一种轻质防火的纳米建筑材料及其制备方法与流程

技术特征：
1. 一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，所述建筑材料包括如下重量份的组分：防火材料25～35份、轻质碳酸钙10～18份、玻璃微珠 2～6份、硅藻土15～25份、羟丙基甲基纤维素5～10份、双酚a型环氧树脂13～20份、三异硬酯酸钛酸异丙酯0.2～0.7份、纳米二氧化钛1～3份、水60～80份。2.根据权利要求1所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，所述防火材料的制备方法如下：1）称取等质量的六水合硝酸镍和六水合硝酸钴，超声分散于去离子水中，得到金属盐溶液，取金属盐溶液和氧化石墨烯悬浮液，超声分散均匀后，滴加2-甲基咪唑，在室温下搅拌3～6h，将得到的沉淀产物用去离子水反复洗涤后烘干，得到前驱体粉末；2）将前驱体粉末和复合韧性层状颗粒混匀，然后超声分散于去离子水中，得到悬浮液，采用喷涂设备，将悬浮液雾化并喷涂到固定在加热台表面的泡沫镍上，待喷涂结束后，继续加热保温10～30min，粉碎研磨后即可得到所需的防火材料。3.根据权利要求1所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤1）中，所述金属盐溶液的浓度为0.3～0.5mol/l；所述金属盐溶液和氧化石墨烯悬浮液混合时，控制镍钴金属盐与氧化石墨烯的质量比为1：（0.05～0.09）；所述氧化石墨烯悬浮液的浓度为0.7～1.2mg/ml；所述2-甲基咪唑的滴加量占氧化石墨烯悬浮液质量的1～3%。4.根据权利要求1所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤2）中，所述前驱体粉末和复合韧性层状颗粒的质量比1：（1.0～1.8）；所述悬浮液的浓度为2～8mg/ml；所述加热台温度为300～320℃；所述悬浮液雾化喷涂的参数如下：载气压力为0.15～0.18mpa，进液流量为0.5～1.0ml/min，喷雾行距为2～5mm，喷雾头的移动速度为1～3mm/s，超声雾化喷头的功率为1.2～1.8w。5.根据权利要求2所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，所述复合韧性层状颗粒的制备方法如下：1）将硅酸四乙酯、去离子水和磷酸，依次加入到容器中，密封后在室温下搅拌8～12h，得到二氧化硅溶胶，将二氧化硅溶胶和聚乙烯醇溶液混合后持续搅拌6～10h，得到前驱体纺丝液；2）将前驱体纺丝液进行静电纺丝，将纺丝得到的前驱体纤维膜烘干后置于马弗炉中，在空气气氛下加热至200～230℃，保温30～50min后，再加热至800～850℃，煅烧1～5h，自然冷却至室温，得到二氧化硅纳米纤维膜；3）将氯化铝、硼酸以及硅酸四乙酯依次加入到去离子水中，搅拌3～6h后加入水进行稀释，得到浸渍液，将二氧化硅纳米纤维膜置于浸渍液中充分浸泡30～60min，取出后进行层层堆叠，经液氮急冻成型后转入真空冷冻干燥机中冷冻干燥，再放入马弗炉中，在空气气氛下加热至900～930℃并保温1～3h，粉碎研磨后得到二氧化硅纳米纤维气凝胶；4）将三水合硝酸铜、九水合硝酸铝、氟化铵以及尿素溶解在去离子水中，混匀后加入二氧化硅纳米纤维气凝胶，超声分散均匀后得到分散液，转移至高压釜中，加热至90～95℃并保温6～8h，冷却至室温后用去离子水反复洗涤，烘干后得到复合韧性层状颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤1）中，所述硅酸四乙酯、去离子水和磷酸的质量比1：（1.0～1.5）：（0.01～0.02）；所述二氧化硅溶胶和聚乙烯醇溶液的质量比为1：（1.5～1.8）；所述聚乙烯醇溶液的浓度为10～13wt%。7.根据权利要求5所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤2）中，所述静电纺丝的参数如下：纺丝电压20～25kv，纺丝速度1～3ml/min，接受距离15～20cm；所述煅烧的升温速率为5～8℃/min。8.根据权利要求5所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤3）中，所述氯化铝、硼酸、硅酸四乙酯、去离子水的用量比例为（0.3～0.5）g：（0.02～0.05）g：（1.5～1.8）g：（20～50）ml；所述浸渍液的浓度为0.5～3.5wt%；所述冷冻干燥的参数如下：在-20～-40℃以及0.05～0.1pa条件下冷冻干燥30～40h。9.根据权利要求5所述的一种轻质防火的纳米建筑材料，其特征在于，步骤4）中，所述三水合硝酸铜、九水合硝酸铝、氟化铵、尿素、去离子水以及二氧化硅纳米气凝胶的用量比例为（3.6～4.2）g：（1.5～2.0）g：（1.3～1.7）g：（18～25）g：（350～420）ml：（2～5）g。10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种轻质防火的纳米建筑材料的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）按照重量份数计称取各组分待用，按照固液比为1g：（30～50）ml，将硅钨酸溶于去离子水中，搅拌溶解后加入氢氧化钠中和，得到混合液，在氮气气氛下，将混合液滴加到防火材料中，控制硅钨酸与防火材料的质量比为1：（2～5），以300～500r/min搅拌20～40min后，在60～70℃下反应13～18h，将产物用去离子水反复洗涤后烘干，得到预处理防火材料，备用；2）将预处理防火材料、玻璃微珠和硅藻土加入到水中，以100～200w超声处理10～30min后，加入轻质碳酸钙、羟丙基甲基纤维素、双酚a型环氧树脂、三异硬酯酸钛酸异丙酯以及纳米二氧化钛，混匀后加入到球磨机中，加水进行球磨，得到浆料；3）将料浆浇铸于成型模具中，在55～75℃下静养2～8后脱模，将形成的坯料置于高压反应釜中，在160～180℃下保温3～6h，自然冷却后即可得到轻质防火的纳米建筑材料。

技术总结
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种轻质防火的纳米建筑材料及其制备方法，包括防火材料、轻质碳酸钙、玻璃微珠、硅藻土、羟丙基甲基纤维素、双酚A型环氧树脂、三异硬酯酸钛酸异丙酯、纳米二氧化钛、水；将防火材料经过预处理后，与玻璃微珠和硅藻土加入到水中，超声分散后加入轻质碳酸钙、羟丙基甲基纤维素、双酚A型环氧树脂、三异硬酯酸钛酸异丙酯以及纳米二氧化钛，混匀后加入到球磨机中，加水进行球磨，然后浇铸于成型模具中，静养脱模后置于高压反应釜中加热保温即可。本发明制备的建筑材料，具有良好的防火性能，并且整体的力学强度优异，可以满足建筑行业的要求，具有广阔的市场前景。市场前景。


技术研发人员：黄清林 陈星 黄智峰 蒋亚
受保护的技术使用者：浙江智峰科技有限公司
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2022/11/25