本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种保温吸音轻质材料及其制备方法。
背景技术：
目前使用的保温材料种类繁多，主要有聚苯材料和无机轻质材料，聚苯材料具有轻质、无毒、良好的保温效果、抗水性能以及吸音效果，但在长期风压和其他压力下容易变形，变形会导致聚苯材料受力失衡而引起开裂甚至脱落，同时聚苯材料燃点低，耐火性能差，聚苯材料还存在强度低、和墙体粘结性能差等问题。无机轻质材料虽然具有强度高、抗压性能好、高耐火性能、保温吸音性能好和墙体粘结性能好等优点，但同时存在高温环境下容易收缩变形、防水性能差和密度达不到要求等问题。
中国专利CN201410121750.4公开了一种保温防火板，由下列原料成：氧化镁、二甲基硅油、氮化铝粉、无水氯化镁、中空玻璃微珠、四针状氧化锌晶须、二氧化硅气凝胶、聚醋酸乙烯酯乳液、耐火材料、岩棉、甲基异噻唑啉酮、四氧化三铁、甲基硅酸钠、十二烷基苯磺酸钠、水。但是该专利制备得到的保温防火板具有密度大、质量重的问题，意外脱落时容易造成伤害。
中国专利CN200910178894.2公开了一种隔热保温材料，该材料包括聚乙烯气泡层、铝箔层，编织布层或玻璃纤维层、保护层。该专利制备得到的隔热保温材料虽然具有质轻、无尘、隔热、隔音的功能，但是也存在防火性能差、工艺复杂的问题。
因此，针对上述问题，需要提供一种热导率低、吸音效果好、防火效果好、密度低的保温吸音轻质材料。
技术实现要素：
本发明针对上述问题，提供一种保温吸音轻质材料及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种保温吸音轻质材料，制备保温吸音轻质材料的原料及其质量百分数为：碳化硅40％～60％、不定形二氧化硅20％～40％、三甲基氯硅烷8％～12％、甲基硅橡胶3％～5％、碳酸钙1％～3％、氧化硼1％～3％、氧化铝0.5％～1.5％、氧化铁0.5％～1.5％；
其中，碳化硅和不定二氧化硅作为基体材料，由于其强度高、导热系数低，从而提高了保温吸音轻质材料的强度和保温性能；三甲基氯硅烷增大了原料的分子间距，烧结后形成孔隙，提高了保温吸音轻质材料的吸音性能；甲基硅橡胶作为造孔剂，燃烧后在原有位置留下孔隙，降低了保温吸音轻质材料的密度；碳酸钙烧结过程中分解放出二氧化碳，留下孔隙，并生成氧化钙；氧化钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁作为烧结助剂降低保温吸音轻质材料的烧结温度；保温吸音轻质材料烧结后为无机材料，耐高温、不具有燃烧性，使保温吸音轻质材料具有抗火性能。
进一步地，碳化硅的平均粒径为5μm～8μm。
进一步地，不定形二氧化硅的平均粒径为2μm～5μm。
进一步地，甲基硅橡胶的平均粒径为1μm～3μm。
进一步地，氧化铝的平均粒径为20nm～50nm。
本发明的另一种目的在于提供上述保温吸音轻质材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，混料：将所述质量百分数的碳化硅、不定形二氧化硅、三甲基氯硅烷、甲基硅橡胶、碳酸钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁放入混料机中混料3h～5h，得到混合物料；
步骤S2，反应：将步骤S1得到的混合物料移入玻璃装置中，加入混合物料质量40％～60％的氨水，磁力搅拌40min～60min，然后放入水浴锅中反应18h～24h；
步骤S3，成型：将步骤S2得到的反应后的混合物料放入烘箱中，在90℃～120℃温度下烘干4h～6h，待完全干燥后，经过喷雾造粒处理后，在5MPa～10MPa压力下挤压成型，获得平层坯体；
步骤S4，烧结：将步骤S3得到的平层坯体放入马弗炉中烧结，烧结制度为：从室温升温到400℃，在400℃温度下保温60min～90min，然后从400℃升温到850℃，在850℃温度下保温30min～60min，最后从850℃升温到1900℃，在1900℃温度下保温90min～120min，即得保温吸音轻质材料。
进一步地，步骤S1中，混料机的转速为300r/min～400r/min。
进一步地，步骤S2中，氨水的浓度为9.5％g/mL～10.5％g/mL。
进一步地，步骤S2中，水浴锅的温度为50℃～70℃。
进一步地，步骤S4中，升温的速度为5℃/min～8℃/min。
本发明的优点是：
1.本发明中碳化硅和不定二氧化硅作为基体材料，由于其强度高、导热系数低，从而提高了保温吸音轻质材料的强度和保温性能；三甲基氯硅烷增大了原料的分子间距，烧结后形成孔隙，提高了保温吸音轻质材料的吸音性能；甲基硅橡胶作为造孔剂，燃烧后在原有位置留下孔隙，降低了保温吸音轻质材料的密度；碳酸钙烧结过程中分解放出二氧化碳，留下孔隙，并生成氧化钙；氧化钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁作为烧结助剂降低保温吸音轻质材料的烧结温度；保温吸音轻质材料烧结后为无机材料，耐高温、不具有燃烧性，使保温吸音轻质材料具有抗火性能；
2.本发明中保温吸音轻质材料的制备工艺简单、易于操作，机械性能满足内外墙保温材料的要求；
3.本发明制备的保温吸音轻质材料具有热导率低、吸音效果好、防火效果好、密度低的优点。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种保温吸音轻质材料，制备保温吸音轻质材料的原料及其质量百分数为：碳化硅40％、不定形二氧化硅40％、三甲基氯硅烷12％、甲基硅橡胶4％、碳酸钙2％、氧化硼1％、氧化铝0.5％、氧化铁0.5％；其中，碳化硅的平均粒径为5μm，不定形二氧化硅的平均粒径为2μm，甲基硅橡胶的平均粒径为1μm，氧化铝的平均粒径为20nm。
实施例2
一种保温吸音轻质材料，制备保温吸音轻质材料的原料及其质量百分数为：碳化硅50％、不定形二氧化硅30％、三甲基氯硅烷10％、甲基硅橡胶3％、碳酸钙1％、氧化硼3％、氧化铝1.5％、氧化铁1.5％；其中，碳化硅的平均粒径为8μm，不定形二氧化硅的平均粒径为5μm，甲基硅橡胶的平均粒径为3μm，氧化铝的平均粒径为50nm。
实施例3
一种保温吸音轻质材料，制备保温吸音轻质材料的原料及其质量百分数为：碳化硅60％、不定形二氧化硅20％、三甲基氯硅烷8％、甲基硅橡胶5％、碳酸钙3％、氧化硼2％、氧化铝1％、氧化铁1％；其中，碳化硅的平均粒径为6μm，不定形二氧化硅的平均粒径为4μm，甲基硅橡胶的平均粒径为2μm，氧化铝的平均粒径为35nm。
实施例4
一种保温吸音轻质材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，混料：将所述质量百分数的碳化硅、不定形二氧化硅、三甲基氯硅烷、甲基硅橡胶、碳酸钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁放入混料机中，在300r/min转速下混料3h，得到混合物料；
步骤S2，反应：将步骤S1得到的混合物料移入玻璃装置中，加入混合物料质量60％的氨水，氨水浓度为9.5％g/mL，磁力搅拌40min，然后放入水浴锅中反应18h，水浴锅的温度为50℃；
步骤S3，成型：将步骤S2得到的反应后的混合物料放入烘箱中，在120℃温度下烘干4h，待完全干燥后，经过喷雾造粒处理后，在5MPa压力下挤压成型，获得平层坯体；
步骤S4，烧结：将步骤S3得到的平层坯体放入马弗炉中烧结，烧结制度为：从室温升温到400℃，在400℃温度下保温60min，然后从400℃升温到850℃，在850℃温度下保温30min，最后从850℃升温到1900℃，在1900℃温度下保温90min，即得保温吸音轻质材料；其中，升温的速度为5℃/min。
实施例5
一种保温吸音轻质材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，混料：将所述质量百分数的碳化硅、不定形二氧化硅、三甲基氯硅烷、甲基硅橡胶、碳酸钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁放入混料机中，在350r/min转速下混料4h，得到混合物料；
步骤S2，反应：将步骤S1得到的混合物料移入玻璃装置中，加入混合物料质量50％的氨水，氨水的浓度为10％g/mL，磁力搅拌50min，然后放入水浴锅中反应20h，水浴锅的温度为60℃；
步骤S3，成型：将步骤S2得到的反应后的混合物料放入烘箱中，在100℃温度下烘干5h，待完全干燥后，经过喷雾造粒处理后，在8MPa压力下挤压成型，获得平层坯体；
步骤S4，烧结：将步骤S3得到的平层坯体放入马弗炉中烧结，烧结制度为：从室温升温到400℃，在400℃温度下保温80min，然后从400℃升温到850℃，在850℃温度下保温45min，最后从850℃升温到1900℃，在1900℃温度下保温100min，即得保温吸音轻质材料；其中，升温的速度为6℃/min。
实施例6
一种保温吸音轻质材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，混料：将所述质量百分数的碳化硅、不定形二氧化硅、三甲基氯硅烷、甲基硅橡胶、碳酸钙、氧化硼、氧化铝和氧化铁放入混料机中，在400r/min转速下混料5h，得到混合物料；
步骤S2，反应：将步骤S1得到的混合物料移入玻璃装置中，加入混合物料质量40％的氨水，氨水的浓度为10.5％g/mL，磁力搅拌60min，然后放入水浴锅中反应24h，水浴锅的温度为70℃；
步骤S3，成型：将步骤S2得到的反应后的混合物料放入烘箱中，在90℃温度下烘干6h，待完全干燥后，经过喷雾造粒处理后，在10MPa压力下挤压成型，获得平层坯体；
步骤S4，烧结：将步骤S3得到的平层坯体放入马弗炉中烧结，烧结制度为：从室温升温到400℃，在400℃温度下保温90min，然后从400℃升温到850℃，在850℃温度下保温60min，最后从850℃升温到1900℃，在1900℃温度下保温120min，即得保温吸音轻质材料；其中，升温速度为升温的速度为8℃/min。
实验例1
对实施例1～6制备得到的保温吸音轻质材料进行性能测试，测试数据如表1所示。
表1 保温吸音轻质材料的性能测试数据
结果：实施例1～6制备得到的保温吸音轻质材料的热导率范围为0.53W/(m·K)～0.62W/(m·K)，吸音系数的范围为0.55～0.61，密度的范围为228Kg/m3～237Kg/m3，均符合国家对内外墙的性能规定范围。
结论：本发明制备的保温吸音轻质材料是一种多孔材料，具有保温隔热性能好、隔音效果好、防火性能好、轻质等优点。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。