[发明专利]一种具有光催化调温调湿性能的建筑复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑节能技术领域，具体涉及一种具有光催化调温调湿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。

发明内容

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。

本发明一种具有光催化调温调湿性能的建筑复合材料，该复合材料按重量百分比配方如下：

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数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，获得癸酸-棕榈酸。

本发明同时提供了上述具有光催化调温调湿性能的建筑复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)癸酸-棕榈酸/TiO₂分散液制备：按照权利要求1的配方比例，将癸酸- 棕榈酸与总用量30％的无水乙醇、去离子水混合，用恒温磁力搅拌器在中速， 50.0℃水浴条件下搅拌10min，然后超声分散5min，调整pH为1～2，获得癸酸- 棕榈酸分散液；将钛酸丁酯分散在总用量40％的无水乙醇中，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癸酸-棕榈酸分散液中，控制 30min滴完，获得癸酸-棕榈酸/TiO₂分散液。

(2)癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂凝胶的制备：将正硅酸乙酯加入到剩余的总用量30％的无水乙醇，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)制备的癸酸-棕榈酸/TiO₂分散液中，50℃水浴条件下，中速磁力搅拌30min，获得癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂凝胶。

(3)癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂复合材料的制备：将步骤(2)制备的癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂凝胶于60℃水浴中陈化2h，最后放入80℃真空干燥箱烘干，获得癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂复合材料。

本发明的科学原理：

1)癸酸-棕榈酸/TiO₂分散液制备机理

癸酸-棕榈酸的相变温度约为18℃～22℃之间，为提高癸酸-棕榈酸在无水乙醇，去离子水中的分散效果，将温度设置为50℃以保证癸酸-棕榈酸完全液化。磁力搅拌和超声分散有助于提高分散效果，细化癸酸-棕榈酸颗粒，减少颗粒团聚现象。调整pH，酸性环境促使生产的TiO₂向锐钛矿转变，提高光催化效果。钛酸丁酯的水解速度较快，通过控制滴加速度调整钛酸丁酯的水解速度，保证生成的TiO₂附着在癸酸-棕榈酸表面。

2)癸酸-棕榈酸/TiO₂@SiO₂复合材料的制备机理

在酸的催化作用下，分散液中硅酸四乙酯既发生水解反应，又发生缩合反应，形成以Si-OH基团为主、交联度比较低的溶胶态，其具有三维网络结构，是具有一定立体空间和尺寸的松散网络状态“笼结构”，这为嵌固癸酸-棕榈酸 /TiO₂的搭建了骨架，以方便癸酸-棕榈酸更容易地嵌入“笼结构”中，形成癸酸- 棕榈酸/TiO₂@SiO₂溶胶。