本发明属于建筑节能技术领域，具体涉及一种具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料及其制备方法。
背景技术：
建筑能耗在社会总能耗中占有很大比重，实现建筑节能有助于保护环境，节能减排。在建筑节能的多种方式中，研发节能型建材，改变传统建材的单一性功能，是实现建筑节能最经济的方式。节能建筑发展的前提是以人为本，要在提高人体舒适度和保证环境健康的条件下，有效降低对石化、燃煤等能源的消耗。
健康的环境是人类生存的根本前提，目前室内甲醛含量超标的问题一直没有得到有效抑制，因此降低室内甲醛含量，优化室内空气品质，是建筑技术领域重点要解决的问题。温度和湿度是人体舒适度最为关注的两个指标，研发具有调温调湿性能的建筑材料，有利于降低对空调产品的依赖。同时建筑材料与建筑主体相伴而生，通过建筑材料调节温湿度，能够在建筑的全生命周期实现调节作用，对建筑节能的发展具有重大的推进作用。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种同时具有光催化降解甲醛和调温调湿性能的新型复合建筑材料，以期实现建筑材料的功能化，改变目前传统建筑材料功能单一的现状。
为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明一种具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，该建筑复合材料质量百分比配方如下：
所述癸酸-棕榈酸是通过以下方法予以制备的：
将癸酸与棕榈酸按质量百分比85.5∶14.5进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀获得。
本发明同时提供了上述具有调温调湿光催化性能建筑复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)sio2载体制备：按照上述配方比例，将正硅酸四乙酯与总用量的20％的无水乙醇以及去离子水混合，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph值为1～3，继续放到超声分散5min，可以得到sio2载体分散液。
(2)癸酸-棕榈酸/sio2复合材料水凝胶的制备：将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料的制备：将钛酸丁酯与总用量的80％的无水乙醇混合，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
本发明的科学原理：
1)癸酸-棕榈酸/sio2溶胶制备机理
癸酸-棕榈酸/sio2溶胶是以正硅酸乙酯、无水乙醇和去离子水作为前驱体、溶剂和分散剂，在超声波的作用下均匀分散形成均相溶液。在酸的催化作用下，分散液中硅酸四乙酯既发生水解反应式(a)，又发生缩合反应式(b)，形成以si-oh基团为主、交联度比较低的溶胶态，能够将癸酸-棕榈酸包裹在溶胶之中，形成癸酸-棕榈酸/sio2溶胶。
2)癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料的制备机理
钛酸丁酯水解反应迅速生成tio2，中速磁力搅拌有助于生成的tio2在癸酸-棕榈酸/sio2溶胶中均匀分散，附着在癸酸-棕榈酸/sio2的表面，同时酸性条件有助于tio2从无定形向锐钛矿转化，提高癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料的光催化降解性能。60℃陈化2小时，能够促使生成的tio2附着的sio2的表面，同时促进sio2空间网格的进一步发展，进一步在表面生成羟基，有助于吸湿性能的提高。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明制备的具有光催化及调温调湿性能的建筑复合材料，丰富了传统建筑材料的功能性，提高了建筑材料的技术含量，首次实现了调温调湿光催化性能的复合，具有市场研发潜力。
2、本发明从材料的角度实现对室内温湿度以及空气品质的调控，有利于实现全生命周期建筑节能，降低对空调系统的依赖，降低燃煤、石化能源的消耗程度，保护环境，实现可持续发展，具有良好的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。
一、本发明具有调温调湿光催化性能建筑复合材料的制备
实施例1
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝1后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
实施例2
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝2后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
实施例3
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝3后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
实施例4
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝1后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
实施例5
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝3后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
实施例6
制备具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料，使用的原料及质量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。
(1)sio2载体制备：将正硅酸四乙酯与去离子水混合分散在总用量的20％的无水乙醇中，用恒温磁力搅拌器在中速，30.0℃水浴条件下搅拌5min，然后超声分散5min，调整ph＝2后继续放到超声分散5min，可以得到sio2分散液。
(2)将癸酸-棕榈酸加入到步骤(1)制备的sio2分散液中，超声波分散5.0min使相变材料均匀的分散，使其嵌入到sio2载体中，获得癸酸-棕榈酸/sio2复合材料的水溶胶。
(3)将钛酸丁酯分散在总用量的80％的无水乙醇中，超声分散5min，获得钛酸丁酯分散液，然后将其倒入步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料的水溶胶中，中速磁力搅拌30min，于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料。
对比例1
制备具有调温调湿性能的建筑复合材料，使用的原料及重量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，其中将癸酸与棕榈酸按质量分数85.5％/14.5％的比例进行混合，在60℃水浴条件下溶解并搅拌2h使其分散均匀，获得癸酸-棕榈酸。具体制备过程如下：
(1)癸酸-棕榈酸@sio2凝胶的制备：将正硅酸乙酯加入到无水乙醇中，超声分散5min获得正硅酸四乙酯分散液，调节ph＝2，将正硅酸四乙酯分散液加入癸酸-棕榈酸中，50℃水浴条件下，中速磁力搅拌30min，获得癸酸-棕榈酸@sio2凝胶。
(2)将步骤(1)制备的癸酸-棕榈酸sio2凝胶于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸@sio2复合材料。
对比例2
制备具有光催化调湿性能的建筑复合材料，使用的原料及重量百分比配方如下：
以上试剂均为分析纯，具体制备过程如下：
(1)tio2分散液制备：将13％的无水乙醇和去离子水混合，调节ph＝2，获得混合液，将钛酸丁酯分散在18％无水乙醇中，超声分散5min获得钛酸丁酯分散液；将钛酸丁酯分散液逐滴滴入混合液中，控制30min滴完，获得tio2分散液。
(2)tio2@sio2凝胶的制备：将正硅酸乙酯加入到剩余的14％无水乙醇中，超声分散5min获得正硅酸四乙酯分散液，将正硅酸四乙酯分散液加入步骤(1)制备的tio2分散液中，50℃水浴条件下，中速磁力搅拌30min，获得tio2@sio2凝胶。
(3)tio2@sio2复合材料的制备：将步骤(2)制备的tio2@sio2凝胶于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得tio2@sio2复合材料。
二、本发明具有调温调湿光催化性能的建筑复合材料的性能测试
实施例1～6制备的癸酸-棕榈酸/sio2@tio2复合材料以及对比例1～2制备的复合材料进行调温调湿光催化降解甲醛性能检测过程如下：
(1)调温性能测试
采用台湾群特公司center304/309型热电偶，采用步冷曲线法测试癸酸-棕榈酸@ce-la/tio2复合材料的相变调温性能。主要测试步骤如下：
①称取2g试样放入试管，将热电偶的温度探头没入试样中，在对多个试样分别进行测试时，热电偶的温度探头没入试管的位置应保持一致。
②将装有试样的试管放入40℃水浴中，待癸酸-棕榈酸/sio2相变储湿复合材料试样温度升至40.0℃，取出试管快速放入10.0℃水浴中，待试样温度降至10℃取出试管，如此循环3次。记取平均值，截取35.0～15.0℃降温过程所需的时间表示试样相变调温性能的强弱。
(2)调湿性能测试
样品的吸放湿性能测试采用等温吸放湿法，其吸湿性能测试步骤如下：
①将试样放入称量杯中，不盖杯盖，放入烘箱，调整烘箱温度为25±0.5℃，干燥至恒重(间隔至少24h的3次连续称量试样质量变化小于0.10％时认为达到恒重)；
②将干燥后的试样放置在干燥皿中饱和盐溶液挡板的上方，取84.34％相对湿度条件为标准进行测试，试样间隔24h的3次连续称量质量差小于0.10％时则认为试样达到吸湿平衡。
平衡含湿量按式(1-1)进行计算，表示试样储湿调湿性能的强弱。
式中：uf-试样的平衡含湿量，g/g；
mf0-干燥状态下试样的质量，g；
mf-吸放湿后试样的质量，g。
(3)光催化降解甲醛性能测试
根据《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(gb18580-2001)，将环境测试舱的温度设置为23±0.5℃、湿度设置为45±0.3％，以400w日光灯为光源，内置滤光镜以消除紫外光源的影响，甲醛气体浓度为1mg/m3，以1m3空间放入2g的tio2空心微球为比例，每隔1h采样10l环境测试舱内的气体，实验时间共6h。所采气体利用乙酰丙酮分光光度法(gb/t15516-1995)来检测甲醛浓度，从而获得环境测试舱中甲醛气体的浓度变化情况。
实施例1～6以及对比例1～2制备的复合材料测试结果见表1所示。
表1.复合材料的性能测试结果对比