一种微孔建筑材料及其制备方法与流程

1.本发明属于建筑材料领域，具体一种微孔建筑材料及其制备方法。


背景技术：

2.干粉砂浆，是指经干燥筛分处理的骨料(如石英砂)、无机胶凝材料(如水泥)和添加剂(如聚合物)等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料；又称作砂浆干粉料、干混砂浆、干拌粉，有些建筑黏合剂也属于此类；干粉砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护和装饰作用，建筑和装修工程应用极为广泛，如何控制有干粉砂浆制备出的建筑材料具有质量轻、强度高的优点是现在急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供一种微孔建筑材料及其制备方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种微孔建筑材料，包括如下重量份原料：100-150份硅酸盐水泥，50-100份矿物掺合料，1-5份钠基膨润土，2-3.5份复合发泡剂，10-12份复合珍珠岩，3-5份再生纤维，3-5份氧化钙；
6.所述复合发泡剂包括如下步骤制成：
7.步骤s1、将环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和丁酮加入三口烧瓶中，升温至50-55℃，匀速搅拌并反应2h，反应结束后制得中间体1，控制环氧树脂上羟基与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，丁酮的用量为环氧树脂重量的3-5倍；
8.步骤s1中，丁酮作为溶剂，环氧树脂上的羟基与甲苯二异氰酸酯上的一个异氰酸酯基反应，生成中间体1，该环氧树脂结构如下所示：
[0009][0010]
该中间体1结构如下所示：
[0011][0012]
步骤s2、加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，匀速搅拌并升温至80℃，回流反应，制得改性环氧树脂，控制中间体1上的异氰酸酯基和二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1，二月
桂酸二丁基锡的用量为中间体1的重量的2-3％；
[0013]
步骤s2中通过二月桂酸二丁基锡作为催化剂，中间体1上的异氰酸酯基与二羟甲基丙酸上的羟基反应，生成改性环氧树脂，结构如下所示：
[0014][0015]
通过以甲苯二异氰酸酯作为媒介，在环氧树脂结构中引入二羟甲基丙酸，二羟甲基丙酸作为亲水扩链剂，接入环氧树脂中，能够提高环氧树脂的水溶性。
[0016]
步骤s3、将碳酸氢钠球磨后果200目筛，之后将碳酸氢钠、改性环氧树脂和季戊四醇四巯基酯混合，加入二氯甲烷，匀速搅拌后形成悬浊液，升温至50-55℃，匀速搅拌直至二氯甲烷完全蒸发，制得小颗粒，倒入烧瓶中，以石油醚作为分散系，加入三乙胺，匀速搅拌6h，过滤、洗涤、烘干，制得复合发泡剂，控制碳酸氢钠、改性环氧树脂、季戊四醇四巯基酯和二氯甲烷的用量比为3-5g∶0.5g∶0.20-0.25g∶20ml，三乙胺的用量为改性环氧树脂重量的10-15％。
[0017]
步骤s3中采用季戊四醇四巯基酯作为固化剂，二氯甲烷作为溶剂，碳酸氢钠和改性环氧树脂混合，之后蒸发除去溶剂制得小颗粒，该小颗粒为内核为碳酸氢钠，表面为改性环氧树脂的核壳结构，当该复合发泡剂在现实使用时遇水表面的改性环氧树脂溶解，漏出碳酸氢钠，作为无机造孔剂，释放出微量细小的气泡，形成大量微孔。
[0018]
进一步地：所述矿物掺合料为粉煤灰、高岭土和石英砂粉末中的一种或几种按任意比例混合而成。
[0019]
进一步地：所述复合珍珠岩包括如下步骤制成：
[0020]
将二氧化硅水溶胶倒入膨胀珍珠岩中，直至淹没膨胀珍珠岩，之后密闭抽真空，控制真空度为-0.03mpa，制得复合物1，之后取出，将复合物1在-0.05mpa下真空抽滤1mi n，之后室温下密闭静置4h，制得复合物2，之后继续老化24h，之后分别在40℃、60℃、80℃和100℃下干燥4h，制得复合珍珠岩，控制二氧化硅水溶胶和膨胀珍珠岩的重量比为20-25∶1。
[0021]
进一步地：所述再生纤维为工业纺织垃圾纤维和纱线中的任意一种，所述再生纤维的长度为2-3cm。
[0022]
一种微孔建筑材料的制备方法，包括如下步骤：
[0023]
将硅酸盐水泥、矿物掺合料、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料。
[0024]
本发明的有益效果：
[0025]
本发明一种微孔建筑材料以干粉砂浆作为基体，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料，在制备过程中合成了一种复合发泡剂，丁酮作为溶剂，环氧树脂上的羟基与甲苯二异氰酸酯上的一个异氰酸酯基反应，生成中间体1，之后在二月桂酸二丁基锡作为催化剂下，中间体1上的异氰酸酯基与二羟甲基丙酸上的羟基反应，生成改性环氧树脂，
季戊四醇四巯基酯作为固化剂，二氯甲烷作为溶剂，碳酸氢钠和改性环氧树脂混合，之后蒸发除去溶剂制得小颗粒，该小颗粒为内核为碳酸氢钠，表面为改性环氧树脂的核壳结构，当该复合发泡剂在现实使用时遇水表面的改性环氧树脂溶解，漏出碳酸氢钠，作为无机造孔剂，释放出微量细小的气泡，形成大量微孔，制得轻质微孔建筑材料。
具体实施方式
[0026]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
实施例1
[0028]
所述复合发泡剂包括如下步骤制成：
[0029]
步骤s1、将环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和丁酮加入三口烧瓶中，升温至50℃，匀速搅拌并反应2h，反应结束后制得中间体1，控制环氧树脂上羟基与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，丁酮的用量为环氧树脂重量的3倍；
[0030]
步骤s2、加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，匀速搅拌并升温至80℃，回流反应，制得改性环氧树脂，控制中间体1上的异氰酸酯基和二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1，二月桂酸二丁基锡的用量为中间体1的重量的2％；
[0031]
步骤s3、将碳酸氢钠球磨后果200目筛，之后将碳酸氢钠、改性环氧树脂和季戊四醇四巯基酯混合，加入二氯甲烷，匀速搅拌后形成悬浊液，升温至50℃，匀速搅拌直至二氯甲烷完全蒸发，制得小颗粒，倒入烧瓶中，以石油醚作为分散系，加入三乙胺，匀速搅拌6h，过滤、洗涤、烘干，制得复合发泡剂，控制碳酸氢钠、改性环氧树脂、季戊四醇四巯基酯和二氯甲烷的用量比为3g∶0.5g∶0.20g∶20ml，三乙胺的用量为改性环氧树脂重量的10％。
[0032]
实施例2
[0033]
所述复合发泡剂包括如下步骤制成：
[0034]
步骤s1、将环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和丁酮加入三口烧瓶中，升温至52℃，匀速搅拌并反应2h，反应结束后制得中间体1，控制环氧树脂上羟基与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，丁酮的用量为环氧树脂重量的4倍；
[0035]
步骤s2、加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，匀速搅拌并升温至80℃，回流反应，制得改性环氧树脂，控制中间体1上的异氰酸酯基和二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1，二月桂酸二丁基锡的用量为中间体1的重量的2.5％；
[0036]
步骤s3、将碳酸氢钠球磨后果200目筛，之后将碳酸氢钠、改性环氧树脂和季戊四醇四巯基酯混合，加入二氯甲烷，匀速搅拌后形成悬浊液，升温至53℃，匀速搅拌直至二氯甲烷完全蒸发，制得小颗粒，倒入烧瓶中，以石油醚作为分散系，加入三乙胺，匀速搅拌6h，过滤、洗涤、烘干，制得复合发泡剂，控制碳酸氢钠、改性环氧树脂、季戊四醇四巯基酯和二氯甲烷的用量比为4g∶0.5g∶0.24g∶20ml，三乙胺的用量为改性环氧树脂重量的12％。
[0037]
实施例3
[0038]
所述复合发泡剂包括如下步骤制成：
[0039]
步骤s1、将环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和丁酮加入三口烧瓶中，升温至55℃，匀速
搅拌并反应2h，反应结束后制得中间体1，控制环氧树脂上羟基与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，丁酮的用量为环氧树脂重量的5倍；
[0040]
步骤s2、加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，匀速搅拌并升温至80℃，回流反应，制得改性环氧树脂，控制中间体1上的异氰酸酯基和二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1，二月桂酸二丁基锡的用量为中间体1的重量的3％；
[0041]
步骤s3、将碳酸氢钠球磨后果200目筛，之后将碳酸氢钠、改性环氧树脂和季戊四醇四巯基酯混合，加入二氯甲烷，匀速搅拌后形成悬浊液，升温至55℃，匀速搅拌直至二氯甲烷完全蒸发，制得小颗粒，倒入烧瓶中，以石油醚作为分散系，加入三乙胺，匀速搅拌6h，过滤、洗涤、烘干，制得复合发泡剂，控制碳酸氢钠、改性环氧树脂、季戊四醇四巯基酯和二氯甲烷的用量比为5g∶0.5g∶0.25g∶20ml，三乙胺的用量为改性环氧树脂重量的15％。
[0042]
实施例4
[0043]
所述复合珍珠岩包括如下步骤制成：
[0044]
将二氧化硅水溶胶倒入膨胀珍珠岩中，直至淹没膨胀珍珠岩，之后密闭抽真空，控制真空度为-0.03mpa，制得复合物1，之后取出，将复合物1在-0.05mpa下真空抽滤1mi n，之后室温下密闭静置4h，制得复合物2，之后继续老化24h，之后分别在40℃、60℃、80℃和100℃下干燥4h，制得复合珍珠岩，控制二氧化硅水溶胶和膨胀珍珠岩的重量比为20∶1。
[0045]
实施例5
[0046]
所述复合珍珠岩包括如下步骤制成：
[0047]
将二氧化硅水溶胶倒入膨胀珍珠岩中，直至淹没膨胀珍珠岩，之后密闭抽真空，控制真空度为-0.03mpa，制得复合物1，之后取出，将复合物1在-0.05mpa下真空抽滤1mi n，之后室温下密闭静置4h，制得复合物2，之后继续老化24h，之后分别在40℃、60℃、80℃和100℃下干燥4h，制得复合珍珠岩，控制二氧化硅水溶胶和膨胀珍珠岩的重量比为25∶1。
[0048]
实施例6
[0049]
一种微孔建筑材料，包括如下重量份原料：100份硅酸盐水泥，50份石英砂粉末，1份钠基膨润土，2份复合发泡剂，10份复合珍珠岩，3份再生纤维，3份氧化钙；
[0050]
将硅酸盐水泥、石英砂粉末、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料。
[0051]
实施例7
[0052]
一种微孔建筑材料，包括如下重量份原料：120份硅酸盐水泥，80份粉煤灰，3份钠基膨润土，3份复合发泡剂，11份复合珍珠岩，4份再生纤维，4份氧化钙；
[0053]
将硅酸盐水泥、粉煤灰、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料。
[0054]
实施例8
[0055]
一种微孔建筑材料，包括如下重量份原料：150份硅酸盐水泥，100份高岭土，5份钠基膨润土，3.5份复合发泡剂，12份复合珍珠岩，5份再生纤维，5份氧化钙；
[0056]
将硅酸盐水泥、高岭土、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料。
[0057]
对比例1
[0058]
本对比例与实施例6相比，用碳酸氢钠代替复合发泡剂。
[0059]
对比例2
[0060]
本对比例为市售硅酸盐水泥基建筑材料。
[0061]
对实施例6-8和对比例1-2制备出的建筑材料浇筑成2mx2mx0.25m的立方体，测量其抗压强度和劈裂强度(采用sye-2000型压力试验机)，结果如下表所示：
[0062]
透水性：向形成立方体混凝土块缓慢浇水，记录5mi n和30mi n后混凝土块的质量变化。
[0063][0064]
从上表中能够看出本发明实施例制备出的微孔建筑材料在保证力学强度的同时，结构中引入大量微孔结构，减轻重量，达到轻质高强的效果。
[0065]
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种微孔建筑材料，其特征在于：包括如下重量份原料：100-150份硅酸盐水泥，50-100份矿物掺合料，1-5份钠基膨润土，2-3.5份复合发泡剂，10-12份复合珍珠岩，3-5份再生纤维，3-5份氧化钙；所述复合发泡剂包括如下步骤制成：步骤s1、将环氧树脂、甲苯二异氰酸酯和丁酮加入三口烧瓶中，升温至50-55℃，匀速搅拌并反应2h，反应结束后制得中间体1，控制环氧树脂上羟基与甲苯二异氰酸酯的摩尔比为1∶1，丁酮的用量为环氧树脂重量的3-5倍；步骤s2、加入二羟甲基丙酸和二月桂酸二丁基锡，匀速搅拌并升温至80℃，回流反应，制得改性环氧树脂，控制中间体1上的异氰酸酯基和二羟甲基丙酸的摩尔比为1∶1，二月桂酸二丁基锡的用量为中间体1的重量的2-3％；步骤s3、将碳酸氢钠球磨后果200目筛，之后将碳酸氢钠、改性环氧树脂和季戊四醇四巯基酯混合，加入二氯甲烷，匀速搅拌后形成悬浊液，升温至50-55℃，匀速搅拌直至二氯甲烷完全蒸发，制得小颗粒，倒入烧瓶中，以石油醚作为分散系，加入三乙胺，匀速搅拌6h，过滤、洗涤、烘干，制得复合发泡剂，控制碳酸氢钠、改性环氧树脂、季戊四醇四巯基酯和二氯甲烷的用量比为3-5g∶0.5g∶0.20-0.25g∶20ml，三乙胺的用量为改性环氧树脂重量的10-15％。2.根据权利要求1所述的一种微孔建筑材料，其特征在于：所述矿物掺合料为粉煤灰、高岭土和石英砂粉末中的一种或几种按任意比例混合而成。3.根据权利要求1所述的一种微孔建筑材料，其特征在于：所述复合珍珠岩包括如下步骤制成：将二氧化硅水溶胶倒入膨胀珍珠岩中，直至淹没膨胀珍珠岩，之后密闭抽真空，控制真空度为-0.03mpa，制得复合物1，之后取出，将复合物1在-0.05mpa下真空抽滤1min，之后室温下密闭静置4h，制得复合物2，之后继续老化24h，之后分别在40℃、60℃、80℃和100℃下干燥4h，制得复合珍珠岩，控制二氧化硅水溶胶和膨胀珍珠岩的重量比为20-25∶1。4.根据权利要求1所述的一种微孔建筑材料，其特征在于：所述再生纤维为工业纺织垃圾纤维和纱线中的任意一种，所述再生纤维的长度为2-3cm。5.根据权利要求1所述的一种微孔建筑材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将硅酸盐水泥、矿物掺合料、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料。

技术总结
本发明公开了一种微孔建筑材料及其制备方法，包括如下重量份原料：100-150份硅酸盐水泥，50-100份矿物掺合料，1-5份钠基膨润土，2-3.5份复合发泡剂，10-12份复合珍珠岩，3-5份再生纤维，3-5份氧化钙；将硅酸盐水泥、矿物掺合料、钠基膨润土、复合发泡剂、复合珍珠岩和再生纤维高速搅拌混合均匀，制得干粉砂浆，在现场施工时加入水，搅拌均匀，制得微孔建筑材料；当该复合发泡剂在现实使用时遇水表面的改性环氧树脂溶解，漏出碳酸氢钠，作为无机造孔剂，释放出微量细小的气泡，形成大量微孔，制得轻质微孔建筑材料。微孔建筑材料。


技术研发人员：季汉琪
受保护的技术使用者：江苏迅威新材料科技有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/25