料的半成品材料，进入仓库；步骤2，在仓库将半产品材料通过空气增压进入搅拌仓进行密封搅拌；步骤3，进入密封搅拌仓后以43r/min密封搅拌，搅拌结束后将搅拌好的骨料真空吸入第一反应釜；步骤4，将第一反应釜搅拌料缓通过真空吸入到第二反应釜并以80-120r/min的速度慢速搅拌。在进行第二次搅拌时真空加入气凝胶；步骤5，在第二反应釜停止15分钟将转速提到100r/min的转速继续搅拌，加入陶瓷微珠；步骤6，将中空微珠加入反产釜继续将转速调到50-60r/min搅拌22分钟。
4.现有的技术方案生产出的纳米气凝胶存在颗粒缝隙大、强度较低，附着力不佳，悬浮性和施工性较差的问题。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种纳米气凝胶建筑材料，采用的技术方案是，包括以下原材料：纤维素纤维、瓷白粉、vae乳液、硅铝凝胶粉、水、三氧化二锑、氢氧化铝、气凝胶、花岗岩膨化颗粒、蛭石、硅藻泥、水泥基、硅钢素、稳定剂、可再分散性胶粉、中空玻璃微珠。
6.纤维素纤维具有天然的亲水性和高强高模特点，因其属植物细胞自然分裂生长非人工制作而成，使表面具有很强的握裹力；因纤维素纤维本身具有的特性，如天然的亲水性，优良的握裹力，巨大的纤维比表面积，及较高的韧性和强度等，加入本纳米气凝胶建筑材料中后，在水的浸泡和外力作用下，形成大量均匀分布的细小纤维，可有效阻止建筑材料的塑性收缩,干缩和温度变化而引起裂缝的发生。
7.vae乳液是乙酸乙烯-乙烯共聚乳液的职称，是以乙酸乙烯和乙烯单体为根本原料药，加入乳化剂和引发剂经过低压乳液聚协办法共聚而成的高分子乳液。
8.硅铝凝胶粉可用来制备硅铝凝胶，硅铝凝胶的一般商品约含氧化铝10～15％。有球形和不规则形两种。具吸湿性，但比硅胶差。主要用作石油催化裂化或其他有机合成的催化剂载体。由水玻璃与含有硫酸铝的硫酸液作用而得。
9.三氧化二锑是一种无机化合物，化学式sb2o3，天然产物称锑华，俗称锑白，白色结
晶性粉末。溶于氢氧化钠溶液、热酒石酸溶液、酒石酸氢盐溶液和硫化钠溶液，微溶于水(370
±
37μg/l)、稀硝酸和稀硫酸。主要用于白色颜料、油漆和塑料，可以起颜料和阻燃的作用。
10.蛭石是一种轻质混凝土骨料，常用于耐热材料、壁面材料、防火板、防火砂浆、耐火砖；也是吸声材料，常用于地下管道、温室管道，作为保温材料用于室内和隧道内装、公共场所的墙壁和天花板。
11.硅钢素，采用库马克硅钢素zement 911s，是一种由硅酸盐材料中提取共聚而成可分散的晶体粉。与硅酸盐水泥迅速络合，促生大量高强度的晶体，能有效改善提高水泥的强度和分散性，是水泥自流平必不可少的添加剂。硅钢素zement 911s具有强分散性，络合能力，有效提高水泥自流平的强度，不容易开裂，抗刮伤性能强。
12.稳定剂，即无机增强稳定剂，主要是由高分子硅酸盐物质加入特种材料醚化处理而研制成的一种高渗透性、高强度水溶性产品。专为真石漆乳胶漆喷涂，混凝土基层因施工不良，强度较低，不耐水浸泡，发花，发白而研制。直接喷涂于混凝土面层，渗透入混凝土内部，激活水泥水化反应，进而提高混凝土与真石漆水密性、强度。同时拥有的防霉抗碱，防水防潮等效果，杜绝任何墙面发花，发白提高强度。质量稳定降低成本显著。
13.中空微珠是一种中空的圆球粉末状性能优异的超轻质无机非金属新材料。其真密度在0.20-0.60/cm，粒径在2-125微米之间。具有重量轻、体积大，导热系数低，抗压强度高、吸油率低、分散性和流动性好、化学稳定性高等特点。是保温涂料、热固性塑料、玻璃钢、smc、人造石等产品的优质填料。
14.作为本发明的一种优选技术方案，原材料重量份如下：纤维素纤维8份、瓷白粉55份、乳液50份、硅铝凝胶粉35份、水85份、三氧化二锑35份、氢氧化铝35份、气凝胶17份、花岗岩膨化颗粒140份、蛭石45份、硅藻泥80份、硅钢素7份、稳定剂50份、可再分散性胶粉12份、中空玻璃微珠10份。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述乳液采用707乳液，707乳液的粘度为500-1000。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述氢氧化铝颗粒度为2500目。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述气凝胶为400比表面。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述花岗岩膨化颗粒的颗粒度为100目。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述稳定剂为粉状无机稳定剂。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述可再分散性胶粉为901胶粉。
21.本发明还公开了上述纳米气凝胶建筑材料的制备方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：步骤1，将纤维素纤维8份、瓷白粉55份、707乳液50份，硅铝凝胶粉35份，水85份，注入密封搅拌容器中用1400r/min的转速搅拌10分钟；步骤2，将三氧化二锑35份、氢氧化铝35份、气凝胶17份注入密封搅拌容器中用1400r/min的转速搅拌30分钟；通过加入气凝胶，使得颗粒的缝隙全部填充满，阻断了夏天的热传输路径和冬天的冷传输路径；通过加入气凝胶，三氧化二锑，氢氧化铝提高了燃烧性能，能够达到燃烧性能a级，同时使得颗粒的缝隙全部填充满；
步骤3，将花岗岩膨化颗粒140份、蛭石45份、硅藻泥80份注入密封搅拌容器中，以750r/min的搅拌速度搅拌10分钟；使颗粒材料充分的吸收水性溶液，让各种颗粒缝隙充填至满；步骤4，加入硅钢素7份、稳定剂50份、可再分散性胶粉12份，以750r/min的搅拌速度搅拌10分钟；增强材料的防水效果和强度；粉状无机稳定剂，增强了材料的悬浮性，901胶粉整体改善了施工性。步骤5，将中空玻璃微珠10份加入密封搅拌容器中，以70r/min的搅拌速度搅拌5分钟。
22.纳米气凝胶建筑材料制备过程中必须全程保持容器密封，且密封搅拌容器内部不得低于40℃。
23.本发明的有益效果：本发明通过加入气凝胶，能够填充颗粒缝隙，加入三氧化二锑和氢氧化铝，能够提高燃烧性能，再加入花岗岩膨化颗粒、蛭石和硅藻泥，能够将颗粒间的缝隙填充至满，使涂层更加致密，添加水泥基和硅钢素能够增强材料的强度，而硅铝凝胶粉能够增大附着力，粉状无机稳定剂增强了材料的悬浮性，901胶粉能够使施工性得到改善；本纳米气凝胶建筑材料制备方法简便，保温效果好，强度高，附着力强，悬浮性和施工性优异。
具体实施方式
24.实施例1
25.本发明公开了一种纳米气凝胶建筑材料，采用的技术方案是，按重量份包括以下组分：纤维素纤维8份、瓷白粉55份、707乳液50份、硅铝凝胶粉35份、水85份、三氧化二锑35份、氢氧化铝35份、气凝胶17份、花岗岩膨化颗粒140份、蛭石45份、硅藻泥80份、硅钢素7份、(ⅰ型)粉状无机稳定剂50份、901胶粉12份、中空玻璃微珠10份。
26.作为本发明的一种优选技术方案，所述氢氧化铝粒径为2500目，所述气凝胶比表面积为400，所述花岗岩膨化颗粒采用蒸汽膨化获得的花岗岩蒸汽膨化颗粒，粒径为100目。
27.作为本发明的一种优选技术方案，所述(ⅰ型)粉状无机稳定剂采用“联享”ty-318型无机增强稳定剂，为市面上可购买到的现有产品。
28.本发明还公开了上述纳米气凝胶建筑材料的制备方法，采用的技术方案是，首先，制作纳米气凝胶建筑材料必须在密封容器中进行，生产过程中不得敞开密封盖；第二，必须确保密封罐内温度不能低于40度，包括以下步骤：步骤1，将纤维素纤维8份、瓷白粉55份、707乳液50份，硅铝凝胶粉35份，水85份，注入密封搅拌容器中用1400r/min的转速搅拌10分钟；由于硅铝凝胶粉是水泥生产的主要原材料大大的增加了材料的附着力；步骤2，将三氧化二锑35份、氢氧化铝35份、气凝胶17份注入密封搅拌容器中用1400r/min的转速搅拌30分钟，气凝胶能够填充颗粒缝隙，气凝胶、三氧化二锑、氢氧化铝能够使材料的燃烧性能达到a级；步骤3，将花岗岩膨化颗粒140份、蛭石45份、硅藻泥80份注入密封搅拌容器中，以750r/min的搅拌速度搅拌10分钟；将颗粒缝隙填充至满；
步骤4，加入硅钢素7份、(ⅰ型)粉状无机稳定剂50份、可再分散性胶粉12份，以750r/min的搅拌速度搅拌10分钟；增强材料的防水效果和强度；(ⅰ型)粉状无机稳定剂能够增强材料的悬浮性。步骤5，将中空玻璃微珠10份加入密封搅拌容器中，以70r/min的搅拌速度搅拌5分钟。
29.作为本发明的一种优选技术方案，所述密封搅拌容器始终处于密封状态，且所述密封搅拌容器内部温度不低于40℃。
30.对本发明进行核心材料性能检测，参照gb/t 10295-2008对本发明核心材料进行导热系数测试，检测结果如下：
31.由以上检测结果可知，本发明制成的材料在导热系数上符合国家标准。
32.将本纳米气凝胶建筑材料与市面上的岩棉板进行保温效果比对：
33.经检测对比可知，刷涂2mm纳米气凝胶建筑材料，其保温隔热效果就大于市面上25mm岩棉板的隔热效果。
34.纳米气凝胶建筑材料隔热效果测试，将高温炉加热至68℃，模拟气温为68℃，将测试转块打孔至涂层，在涂层内外各接触一个热电偶测温，每半小时测温一次，测试结果如下：
35.隔热涂层内外相差18-22℃，试验表明，涂层对保温效果影响不大，保温效果由纳米气凝胶建筑材料提供。
36.将本发明进行附着力对比测试测试周期：11月至1月，即冬季三个月；测试基础：外墙瓷砖表面；测试对象：本发明底层(未做面层)、现有纳米气凝胶建筑材料；测试方法：外墙瓷砖表面未做粗糙化，经冬季三个月的自然环境影响和人工高压水枪冲刷；测试结果：冬季三个月，经雨雪天气、气温骤然升降、大风、日晒、人工高压水枪冲刷，本发明附着完好，涂层未见破损；现有纳米气凝胶建筑材料出现明显脱落。
37.隔热保温效果测试测试地点：常熟市虞山北路和三环路交界处配电变电网箱；测试结果：
38.由此可知本发明具有显著的保温隔热效果。
39.上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。