技术领域本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种安全环保的保温材料及制备方法。
背景技术：
保温材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。由于材料的高热阻，保温材料阻碍热流进出建筑物。保温材料广泛应用于中央空调、建筑、化工、医药、轻纺、冶金、船舶、车辆、电气等行业和部门的各类冷热介质管道和容器，达到减低冷热损耗的效果。保温材料通常具有质轻、疏松、多孔、导热系数小等特点。在建筑保温中，人们通常把常温下，导热系数＜0.174W/（m·K）的材料成为保温材料。在建筑和工业中采用良好的绝热措施与材料，可显著提高安全系数，降低生产能耗和成本，改善环境，同时有较好的经济效益。在世界能源危机的今天，积极寻求和开发容重小、绝热性能好、使用寿命长的新绝热保温材料，是提高热能利用率、节约能源的有效途径。我国保温材料品种多样，产量也很大，居世界第二位。目前我国建筑使用较多的有机保温材料是聚苯乙烯和聚氨脂硬泡材料。他们最大优点是质量轻、保温和隔热性好，最大缺陷是防火安全性差。聚苯板受热时发生熔融和滴落，并沿着墙根形成一条熔融带，遇到明火就会燃烧，燃烧会沿着这条熔融带迅速蔓延，造成火势增大；一旦火灾发生，有机保温材料燃烧会产生大量的有毒气体和烟雾会给逃生者带来巨大危险。在我国以往火灾中，近八成的伤亡是因建筑材料燃烧释放的有毒气体和浓烟所致；因聚苯板受热产生的热熔缩变形以及网格布过热折断而导致瓷砖坠落，会造成人员伤亡以及救援人员不易展开内攻和搜救；当墙体保温材料表面砂浆龟裂、脱落后，也很快会引燃保温材料，火灾迅速向大范围蔓延；外墙着火之后，由于室内的自动消防设施不能覆盖外墙，特别是当高层建筑外墙外保温材料着火后，更是无计可施。有些保温材料还浪费资源、污染环境，而且施工比较繁琐，保温系统性能有不少缺陷，空鼓、开裂，都是潜在的隐患，其性能不能满足人们的要求。申请公布号CN104844131A（申请号201510211056.6）的中国发明专利文献公开了一种阻燃保温材料，由下列重量份的原料制成：稻壳炭18-25份，聚乙烯醇5-7份，水35-45份，白乳胶25-30份，增韧剂0.5-2份，石膏粉8-12份,阻燃剂0.5-1.5份，玻化微珠80-120份，膨胀珍珠岩30-45份。申请公布号CN102924034A（申请号201210487540.8）的中国发明专利文献公开了一种环保节能保温材料，由下列重量配比的原料制成：水泥30-35kg、植物蛋白纤维素5-8kg、重钙5-8kg、半水石膏20-24kg、珍珠岩30-35kg、纤维水镁石10-15kg、蛭石20-24kg、粉煤灰30-35kg、白土15-20kg和正辛醇1-3kg。申请公布号CN104556963A（申请号201310497104.3）的中国发明专利文献公开了一种环保保温材料，由下列重量配比的原料制成：珍珠岩40-50%、牡蛎粉3-5%、硅酸铝纤维棉10-15%、石棉绒15-20%、澎润土15-20%、聚丙烯酰胺3-5%、渗透剂5%、稀土添加剂0.1-0.3%珍珠粉煤灰5-10%、岩棉5%。现有的保温材料在使用过程中能挥发出甲醛、苯等有机物，长期接触可引起人体免疫机能失调，影响人体健康；还有一些保温材料占用空间大，易产生裂纹，甚至脱落，存在潜在危险，难以满足需要。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种制备简单、配方科学的一种安全环保的保温材料及制备方法，该保温材料制作成本低，性能优良。本发明的技术方案是：一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份：膨润土34-44，石墨10-18，碳化硅8-14，云母粉5-9，羧甲基纤维素钠4-8，铝粉2-4。优选的方案中，膨润土37-41，石墨12-16，碳化硅10-12，云母粉6-8，羧甲基纤维素钠5-7，铝粉2.5-3.5。更加优选的，膨润土39，石墨14，碳化硅11，云母粉7，羧甲基纤维素钠6，铝粉3。一种安全环保的保温材料的制备方法，步骤如下：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.45-0.65倍混合细粉量的清水（优选加入0.5-0.6倍混合细粉量的清水）和催化剂，于65-95℃下加热搅拌15-35分钟（优选于70-90℃下加热搅拌20-30分钟），制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.35-0.55倍量的清水（优选加入0.4-0.5倍量的清水），升温至80-92℃（优选升温至84-88℃），搅拌10-30分钟（优选搅拌15-25分钟），然后调整温度至60-75℃（优选调整温度至65-70℃），加入消泡剂和成膜助剂，搅拌30-50分钟（优选搅拌35-45分钟），制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂和憎水剂，快速搅拌5-15分钟（优选快速搅拌8-12分钟），平铺于模具中，加压成型，于50-70℃保压1.5-3.5小时（优选于55-65℃保压2-3小时），然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中过155-185目筛（优选的过165-175目筛，更加优选的过170目筛）。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述催化剂为质量分数为1.66%-1.82%的木质素磺酸钙（优选的所述催化剂为质量分数为1.70%-1.78%的木质素磺酸钙，更加优选的所述催化剂为质量分数为1.74%的木质素磺酸钙）。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述消泡剂为质量分数为0.5%-0.7%的磷酸三丁酯（优选的所述消泡剂为质量分数为0.55%-0.65%的磷酸三丁酯，更加优选的所述消泡剂为质量分数为0.6%的磷酸三丁酯）。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述成膜助剂为质量分数为1%-3%的醇酯（优选的所述成膜助剂为质量分数为1.5%-2.5%的醇酯，更加优选的所述成膜助剂为质量分数为2%的醇酯）。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述阻燃剂为质量分数为6%-9%的氢氧化镁（优选的所述阻燃剂为质量分数为7%-8%的氢氧化镁，更加优选的所述阻燃剂为质量分数为7.5%的氢氧化镁）。上述一种安全环保的保温材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述憎水剂为质量分数为1-2%的聚硅氧烷粉末（优选的所述憎水剂为质量分数为1.2-1.8%的聚硅氧烷粉末，更加优选的所述憎水剂为质量分数为1.5%的聚硅氧烷粉末）。本发明所得一种安全环保的保温材料配伍科学，制备工艺简单高效。除此之外，本发明的优良效果还表现在：1、本发明所得保温材料具有保温隔热性能好、自重轻、抗渗、防火、使用寿命长、施工简单等优良特性，有利于建筑节能的发展；2、本发明所得保温材料所用原料不引入化学污染物，无有毒、有害气体挥发，无放射性，环境影响小，易于维持原有生态；3、本发明所得保温材料生产方法简单，易于实现，所得材料可循环使用，不会造成环境污染。具体实施方式下面结合实施例和试验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。实施例1一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份（300kg/份）：膨润土34份，石墨10份，碳化硅8份，云母粉5份，羧甲基纤维素钠4份，铝粉2份。一种安全环保的保温材料的制备方法是：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过155目筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.45倍混合细粉量的清水和催化剂（所述催化剂为质量分数为1.66%的木质素磺酸钙），于65℃下加热搅拌15分钟，制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.35倍量的清水，升温至80℃，搅拌10分钟，然后调整温度至60℃，加入消泡剂（所述消泡剂为质量分数为0.5%的磷酸三丁酯）和成膜助剂（所述成膜助剂为质量分数为1%的醇酯），搅拌30分钟，制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂（所述阻燃剂为质量分数为6%的氢氧化镁）和憎水剂（所述憎水剂为质量分数为1%的聚硅氧烷粉末），快速搅拌5分钟，平铺于模具中，加压成型，于50℃保压1.5小时，然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。实施例2一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份（140kg/份）：膨润土44份，石墨18份，碳化硅14份，云母粉9份，羧甲基纤维素钠8份，铝粉4份。一种安全环保的保温材料的制备方法是：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过185目筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.65倍混合细粉量的清水和催化剂（所述催化剂为质量分数为1.82%的木质素磺酸钙），于95℃下加热搅拌35分钟，制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.55倍量的清水，升温至92℃，搅拌30分钟，然后调整温度至75℃，加入消泡剂（所述消泡剂为质量分数为0.7%的磷酸三丁酯）和成膜助剂（所述成膜助剂为质量分数为3%的醇酯），搅拌50分钟，制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂（所述阻燃剂为质量分数为9%的氢氧化镁）和憎水剂（所述憎水剂为质量分数为2%的聚硅氧烷粉末），快速搅拌15分钟，平铺于模具中，加压成型，于70℃保压3.5小时，然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。实施例3一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份（260kg/份）：膨润土37份，石墨12份，碳化硅10份，云母粉6份，羧甲基纤维素钠5份，铝粉2.5份。一种安全环保的保温材料的制备方法是：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过165目筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.5倍混合细粉量的清水和催化剂（所述催化剂为质量分数为1.70%的木质素磺酸钙），于70℃下加热搅拌20分钟，制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.4倍量的清水，升温至84℃，搅拌15分钟，然后调整温度至65℃，加入消泡剂（所述消泡剂为质量分数为0.55%的磷酸三丁酯）和成膜助剂（所述成膜助剂为质量分数为1.5%的醇酯），搅拌35分钟，制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂（所述阻燃剂为质量分数为7%的氢氧化镁）和憎水剂（所述憎水剂为质量分数为1.2%的聚硅氧烷粉末），快速搅拌8分钟，平铺于模具中，加压成型，于55℃保压2小时，然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。实施例4一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份（180kg/份）：膨润土41份，石墨16份，碳化硅12份，云母粉8份，羧甲基纤维素钠7份，铝粉3.5份。一种安全环保的保温材料的制备方法是：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过175目筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.6倍混合细粉量的清水和催化剂（所述催化剂为质量分数为1.78%的木质素磺酸钙），于90℃下加热搅拌30分钟，制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.5倍量的清水，升温至88℃，搅拌25分钟，然后调整温度至70℃，加入消泡剂（所述消泡剂为质量分数为0.65%的磷酸三丁酯）和成膜助剂（所述成膜助剂为质量分数为2.5%的醇酯），搅拌45分钟，制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂（所述阻燃剂为质量分数为8%的氢氧化镁）和憎水剂（所述憎水剂为质量分数为1.8%的聚硅氧烷粉末），快速搅拌12分钟，平铺于模具中，加压成型，于65℃保压3小时，然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。实施例5一种安全环保的保温材料，由下列原料制备而成，均为重量份（220kg/份）：膨润土39份，石墨14份，碳化硅11份，云母粉7份，羧甲基纤维素钠6份，铝粉3份。一种安全环保的保温材料的制备方法是：（1）将膨润土、石墨、碳化硅、云母粉和铝粉经粉磨、过170目筛、混合，得混合细粉，备用；（2）将步骤（1）中所得混合细粉置于搅拌机中，加入0.55倍混合细粉量的清水和催化剂（所述催化剂为质量分数为1.74%的木质素磺酸钙），于80℃下加热搅拌25分钟，制成浆状物，备用；（3）将羧甲基纤维素钠置于反应釜中，加入0.45倍量的清水，升温至86℃，搅拌20分钟，然后调整温度至67℃，加入消泡剂（所述消泡剂为质量分数为0.6%的磷酸三丁酯）和成膜助剂（所述成膜助剂为质量分数为2%的醇酯），搅拌40分钟，制得胶状溶液，备用；（4）将步骤（3）所得胶状溶液加入到步骤（2）所得浆状物中，加入阻燃剂（所述阻燃剂为质量分数为7.5%的氢氧化镁）和憎水剂（所述憎水剂为质量分数为1.5%的聚硅氧烷粉末），快速搅拌10分钟，平铺于模具中，加压成型，于60℃保压2.5小时，然后置于恒温恒湿干燥箱中固化成型，即得。膨润土：膨润土又称斑脱岩、膨土岩,是以蒙脱石为主要成分的粘土。主要化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，还含有铁、镁、钙、钠、钾等元素。具有良好的吸水性、膨胀性、胶结性、分散性、触变性及阳离子交换性等许多的优良性能。膨润土应用广泛，可在化学工业中作催化剂载体、干燥剂；在机械制造中作粘结剂；在建筑业中除了可做涂料稳定剂、水泥混合材以外，因其具有吸水膨胀性和低渗透性，也是一种较为适合的天然粘土防渗材料。碳化硅：是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。在行业中的应用：1、有色金属冶炼工业的应用：利用碳化硅具有耐高温，强度大，导热性能良好，抗冲击，作高温间接加热材料。2、钢铁行业方面的应用：利用碳化硅的耐腐蚀。抗热冲击耐磨损。导热好的特点，用于大型高炉内衬提高了使用寿命。3、冶金选矿行业的应用：碳化硅硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器，矿斗内衬的理想材料，其耐磨性能是铸铁．橡胶使用寿命的5—20倍，也是航空飞行跑道的理想材料之一。4、建材陶瓷，砂轮工业方面的应用：利用其导热系数。热辐射，高热强度大的特性，制造薄板窑具，不仅能减少窑具容量，还提高了窑炉的装容量和产品质量，缩短了生产周期，是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。5、节能方面的应用：利用良好的导热和热稳定性，作热交换器，燃耗减少20%，节约燃料35%，使生产率提高20-30%。云母粉：云母粉是一种非金属矿物，含有多种成分，其中主要有SiO2，含量一般在49%左右，Al2O3含量在30%左右。云母粉具有良好的弹性、韧性。绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性，是一种优良的添加剂。它广泛地应用于电器、电焊条、橡胶、塑料、造纸、油漆、涂料、颜料、陶瓷、化妆品、新型建材等行业，用途极其广泛。云母能显著改变材料的一系列物理模量，形成或改变材料的粘弹性。这类材料高效率地吸收振动能量、削弱震动波和声波。另外，震动波和声波在云母晶片之间形成反复反射，也造成削弱其能量的作用。云母粉也被用来配制消声、隔音、减震涂料。羧甲基纤维素钠：是葡萄糖聚合度为100~2000的纤维素衍生物，相对分子质量242.16。白色纤维状或颗粒状粉末。无臭，无味，无味，有吸湿性，不溶于有机溶剂。在建筑材料中用作黏结剂。试验例本发明所得一种安全环保的保温材料（实施例5）的保温性能研究：1原料和方法1.1实验原料将本发明所得一种安全环保的保温材料作为实验组。对照组选用某市售防渗保温材料（购置于莱芜市万泰工程材料有限公司）。将两组材料分别制成尺寸为30cm×30cm×5cm大小的试件。1.2实验方法将实验组和对照组所得试件分别放入温度为23±2℃、相对湿度为50±5%的标准养护箱内养护28天，在标准养护箱养护的过程中，用TW-Ⅲ热流计式导热仪（购置于北京建通伟业科技有限公司）测试两组材料导热系数的变化。测试所对应的时间为4、7、14、20和28天。结果如表1所示。1.3实验结果表1不同测试时间内两组试件的导热系数（W/（m·K））由表1数据可知，实验组和对照组所得试件的导热系数在测试时间内均满足保温材料所要求的＜0.174W/（m·K）标准。两组试件随着时间的延长，导热系数明显降低，这是因为试件前期含水量较高，随着时间的延长含水量迅速减少，到最后导热系数下降趋于平缓。其中实验组试件在整个测试时间内导热系数始终小于对照组。其结果一方面表明本发明所得保温材料较对照组具有优良的保温隔热性能。应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。