CN106046670A - 石墨烯改性的浆体保温材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种石墨烯改性的浆体保温材料，按照重量份数计算，包括以下原料制成：聚苯乙烯颗粒5～10份、环氧改性酚醛树脂20～40份、包膜膨胀珍珠岩10～15份、石墨烯5～10份、甲基苯基甲氧基硅油3～5份、稳定剂1～3份和增韧剂0.1～1份。制备方法为：1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；2)将步骤1)得到的混合物加热到70～90℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；3)将混合物B置于真空条件下，然后加入稳定剂和增韧剂搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。该保温材料抗折强度达12MPa以上，吸水率小，导热系数低。

Description

石墨烯改性的浆体保温材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性的浆体保温材料。

背景技术

我国每年城乡新建房屋建筑面积近20亿平方米，既有建筑近420亿平方米，建筑能耗已占全国总能耗的27％以上，建筑节能问题已成为我国可持续发展的重要环节，尤其是围护结构的节能具有特别重要的地位。挤塑聚苯板(XPS)或膨胀聚苯板(EPS)等最常用的保温材料，尽管具有导热系数低和密度小等优点，但作为有机材料，其可燃性造成了很大的安全隐患，近年来，北京、上海、沈阳等地发生了因保温层燃烧而引起的“央视大楼”、“上海教师公寓”、“沈阳万鑫酒店”火灾，充分暴露出传统有机保温材料的防火缺陷。

我国的保温材料目前正处于发展时期，虽然取得了一些可喜的进步，但总体上技术水平落后，尤其浆体保温材料的研究开发方面，更是相对落后。目前我国大量应用在土建工程上的浆体保温材料仍然是以传统浆体膨胀珍珠岩保温材料为主，其吸水率很大，抗裂性、耐侯性差，应用有很大局限性，施工时需多次成活，施工效率低下，保温砂浆为现场配。如何利用工业的废弃物开发出性能优异的保温材料实现节能降耗、节约资源、减小环境污染，是当前我国浆体保温材料研究的热点，是适合中国国情的保温材料研究方向。

发明内容

为解决上述我国现有保温材料存在的问题，本发明提出一种石墨烯改性的浆体保温材料，该保温材料抗折强度达12MPa以上，吸水率小，导热系数低。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种石墨烯改性的浆体保温材料，按照重量份数计算，包括以下原料制成：

聚苯乙烯颗粒5～10份、环氧改性酚醛树脂20～40份、包膜膨胀珍珠岩10～15份、石墨烯5～10份、甲基苯基甲氧基硅油3～5份、稳定剂1～3份和增韧剂0.1～1份，其中，所述石墨烯是经过氢氧化钠溶液浸泡后由叔丁基酚醛树脂改性得到，所述氢氧化钠溶液中添加有5-8wt％拉开粉。

进一步，所述包膜膨胀珍珠岩通过以下方法制备而得：

a)取膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至200～250℃，并加入粉煤灰和铁黑粉，搅拌均匀，其中膨胀珍珠岩与粉煤灰以及铁黑粉的质量比为100:1～3:2～4；

b)接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30～60min，即得包膜膨胀珍珠岩。

进一步，所述稳定剂为复合铅类稳定剂、钙锌类稳定剂或有机锡稳定剂。

进一步，所述增韧剂为天然橡胶、丁腈橡胶、羟基丁腈橡胶、羟端基聚丁二烯中的一种或一种以上的混合物。

本发明的另一个目的是提供一种石墨烯改性的浆体保温材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；

2)将步骤1)得到的混合物加热到70～90℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；

3)将混合物B置于真空条件下，然后加入稳定剂和增韧剂搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。

本发明的有益效果：

1、与现有有机保温材料相比，本发明克服了有机保温材料的易燃、强度低、耐老化性差、使用寿命短的缺点，保留了有机保温材料的质轻、导热系数低的优点。

2、与现有无机保温材料相比，本发明克服了无机保温材料的导热系数大、保温效果差的缺点，保留了无机保温材料的防火阻燃、变形系数小、抗老化、性能稳定、使用寿命长的优点。

3、按本发明所述方法制备的石墨烯改性的浆体保温材料样品表观密度为导热系数0.03～0.06W/(m·K)、抗压强度12～16MPa，吸水率为8～15％，材料综合性能介于现有有机、无机保温材料之间。

具体实施方式

实施例1

一种石墨烯改性的浆体保温材料，按照重量份数计算，包括以下原料制成：

聚苯乙烯颗粒5份、环氧改性酚醛树脂30份、包膜膨胀珍珠岩10份、石墨烯5份、甲基苯基甲氧基硅油3份、二月桂酸二丁基锡1份和丁腈橡胶0.1份，其中，所述石墨烯是经过氢氧化钠溶液浸泡后由叔丁基酚醛树脂改性得到，所述氢氧化钠溶液中添加有5wt％拉开粉。

其中，所述包膜膨胀珍珠岩通过以下方法制备而得：

a)取膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至220℃，并加入粉煤灰和铁黑粉，搅拌均匀，其中膨胀珍珠岩与粉煤灰以及铁黑粉的质量比为100:2:4；

b)接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌40min，即得包膜膨胀珍珠岩。

浆体保温材料制备方法，包括以下步骤：

1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；

2)将步骤1)得到的混合物加热到70℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；

3)将混合物B置于真空条件下，然后加入二月桂酸二丁基锡和丁腈橡胶搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。

实施例2

一种石墨烯改性的浆体保温材料，按照重量份数计算，包括以下原料制成：

聚苯乙烯颗粒8份、环氧改性酚醛树脂20份、包膜膨胀珍珠岩13份、石墨烯7份、甲基苯基甲氧基硅油4份、固体钙锌稳定剂2份和羟基丁腈橡胶0.5份，其中，所述石墨烯是经过氢氧化钠溶液浸泡后由叔丁基酚醛树脂改性得到，所述氢氧化钠溶液中添加有7wt％拉开粉。

包膜膨胀珍珠岩通过以下方法制备而得：

a)取膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至200℃，并加入粉煤灰和铁黑粉，搅拌均匀，其中膨胀珍珠岩与粉煤灰以及铁黑粉的质量比为100:1:2；

b)接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30min，即得包膜膨胀珍珠岩。

浆体保温材料制备方法，包括以下步骤：

1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；

2)将步骤1)得到的混合物加热到80℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；

3)将混合物B置于真空条件下，然后加入固体钙锌稳定剂和羟基丁腈橡胶搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。

实施例3

一种石墨烯改性的浆体保温材料，按照重量份数计算，包括以下原料制成：

聚苯乙烯颗粒10份、环氧改性酚醛树脂40份、包膜膨胀珍珠岩15份、石墨烯10份、甲基苯基甲氧基硅油5份、液体钙锌稳定剂3份和天然橡胶1份，其中，所述石墨烯是经过氢氧化钠溶液浸泡后由叔丁基酚醛树脂改性得到，所述氢氧化钠溶液中添加有5-8wt％拉开粉。

所述包膜膨胀珍珠岩通过以下方法制备而得：

a)取膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至250℃，并加入粉煤灰和铁黑粉，搅拌均匀，其中膨胀珍珠岩与粉煤灰以及铁黑粉的质量比为100:3:4；

b)接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌60min，即得包膜膨胀珍珠岩。

制备方法为：

1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；

2)将步骤1)得到的混合物加热到90℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；

3)将混合物B置于真空条件下，然后加入液体钙锌稳定剂和天然橡胶搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (5)

1.一种石墨烯改性的浆体保温材料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下原料制成：

聚苯乙烯颗粒5～10份、环氧改性酚醛树脂20～40份、包膜膨胀珍珠岩10～15份、石墨烯5～10份、甲基苯基甲氧基硅油3～5份、稳定剂1～3份和增韧剂0.1～1份，其中，所述石墨烯是经过氢氧化钠溶液浸泡后由叔丁基酚醛树脂改性得到，所述氢氧化钠溶液中添加有5-8wt％拉开粉。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性的浆体保温材料，其特征在于，所述包膜膨胀珍珠岩通过以下方法制备而得：

a)取膨胀珍珠岩加入到包衣机中加热至200～250℃，并加入粉煤灰和铁黑粉，搅拌均匀，其中膨胀珍珠岩与粉煤灰以及铁黑粉的质量比为100:1～3:2～4；

b)接着包衣机一端喷洒蒸馏水将膨胀珍珠岩浸湿，一端喷洒环氧树脂粉料，并不断搅拌30～60min，即得包膜膨胀珍珠岩。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性的浆体保温材料，其特征在于，所述稳定剂为复合铅类稳定剂、钙锌类稳定剂或有机锡稳定剂。

4.根据权利要求1所述的石墨烯改性的浆体保温材料，其特征在于，所述增韧剂为天然橡胶、丁腈橡胶、羟基丁腈橡胶、羟端基聚丁二烯中的一种或一种以上的混合物。

5.一种如权利要求1所述的石墨烯改性的浆体保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照上述配比，称取聚苯乙烯颗粒、包膜膨胀珍珠岩与石墨烯搅拌混合，得混合物A；

2)将步骤1)得到的混合物加热到70～90℃，然后加入环氧改性酚醛树脂与甲基苯基甲氧基硅油搅拌，得混合物B；

3)将混合物B置于真空条件下，然后加入稳定剂和增韧剂搅拌均匀，然后冷却至室温，即得。