本发明公开了一种改性硅藻土基多功能建筑板材，属于建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：随着现代社会经济技术水平的日益提高，城乡广大居民对室内人居环境的安全性和舒适性越来越重视，干湿不调、甲醛污染、pm2.5、空调病等早已成为公众关注的热点话题，以硅藻土、活性炭等强吸附性介质为功能组分的环境调节型多孔材料也因此成为研究热点之一。硅藻土是远古极大丰富的单细胞硅藻类生物死亡后在自然因素作用下搬运、沉积、矿化所形成的软质岩石，具有发达且规则有序的孔隙结构，其吸附能力强，化学性质也较为稳定，传统上主要用作催化剂载体、助滤剂、脱色剂、轻质填料、软质磨料等。近年来，诸多研究证明了硅藻土对环境舒适性和安全性的积极贡献，如陈作义、孔伟、刘成楼、wang、vu、song等研究了硅藻土或其复合粉体的调湿性能；程仑、王佼、高如琴、张锐、im等探讨了硅藻土及其衍生材料的甲醛吸附能力；王春、高如琴、da、davraz、posi、sari、tan等讨论了硅藻土质建筑材料的保温隔热性能等。上述研究大多侧重于硅藻土粉矿的性能研发，市面上的硅藻建材产品也主要局限于硅藻泥、硅藻涂料等少数几种。2010年以来，佟钰等通过水热反应工艺将硅藻土转化固化成轻质建筑板材，特别是对硅藻板材的力学强度和导热性能等进行了细致讨论。但是，目前传统的硅藻土建筑板还存在力学性能不佳的问题，因此还需对此进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统硅藻土建筑板力学性能不佳的问题，提供了一种改性硅藻土基多功能建筑板材。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种改性硅藻土基多功能建筑板材，是由以下重量份数的原料组成：20～30份改性硅藻土，3～5份硅烷偶联剂，10～20份海泡石，10～20份改性炭化椰壳纤维，20～30份酚醛树脂，10～20份聚乙烯醇液，3～5份固化剂，30～40份水；所述改性硅藻土的制备过程为：（1）将硅藻土焙烧，降温，得一次处理硅藻土；（2）将一次处理硅藻土与琼脂液按质量比1：30～1：50搅拌混合，浸渍，过滤，充氮保温反应，得二次处理硅藻土；（3）将二次处理硅藻土与酪素溶液按质量比1：50～1：100搅拌混合，浸泡，过滤，得三次处理硅藻土；（4）将三次处理硅藻土和氯化铁溶液按质量比1：50～1：100搅拌混合，浸泡，减压浓缩，干燥，即得四次处理硅藻土；（5）将四次处理硅藻土与石蜡按质量比1：5～1：10球磨混合，即得改性硅藻土。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550，硅烷偶联剂kh-560或硅烷偶联剂kh-570中的任意一种。所述改性炭化椰壳纤维的制备过程为：将椰壳纤维干燥至含水率为8～10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：30～1：50搅拌混合，过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维充氮保温炭化，得一次处理炭化椰壳纤维，将一次处理炭化椰壳纤维与异氰酸酯按质量比1：30～1：50搅拌混合，过滤，得二次处理炭化椰壳纤维，将二次处理炭化椰壳纤维与熔融石蜡按质量比1：30～1：50混合，趁热过滤，即得改性炭化椰壳纤维；所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123或酚醛树脂2127中的任意一种。所述聚乙烯醇液的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得聚乙烯醇液。所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。步骤（2）所述琼脂液的制备过程为：将琼脂与水按质量比1：50～1：100混合溶胀后，加热搅拌溶解，即得琼脂液。本发明的有益效果是：（1）本发明通过添加改性硅藻土，首先，将硅藻土进行焙烧，提升硅藻土的活性，其次，经琼脂液浸渍，部分琼脂渗透进硅藻土中，再经高温反应，硅藻土中琼脂炭化，增强硅藻土的吸附性能，接着经酪素浸泡，部分酪素附着在硅藻土孔道中，进一步增强体系的吸附性能，可吸附室内甲醛，再将氯化铁沉积在硅藻土中，氯化铁可与吸附进体系中甲醛发生反应，可有效去除室内甲醛，在热压过程中，铁离子可促进聚乙烯醇交联，从改性硅藻土内部开始交联，形成三维网络，形成的三维网络与酚醛树脂交联形成的三维网络相互缠结，使得体系交联密度增大，从而增强体系的力学性能；（2）本发明通过添加改性炭化椰壳纤维，首先，将椰壳纤维干燥至一定含水率，仅使纤维细胞内部含有水分，再经正硅酸乙酯浸泡，纤维细胞内部水分与正硅酸乙酯反应，生成二氧化硅，生成的二氧化硅填充纤维细胞内部，增强纤维的强度，从而增强体系的力学性能，其次，经高温炭化，增强纤维的吸附性能，再经异氰酸酯浸泡，纤维中吸附部分异氰酸酯，接着与熔融石蜡混合，石蜡将异氰酸酯包覆在纤维中，在热压过程中，石蜡融化，使得体系中异氰酸酯渗出，异氰酸酯与体系中的水反应，生成气体和胺类物质，生成的气体起到发泡作用，增加体系的孔隙率，从而增强板材的保温性能，生成的胺能够促进酚醛树脂进一步交联，形成更为致密的三维网络，从而增强体系的力学性能。具体实施方式将聚乙烯醇与水按质量比1：50～1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得聚乙烯醇液；将椰壳纤维置于烘箱中，干燥至含水率为8～10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：30～1：50置于1号烧杯中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合30～50min，得干燥椰壳纤维混合液，再将干燥椰壳纤维混合液过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维置于炭化炉中，并以60～70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为450～550℃条件下，保温炭化2～3h，得一次处理炭化椰壳纤维，将一次处理炭化椰壳纤维与异氰酸酯按质量比1：30～1：50置于2号烧杯中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合30～50min，得一次处理炭化椰壳纤维混合液，随后将一次处理炭化椰壳纤维混合液过滤，得二次处理炭化椰壳纤维，将石蜡置于坩埚中，加热熔融，得熔融石蜡，将二次处理炭化椰壳纤维与熔融石蜡按质量比1：30～1：50置于3号烧杯中混合后，趁热过滤，降温，即得改性炭化椰壳纤维；将琼脂与水按质量比1：50～1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20～30min后，静置溶胀3～4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～100℃，转速为400～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～50min，即得琼脂液；将硅藻土置于马弗炉中，于温度为750～850℃条件下，焙烧1～2h，随炉降至室温，得一次处理硅藻土；将一次处理硅藻土与琼脂液按质量比1：30～1：50置于5号烧杯中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合浸渍20～30min，得一次处理硅藻土浸渍液，随后将一次处理硅藻土浸渍液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于管式炉中，并以60～70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为550～650℃条件下，充氮保温反应2～3h，得二次处理硅藻土；将二次处理硅藻土与质量浓度为2.5g/l酪素溶液按质量比1：50～1：100置于单口烧瓶中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合浸泡30～50min，得二次处理硅藻土浸泡液，随后将二次处理硅藻土浸泡液过滤，得三次处理硅藻土；将三次处理硅藻土和氯化铁溶液按质量比1：50～1：100置于6号烧杯中，于转速为400～500r/min条件下，搅拌混合浸泡30～50min，得三次处理硅藻土浸泡液，接着将三次处理硅藻土浸泡液置于旋转蒸发仪中，于温度为60～80℃，压力为500～800kpa，转速为50～80r/min条件下，减压浓缩30～50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，即得四次处理硅藻土；将四次处理硅藻土与石蜡按质量比1：5～1：10置于球磨机中，球磨混合40～50min，即得改性硅藻土；按重量份数计，将20～30份改性硅藻土，3～5份硅烷偶联剂，10～20份海泡石，10～20份改性炭化椰壳纤维，20～30份酚醛树脂，10～20份聚乙烯醇液，3～5份固化剂，30～40份水置于混料机中，于转速为100～200r/min条件下，搅拌混合30～50min，得混合浆料；向模具中喷洒脱模剂，随后将混合浆料注入模具中，再将模具置于热压机中，于温度为110～120℃，压力为2～3mpa条件下，热压成型，脱模，即得改性硅藻土基多功能建筑板材。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550，硅烷偶联剂kh-560或硅烷偶联剂kh-570中的任意一种。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，二苯基甲烷二异氰酸酯，二环己基甲烷二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯中的任意一种。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123或酚醛树脂2127中的任意一种。所述固化剂为二己基三胺，二乙氨基丙胺或三乙烯四胺中的任意一种。所述脱模剂为水性甲基硅油与水按质量比1：10～1：20混合配制而成。实例1将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将椰壳纤维置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：50置于1号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得干燥椰壳纤维混合液，再将干燥椰壳纤维混合液过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维置于炭化炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，保温炭化3h，得一次处理炭化椰壳纤维，将一次处理炭化椰壳纤维与异氰酸酯按质量比1：50置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得一次处理炭化椰壳纤维混合液，随后将一次处理炭化椰壳纤维混合液过滤，得二次处理炭化椰壳纤维，将石蜡置于坩埚中，加热熔融，得熔融石蜡，将二次处理炭化椰壳纤维与熔融石蜡按质量比1：50置于3号烧杯中混合后，趁热过滤，降温，即得改性炭化椰壳纤维；将琼脂与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得琼脂液；将硅藻土置于马弗炉中，于温度为850℃条件下，焙烧2h，随炉降至室温，得一次处理硅藻土；将一次处理硅藻土与琼脂液按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸渍30min，得一次处理硅藻土浸渍液，随后将一次处理硅藻土浸渍液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于管式炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，充氮保温反应3h，得二次处理硅藻土；将二次处理硅藻土与质量浓度为2.5g/l酪素溶液按质量比1：100置于单口烧瓶中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得二次处理硅藻土浸泡液，随后将二次处理硅藻土浸泡液过滤，得三次处理硅藻土；将三次处理硅藻土和氯化铁溶液按质量比1：100置于6号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得三次处理硅藻土浸泡液，接着将三次处理硅藻土浸泡液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kpa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得四次处理硅藻土；将四次处理硅藻土与石蜡按质量比1：10置于球磨机中，球磨混合50min，即得改性硅藻土；按重量份数计，将30份改性硅藻土，5份硅烷偶联剂，20份海泡石，20份改性炭化椰壳纤维，30份酚醛树脂，20份聚乙烯醇液，5份固化剂，40份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，得混合浆料；向模具中喷洒脱模剂，随后将混合浆料注入模具中，再将模具置于热压机中，于温度为120℃，压力为3mpa条件下，热压成型，脱模，即得改性硅藻土基多功能建筑板材。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123。所述固化剂为二己基三胺。所述脱模剂为水性甲基硅油与水按质量比1：20混合配制而成。实例2将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将椰壳纤维置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：50置于1号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得干燥椰壳纤维混合液，再将干燥椰壳纤维混合液过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维置于炭化炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，保温炭化3h，得一次处理炭化椰壳纤维，将一次处理炭化椰壳纤维与异氰酸酯按质量比1：50置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得一次处理炭化椰壳纤维混合液，随后将一次处理炭化椰壳纤维混合液过滤，得二次处理炭化椰壳纤维，将石蜡置于坩埚中，加热熔融，得熔融石蜡，将二次处理炭化椰壳纤维与熔融石蜡按质量比1：50置于3号烧杯中混合后，趁热过滤，降温，即得改性炭化椰壳纤维；将琼脂与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得琼脂液；按重量份数计，将30份硅藻土，5份硅烷偶联剂，20份海泡石，20份改性炭化椰壳纤维，30份酚醛树脂，20份聚乙烯醇液，5份固化剂，40份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，得混合浆料；向模具中喷洒脱模剂，随后将混合浆料注入模具中，再将模具置于热压机中，于温度为120℃，压力为3mpa条件下，热压成型，脱模，即得改性硅藻土基多功能建筑板材。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123。所述固化剂为二己基三胺。所述脱模剂为水性甲基硅油与水按质量比1：20混合配制而成。实例3将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将椰壳纤维置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：50置于1号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得干燥椰壳纤维混合液，再将干燥椰壳纤维混合液过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维置于炭化炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，保温炭化3h，得一次处理炭化椰壳纤维，将一次处理炭化椰壳纤维与异氰酸酯按质量比1：50置于2号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min，得一次处理炭化椰壳纤维混合液，随后将一次处理炭化椰壳纤维混合液过滤，得二次处理炭化椰壳纤维，将石蜡置于坩埚中，加热熔融，得熔融石蜡，将二次处理炭化椰壳纤维与熔融石蜡按质量比1：50置于3号烧杯中混合后，趁热过滤，降温，即得改性炭化椰壳纤维；将琼脂与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得琼脂液；将硅藻土置于马弗炉中，于温度为850℃条件下，焙烧2h，随炉降至室温，得一次处理硅藻土；将一次处理硅藻土与琼脂液按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸渍30min，得一次处理硅藻土浸渍液，随后将一次处理硅藻土浸渍液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于管式炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，充氮保温反应3h，得二次处理硅藻土；将二次处理硅藻土与质量浓度为2.5g/l酪素溶液按质量比1：100置于单口烧瓶中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得二次处理硅藻土浸泡液，随后将二次处理硅藻土浸泡液过滤，得三次处理硅藻土；将三次处理硅藻土和氯化铁溶液按质量比1：100置于6号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得三次处理硅藻土浸泡液，接着将三次处理硅藻土浸泡液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kpa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得四次处理硅藻土；将四次处理硅藻土与石蜡按质量比1：10置于球磨机中，球磨混合50min，即得改性硅藻土；按重量份数计，将30份改性硅藻土，5份硅烷偶联剂，20份改性炭化椰壳纤维，30份酚醛树脂，20份聚乙烯醇液，5份固化剂，40份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，得混合浆料；向模具中喷洒脱模剂，随后将混合浆料注入模具中，再将模具置于热压机中，于温度为120℃，压力为3mpa条件下，热压成型，脱模，即得改性硅藻土基多功能建筑板材。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123。所述固化剂为二己基三胺。所述脱模剂为水性甲基硅油与水按质量比1：20混合配制而成。实例4将聚乙烯醇与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得聚乙烯醇液；将椰壳纤维置于烘箱中，干燥至含水率为10%，得干燥椰壳纤维，将干燥椰壳纤维与正硅酸乙酯按质量比1：50置于1号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合50min，得干燥椰壳纤维混合液，再将干燥椰壳纤维混合液过滤，得预处理椰壳纤维，将预处理椰壳纤维置于炭化炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为550℃条件下，保温炭化3h，得炭化椰壳纤维，；将琼脂与水按质量比1：100加入4号烧杯中，用玻璃棒搅拌混合30min后，静置溶胀4h，再将4号烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为100℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解50min，即得琼脂液；将硅藻土置于马弗炉中，于温度为850℃条件下，焙烧2h，随炉降至室温，得一次处理硅藻土；将一次处理硅藻土与琼脂液按质量比1：50置于5号烧杯中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸渍30min，得一次处理硅藻土浸渍液，随后将一次处理硅藻土浸渍液过滤，得滤渣，随后将滤渣置于管式炉中，并以70ml/min速率向炉内充入氮气，于温度为650℃条件下，充氮保温反应3h，得二次处理硅藻土；将二次处理硅藻土与质量浓度为2.5g/l酪素溶液按质量比1：100置于单口烧瓶中，于转速为600r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得二次处理硅藻土浸泡液，随后将二次处理硅藻土浸泡液过滤，得三次处理硅藻土；将三次处理硅藻土和氯化铁溶液按质量比1：100置于6号烧杯中，于转速为500r/min条件下，搅拌混合浸泡50min，得三次处理硅藻土浸泡液，接着将三次处理硅藻土浸泡液置于旋转蒸发仪中，于温度为80℃，压力为800kpa，转速为80r/min条件下，减压浓缩50min，得浓缩液，随后将浓缩液置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，即得四次处理硅藻土；将四次处理硅藻土与石蜡按质量比1：10置于球磨机中，球磨混合50min，即得改性硅藻土；按重量份数计，将30份改性硅藻土，5份硅烷偶联剂，20份海泡石，20份炭化椰壳纤维，30份酚醛树脂，20份聚乙烯醇液，5份固化剂，40份水置于混料机中，于转速为200r/min条件下，搅拌混合50min，得混合浆料；向模具中喷洒脱模剂，随后将混合浆料注入模具中，再将模具置于热压机中，于温度为120℃，压力为3mpa条件下，热压成型，脱模，即得改性硅藻土基多功能建筑板材。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-550。所述异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯。所述酚醛树脂为酚醛树脂2123。所述固化剂为二己基三胺。所述脱模剂为水性甲基硅油与水按质量比1：20混合配制而成。对比例：深圳某科技有限公司生产的硅藻土板。将实例1至4所得硅藻土板材和对比例产品进行性能检测，具体检测结果如表1所示：表1检测内容实例1实例2实例3实例4对比例抗折强度/mpa11.18.68.97.86.224h甲醛净化效率/%93.581.982.475.643.5由表1检测结果可知，本发明所得改性硅藻土基多功能建筑板材具有良好的抗折强度，而且对甲醛有一定的净化作用。当前第1页12