本发明涉及保温砖技术领域，具体涉及一种具有空气净化功能的保温砖及其制备方法。
背景技术：
保温砖具有轻质，保温，隔热，节能环保，经济耐用等优点，成为一种可替代瓷砖、 铝塑板、蜂窝板、幕墙等常用装饰材料的新型产品，主要适用于卫生间，厨房，电视背景墙，卧室，外墙等。随着建筑工业的快速发展以及人们生活水平的不断提高，越来越多的人们要求性能更高的保温砖。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有空气净化功能的保温砖及其制备方法，不仅具有较好的保温、抗压、抗开裂和防水性能，而且具有空气净化功能，适用范围广。
本发明提供了如下的技术方案：一种具有空气净化功能的保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥55~65份、改性矿渣微粉35~45份、改性中空陶瓷微球25~30份、混合纤维15~25份、膨胀蛭石15~25份、月见草提取物10~20份、光催化剂10~20份、陶瓷废泥粉料5~15份、高温粘结剂5~10份、减水剂4~6份、助烧剂4~6份、粘结剂2~5份、发泡剂2~5份和适量水。
其中，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥60份、改性矿渣微粉40份、改性中空陶瓷微球27份、混合纤维20份、膨胀蛭石20份、月见草提取物15份、光催化剂15份、陶瓷废泥粉料10份、高温粘结剂7份、减水剂5份、助烧剂5份、粘结剂3.5份、发泡剂3.5份和适量水。
其中，
所述改性矿渣微粉包括以下份计的原料：矿渣微粉24~26份、纳米二氧化硅9~11份、柠檬酸盐4~7份和硬脂酸钠1.2~1.8份；
改性矿渣微粉的制备方法为：将矿渣微粉放入浓盐酸中，搅拌分散30~40min，过滤，洗涤至中性，干燥处理后在200~300摄氏度条件下处理2~3h，然后将纳米二氧化硅、柠檬酸盐和硬脂酸钠按照配比混合，并升温至50~60摄氏度，加入前述矿渣微粉，分散均匀，得到所述改性矿渣微粉。
其中，所述改性中空陶瓷微球包括以下份计的原料：中空陶瓷微球10~18份、硅溶胶9~10份和钛白粉4~7份，所述中空陶瓷微球的粒径为30~40微米；
所述改性中空陶瓷微球的制备方法为：
将中空陶瓷微球放入容器中，然后保持45~65℃的水浴条件，以喷雾形式用硅溶胶向中空陶瓷微球表面喷洒，然后将钛白粉加入至容器，搅拌分散均匀，得到所述改性中空陶瓷微球。
其中，
所述混合纤维包括以下份计的原料：黄麻纤维3~5份、硅酸铝纤维2~4份、木棉纤维2~4份、石棉纤维0.7~1.5份、玻璃棉纤维0.3~0.6份和粘胶纤维0.3~0.6份；
混杂纤维的制备方法为：
（1）、将黄麻纤维和木棉纤维放入质量分数为20~35%的酚醛树脂水溶液浸泡2~3h，取出，水洗并干燥；
（2）、将石棉纤维放入质量分数为20~25%的氢氧化钾溶液中浸泡50~60min，保持浸泡温度为35~40℃，取出，水洗并干燥；
（3）、将前述黄麻纤维、木棉纤维和石棉纤维按照配比混合，然后加入粘胶纤维、玻璃棉纤维和硅酸铝纤维，搅拌均匀，得到所述混合纤维。
其中，
所述月见草提取物的制备方法为：
（1）、将月见草粉碎，放入15~18倍重量份的60～70％乙醇溶液回流提取1～3次，每次1～3h，将提取液过滤合并，回收溶剂，再加入40～50℃水中溶解，得到粗提液；
（2）、向粗提液加入稀土氯化物混合，搅匀，得到混合液；
（3）、将混合液放入大孔树脂柱，先水洗至无色，然后用体积浓度为35～45％乙醇 洗脱，回收乙醇，干燥，得到月见草提取物。
其中，
所述光催化剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡和纳米二氧化锆中的一种或几种的混合物。
所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的废水、磨屑、砖屑以及污水中很难沉淀的微粒悬浮物，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成粒径为0.2~1.2mm的粉料。
其中，
所述助烧剂为TiO2微粉、MgO微粉、Cr2O3微粉、MgF2微粉和AlF3微粉中的任一种，所述高温粘结剂为氢氧化铝，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本发明提供一种具有空气净化功能的保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备浆料
按照配比将硅酸盐水泥、改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、混合纤维、月见草提取物、光催化剂、陶瓷废泥粉料、膨胀蛭石、高温粘结剂、减水剂、助烧剂、粘结剂加入至搅拌容器中，加入水，充分分散均匀，得到浆料；
（2）、边搅拌边向步骤（1）得到的浆料中加入发泡剂，搅拌混合均匀，得到发泡浆料；
（3）、将步骤（2）得到的发泡浆料注入模具中，直至达到模具容积的40~65%为止，在51~55摄氏度条件下养护1~2h后拆模，然后将混凝土加工成型，并在1.1~1.4MPa的蒸汽压力条件下保持180~182摄氏度养护7~9h，得到所述具有空气净化功能的保温砖。
本发明的有益效果：不仅具有较好的保温、抗压、抗开裂和防水性能，而且具有空气净化功能，适用范围广，具体如下：
（1）、本发明采用硅酸盐水泥、改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、混合纤维为主要原理，以月见草提取物、光催化剂、陶瓷废泥粉料、高温粘结剂、减水剂、助烧剂、粘结剂、发泡剂为辅助原理，通过合理的优化配比，制得的保温砖，不仅具有较好的保温、抗压、抗开裂和防水性能，而且具有空气净化功能，适用范围广，通过光催化和物理吸附协同作用，可以有效净化空气；
（2）、本发明采用纳米二氧化硅、柠檬酸盐和硬脂酸钠对矿渣微粉处理得到改性矿渣微粉，可以改保温砖的综合性能，改性处理后的矿渣微粉对增强保温砖的强度和降低水泥的水化热均有较为显著的促进作用，另外，改性矿渣微粉中，纳米二氧化硅在矿渣微粉之间形成致密网络，使得改性矿渣微粉更加致密，可以起到抗渗、防水和保温作用；
（3）、本发明在原料中添加改性中空陶瓷微球，采用硅溶胶和钛白粉制得改性中空陶瓷微球，由于钛白粉中主要成份为二氧化钛，加上硅溶胶本身的粘结性能，可以将二氧化钛包覆于中空陶瓷微球表面，增强了中空陶瓷微球的强度，另外硅溶胶包覆二氧化钛还增强了中空陶瓷微球的保温效果；
（4）、本发明在原料中添加混合纤维，使得制得的成品使用寿命长、抗老化、不易开裂、遇热不易变形，其中，硅酸铝纤维具有低导热率、优良的热稳定性及化学稳定性，矿物棉纤维具有不燃、不霉、不蛀等优点，玻璃棉纤维是一种无机质纤维，具有成型好、体积密度小、热导率低、保温绝热、吸音性能好、耐腐蚀、化学性能稳定等优点；
（5）、本发明在原料中添加光催化剂，氧化分解大多数空气污染成分有强效的分解作用，作为催化剂，能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，可有效去除室内空气中的污染成分；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能；
（6）、本发明在烧制过程中，在发泡剂、粘结剂和混合纤维的作用下，改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、陶瓷废泥粉料和膨胀蛭石复合形成具有复杂孔隙的结构，具有吸附功能，经多次测试证明，月见草提取物除了具有去异味的功能外，还可以润滑混合纤维，使其将其他原料进行有效搭接，增强体系强度和促进结构生成。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种具有空气净化功能的保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥55份、改性矿渣微粉35份、改性中空陶瓷微球25份、混合纤维15份、膨胀蛭石15份、月见草提取物10份、光催化剂10份、陶瓷废泥粉料5份、高温粘结剂5份、减水剂4份、助烧剂4份、粘结剂2份、发泡剂2份和适量水。
其中，
所述改性矿渣微粉包括以下份计的原料：矿渣微粉24份、纳米二氧化硅9份、柠檬酸盐4份和硬脂酸钠1.2份；
改性矿渣微粉的制备方法为：将矿渣微粉放入浓盐酸中，搅拌分散30min，过滤，洗涤至中性，干燥处理后在200摄氏度条件下处理2h，然后将纳米二氧化硅、柠檬酸盐和硬脂酸钠按照配比混合，并升温至50摄氏度，加入前述矿渣微粉，分散均匀，得到所述改性矿渣微粉。
其中，
所述改性中空陶瓷微球包括以下份计的原料：中空陶瓷微球10份、硅溶胶9份和钛白粉4份，所述中空陶瓷微球的粒径为30微米；
所述改性中空陶瓷微球的制备方法为：
将中空陶瓷微球放入容器中，然后保持45℃的水浴条件，以喷雾形式用硅溶胶向中空陶瓷微球表面喷洒，然后将钛白粉加入至容器，搅拌分散均匀，得到所述改性中空陶瓷微球。
其中，
所述混合纤维包括以下份计的原料：黄麻纤维3份、硅酸铝纤维2份、木棉纤维2份、石棉纤维0.7份、玻璃棉纤维0.3份和粘胶纤维0.3份；
混杂纤维的制备方法为：
（1）、将黄麻纤维和木棉纤维放入质量分数为20%的酚醛树脂水溶液浸泡2h，取出，水洗并干燥；
（2）、将石棉纤维放入质量分数为20%的氢氧化钾溶液中浸泡50~60min，保持浸泡温度为35~40℃，取出，水洗并干燥；
（3）、将前述黄麻纤维、木棉纤维和石棉纤维按照配比混合，然后加入粘胶纤维、玻璃棉纤维和硅酸铝纤维，搅拌均匀，得到所述混合纤维。
其中，
所述月见草提取物的制备方法为：
（1）、将月见草粉碎，放入15~18倍重量份的60～70％乙醇溶液回流提取1～3次，每次1～3h，将提取液过滤合并，回收溶剂，再加入40～50℃水中溶解，得到粗提液；
（2）、向粗提液加入稀土氯化物混合，搅匀，得到混合液；
（3）、将混合液放入大孔树脂柱，先水洗至无色，然后用体积浓度为35～45％乙醇 洗脱，回收乙醇，干燥，得到月见草提取物。
其中，
所述光催化剂为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化锡和纳米二氧化锆中的一种或几种的混合物。
所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的废水、磨屑、砖屑以及污水中很难沉淀的微粒悬浮物，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成粒径为0.2~1.2mm的粉料。
其中，
所述助烧剂为TiO2微粉、MgO微粉、Cr2O3微粉、MgF2微粉和AlF3微粉中的任一种，所述高温粘结剂为氢氧化铝，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本发明提供一种具有空气净化功能的保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备浆料
按照配比将硅酸盐水泥、改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、混合纤维、月见草提取物、光催化剂、陶瓷废泥粉料、膨胀蛭石、高温粘结剂、减水剂、助烧剂、粘结剂加入至搅拌容器中，加入水，充分分散均匀，得到浆料；
（2）、边搅拌边向步骤（1）得到的浆料中加入发泡剂，搅拌混合均匀，得到发泡浆料；
（3）、将步骤（2）得到的发泡浆料注入模具中，直至达到模具容积的40%为止，在51摄氏度条件下养护1h后拆模，然后将混凝土加工成型，并在1.1MPa的蒸汽压力条件下保持180摄氏度养护7h，得到所述具有空气净化功能的保温砖。
实施例2
一种具有空气净化功能的保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥65份、改性矿渣微粉45份、改性中空陶瓷微球30份、混合纤维25份、膨胀蛭石25份、月见草提取物20份、光催化剂20份、陶瓷废泥粉料15份、高温粘结剂10份、减水剂6份、助烧剂6份、粘结剂5份、发泡剂5份和适量水。
其中，
所述改性矿渣微粉包括以下份计的原料：矿渣微粉26份、纳米二氧化硅11份、柠檬酸盐7份和硬脂酸钠1.8份；
改性矿渣微粉的制备方法为：将矿渣微粉放入浓盐酸中，搅拌分散40min，过滤，洗涤至中性，干燥处理后在300摄氏度条件下处理3h，然后将纳米二氧化硅、柠檬酸盐和硬脂酸钠按照配比混合，并升温至60摄氏度，加入前述矿渣微粉，分散均匀，得到所述改性矿渣微粉。
其中，
所述改性中空陶瓷微球包括以下份计的原料：中空陶瓷微球18份、硅溶胶10份和钛白粉7份，所述中空陶瓷微球的粒径为40微米；
所述改性中空陶瓷微球的制备方法为：
将中空陶瓷微球放入容器中，然后保持65℃的水浴条件，以喷雾形式用硅溶胶向中空陶瓷微球表面喷洒，然后将钛白粉加入至容器，搅拌分散均匀，得到所述改性中空陶瓷微球。
其中，
所述混合纤维包括以下份计的原料：黄麻纤维5份、硅酸铝纤维4份、木棉纤维4份、石棉纤维1.5份、玻璃棉纤维0.6份和粘胶纤维0.6份；
混杂纤维的制备方法为：
（1）、将黄麻纤维和木棉纤维放入质量分数为35%的酚醛树脂水溶液浸泡3h，取出，水洗并干燥；
（2）、将石棉纤维放入质量分数为25%的氢氧化钾溶液中浸泡60min，保持浸泡温度为40℃，取出，水洗并干燥；
（3）、将前述黄麻纤维、木棉纤维和石棉纤维按照配比混合，然后加入粘胶纤维、玻璃棉纤维和硅酸铝纤维，搅拌均匀，得到所述混合纤维。
其中，
所述月见草提取物的制备方法为：
（1）、将月见草粉碎，放入18倍重量份的70％乙醇溶液回流提取3次，每次3h，将提取液过滤合并，回收溶剂，再加入50℃水中溶解，得到粗提液；
（2）、向粗提液加入稀土氯化物混合，搅匀，得到混合液；
（3）、将混合液放入大孔树脂柱，先水洗至无色，然后用体积浓度为45％乙醇 洗脱，回收乙醇，干燥，得到月见草提取物。
其中，
所述光催化剂为纳米氧化锌。
所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的废水、磨屑、砖屑以及污水中很难沉淀的微粒悬浮物，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成粒径为1.2mm的粉料。
所述助烧剂为MgO微粉，所述高温粘结剂为氢氧化铝，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本实施例中提供一种具有空气净化功能的保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备浆料
按照配比将硅酸盐水泥、改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、混合纤维、月见草提取物、光催化剂、陶瓷废泥粉料、膨胀蛭石、高温粘结剂、减水剂、助烧剂、粘结剂加入至搅拌容器中，加入水，充分分散均匀，得到浆料；
（2）、边搅拌边向步骤（1）得到的浆料中加入发泡剂，搅拌混合均匀，得到发泡浆料；
（3）、将步骤（2）得到的发泡浆料注入模具中，直至达到模具容积的65%为止，在55摄氏度条件下养护2h后拆模，然后将混凝土加工成型，并在1.4MPa的蒸汽压力条件下保持182摄氏度养护9h，得到所述具有空气净化功能的保温砖。
实施例3
一种具有空气净化功能的保温砖，包括以下份计的原料：硅酸盐水泥60份、改性矿渣微粉40份、改性中空陶瓷微球27份、混合纤维20份、膨胀蛭石20份、月见草提取物15份、光催化剂15份、陶瓷废泥粉料10份、高温粘结剂7份、减水剂5份、助烧剂5份、粘结剂3.5份、发泡剂3.5份和适量水。
其中，
所述改性矿渣微粉包括以下份计的原料：矿渣微粉25份、纳米二氧化硅10份、柠檬酸盐5.5份和硬脂酸钠1.5份；
改性矿渣微粉的制备方法为：将矿渣微粉放入浓盐酸中，搅拌分散35min，过滤，洗涤至中性，干燥处理后在250摄氏度条件下处理2.5h，然后将纳米二氧化硅、柠檬酸盐和硬脂酸钠按照配比混合，并升温至55摄氏度，加入前述矿渣微粉，分散均匀，得到所述改性矿渣微粉。
其中，
所述改性中空陶瓷微球包括以下份计的原料：中空陶瓷微球14份、硅溶胶9.5份和钛白粉5.5份，所述中空陶瓷微球的粒径为35微米；
所述改性中空陶瓷微球的制备方法为：
将中空陶瓷微球放入容器中，然后保持55℃的水浴条件，以喷雾形式用硅溶胶向中空陶瓷微球表面喷洒，然后将钛白粉加入至容器，搅拌分散均匀，得到所述改性中空陶瓷微球。
其中，
所述混合纤维包括以下份计的原料：黄麻纤维4份、硅酸铝纤维3份、木棉纤维3份、石棉纤维1.1份、玻璃棉纤维0.4份和粘胶纤维0.4份；
混杂纤维的制备方法为：
（1）、将黄麻纤维和木棉纤维放入质量分数为25%的酚醛树脂水溶液浸泡2.5h，取出，水洗并干燥；
（2）、将石棉纤维放入质量分数为22%的氢氧化钾溶液中浸泡55min，保持浸泡温度为37℃，取出，水洗并干燥；
（3）、将前述黄麻纤维、木棉纤维和石棉纤维按照配比混合，然后加入粘胶纤维、玻璃棉纤维和硅酸铝纤维，搅拌均匀，得到所述混合纤维。
其中，
所述月见草提取物的制备方法为：
（1）、将月见草粉碎，放入16倍重量份的65％乙醇溶液回流提取2次，每次2h，将提取液过滤合并，回收溶剂，再加入45℃水中溶解，得到粗提液；
（2）、向粗提液加入稀土氯化物混合，搅匀，得到混合液；
（3）、将混合液放入大孔树脂柱，先水洗至无色，然后用体积浓度为40％乙醇 洗脱，回收乙醇，干燥，得到月见草提取物。
其中，
所述光催化剂为纳米氧化锡。
所述陶瓷废泥粉料为陶瓷墙地砖制品在生产加工抛光过程中产生的废水、磨屑、砖屑以及污水中很难沉淀的微粒悬浮物，经过添加无机絮凝剂处理后产生的固体废弃物，经过脱水、干燥、分选、磁选去除废金属、粉碎、筛分后制成粒径为0.8mm的粉料。
所述助烧剂为Cr2O3微粉，所述高温粘结剂为氢氧化铝，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
本实施例中提供一种具有空气净化功能的保温砖的制备方法，包括如下步骤：
（1）、制备浆料
按照配比将硅酸盐水泥、改性矿渣微粉、改性中空陶瓷微球、混合纤维、月见草提取物、光催化剂、陶瓷废泥粉料、膨胀蛭石、高温粘结剂、减水剂、助烧剂、粘结剂加入至搅拌容器中，加入水，充分分散均匀，得到浆料；
（2）、边搅拌边向步骤（1）得到的浆料中加入发泡剂，搅拌混合均匀，得到发泡浆料；
（3）、将步骤（2）得到的发泡浆料注入模具中，直至达到模具容积的55%为止，在53摄氏度条件下养护1.5h后拆模，然后将混凝土加工成型，并在1.3MPa的蒸汽压力条件下保持181摄氏度养护8h，得到所述具有空气净化功能的保温砖。
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。