【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑材料，具体为一种环保建筑保温材料及其制备方法。
技术介绍
1、低碳建筑是一种注重节能减排、降低环境影响、提高舒适度的建筑模式，其核心是减少能源消耗和碳排放，提高建筑的能源利用效率。虽然有时成本可能会上升，但符合建筑业可持续发展的要求，有利于环保事业的发展。节能可从能源形态两个层面来实现，首先是使用清洁高效的能源(太阳能、风能等)，从源头上促进能源的高效利用；其次是过程中减少能源浪费(如采用高效能源传输系统、建筑保温材料等)来实现建筑节能，采用保温材料是建筑节能最实用、最经济的措施，开发低成本、低能耗、环保的新型保温材料将在节能建筑中发挥至关重要的作用。在这种情况下，木材和植物秸秆等天然材料具有很大的潜力，与木材相比，向日葵秸秆的主要成分是78.59％的总纤维素、12.45％的戊聚糖和3.6％的木质素，大量的纤维素可以使葵花籽秸秆粉具有很强的粘结力，具有很高的机械性能，且无需额外去除木质素，因此，向日葵秸秆粉在天然保温材料中具有很大的优势，然而生物纤维材料作为建筑保温材料使用时必须解决其吸湿、易燃的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种环保建筑保温材料的制备方法，包括以下步骤：
2、步骤(1)以正硅酸乙酯、硝酸钇为原料，以甘油为模板制备钇掺杂二氧化硅纳米颗粒；
3、以上过程中，以甘油为模板提供了一种简便、环保的方法制备得到钇掺杂二氧化硅纳米颗粒，在反应中形成了y-o-si键，钇被掺杂进二氧化硅纳米结构中，在高温条
4、步骤(2)通过三聚氰胺对聚丙烯腈纳米纤维进行改性，得到改性聚丙烯腈纳米纤维；
5、以上过程中，在反应过程中聚丙烯腈纤维表面的酯基水解与三聚氰胺的氨基反应形成酰胺基团，同时，聚丙烯腈中的c≡n被破坏与三聚氰胺的氨基交联反应，得到改性聚丙烯腈纳米纤维；聚丙烯腈纳米纤维的改性提高了聚丙烯腈纤维的阻燃性能，解决了其易团聚的问题，使其可以均匀的分散在气凝胶中，同时，也引入了更多的氨基用于二元复合相变材料的固定。
6、步骤(3)通过dopo型硅烷偶联剂将钇掺杂二氧化硅纳米颗粒包覆在向日葵秸秆粉上，再加入改性聚丙烯腈纳米纤维，制得向日葵秸秆气凝胶；
7、所述dopo型硅烷偶联剂通过9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物对硅烷偶联剂kh-560进行改性得到；
8、以上过程中，dopo型硅烷偶联剂作为交联剂将钇掺杂二氧化硅纳米颗粒包覆在向日葵秸秆粉，不仅提高了向日葵秸秆粉的力学性能，而且疏水性纳米二氧化硅和偶联剂中的硅烷链增加了向日葵秸秆粉的疏水性；同时，在燃烧过程中，纳米二氧化硅粒子可以作为隔热层和阻燃保护层，不仅限制了可燃小分子和氧气等物质向燃烧界面的转移，而且延缓了热量向内部的扩散，此外，dopo型硅烷偶联剂中的si、p可以促进向日葵秸秆粉的碳化，形成致密的碳层，作为第二道阻燃屏障；
9、进一步地，在凝胶形成过程中，改性聚丙烯腈纳米纤维穿插到气凝胶的孔隙结构中，形成纤维-孔互穿结构，提高了孔隙率，从而提升气凝胶的隔热和隔音效果；在受到外力作用时气凝胶孔隙间均匀分散的改性聚丙烯腈纳米纤维可以有效分散加载过程中的应力，提高气凝胶的力学性能；同时，由于改性聚丙烯腈纳米纤维表面的阻燃三聚氰胺的包覆，使得气凝胶的阻燃性能和热稳定性能也得到改善。
10、步骤(4)以癸酸、十八烷醇为原料制得二元复合相变材料；
11、以上过程中，癸酸、十八烷醇通过氢键连接，形成二元复合相变材料。
12、步骤(5)将二元复合相变材料负载于向日葵秸秆气凝胶中，得到环保建筑保温材料。
13、以上过程中，二元复合相变材料在真空条件下负载于向日葵秸秆气凝胶中，同时气凝胶中改性聚丙烯腈纳米纤维表面的氨基与二元复合相变材料中的羧基通过静电作用以及基团之间的氢键结合，能够更好的固定二元复合相变材料，避免相变材料的泄露；气凝胶材料与相变材料结合，能够达到更好的保温效果，此外，二元复合相变材料中癸酸、十八烷醇的硅烷长链能够增加保温材料的疏水性。
14、优选地，所述步骤(1)中，所述钇掺杂二氧化硅纳米颗粒的制备方法：取10-20ml正硅酸乙酯、5-10ml甘油、6.8-18ml 1mol/l硝酸钇水溶液混合，通过0.125mol/l硝酸水溶液调节混合液的ph至1.4-1.6，搅拌反应150-200min，然后滴加氨水调节ph至8-9，冷凝凝胶，过滤，并用乙醇洗涤凝胶，然后再乙醇-水系统中老化48-72h，烘干，以0.8-1.5℃/min的升温速率加热至480-520℃煅烧4.5-5.5h。
15、优选地，所述步骤(2)中，所述改性聚丙烯腈纳米纤维的制备方法：在40-50℃下将50-100ml水与3-6g碳酸钾混合，然后加入7-14g三聚氰胺，搅拌20-40min，再加入10-20g聚丙烯腈纳米纤维，在90-100℃下回流反应5.5-6.5h，反应结束后过滤，过滤产物用水洗涤至洗涤液呈中性，并在40-60℃下真空干燥20-40h。
16、优选地，所述步骤(3)中，所述dopo型硅烷偶联剂的制备方法：取2.2-4.4g 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、2.4-4.8g硅烷偶联剂kh-560混合，在氮气氛围下，以400-600r/min的转速搅拌，加热至170-190℃反应5.5-6.5h，冷却，得到dopo型硅烷偶联剂。
17、优选地，所述步骤(3)中，所述钇掺杂二氧化硅纳米颗粒、dopo型硅烷偶联剂、改性聚丙烯腈纳米纤维、向日葵秸秆粉之间的质量比为(2-4):(0.4-0.8):(0.5-2):(10-20)。
18、优选地，所述步骤(3)中，所述向日葵秸秆气凝胶的制备方法：将钇掺杂二氧化硅纳米颗粒、0.3-0.6g表面活性剂fs-3100加入100-200ml水中，搅拌100-150min，然后加入dopo型硅烷偶联剂，加热至55-65℃搅拌反应3.5-4.5h，再加入向日葵秸秆粉，继续搅拌40-60min，再加入改性聚丙烯腈纳米纤维，搅拌反应2-4h，反应结束后过滤，过滤产物用水洗涤5-8次，并在50-70℃下干燥9-12h。
19、优选地，所述步骤(4)中，所述二元复合相变材料的制备方法：将癸酸、十八烷醇混合得到癸酸的摩尔分数为0.89-0.92的混合物，在密封条件下，加热至70-80℃熔融，得到熔融混合物，将熔融混合物在70-80℃的水浴下，以80-120w的功率超声处理20-40min，冷却至室温，进一步地，当癸酸的摩尔分数为0.9时，相变材料没有明显的过冷度，二元复合相变材料的效果更好。
20、优选地，所述步骤(4)中，所述二元复合相变材料的热熔温度分别为23-28.3℃，结晶温度分别为27.98-28.56℃。
21、优选地，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保建筑保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的环保建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述钇掺杂二氧化硅纳米颗粒的制备方法：取10-20mL正硅酸乙酯、5-10mL甘油、6.8-18mL1mol/L硝酸钇水溶液混合，通过0.125mol/L硝酸水溶液调节混合液的pH至1.4-1.6，搅拌反应150-200min，然后滴加氨水调节pH至8-9，冷凝凝胶，过滤，并用乙醇洗涤凝胶，然后再乙醇-水系统中老化48-72h，烘干，以0.8-1.5℃/min的升温速率加热至480-520℃煅烧4.5-5.5h。
3.根据权利要求1所述的环保建筑保温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述改性聚丙烯腈纳米纤维的制备方法：在40-50℃下将50-100mL水与3-6g碳酸钾混合，然后加入7-14g三聚氰胺，搅拌20-40min，再加入10-20g聚丙烯腈纳米纤维，在90-100℃下回流反应5.5-6.5h，反应结束后过滤，过滤产物用水洗涤至洗涤液呈中性，并在40-60℃下真空干燥20-40h。
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