CN104710697B - 一种隔音聚苯乙烯泡沫板材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石10～16份，杜仲胶12～18份，发泡剂0.5～2份，成核剂1～2份，相容剂1～4份，抗氧剂0.1～1份，填料5～9份，钛酸酯偶联剂0.1～1份。本发明还提供了该隔音聚苯乙烯泡沫板材的制备方法。本发明提供的隔音聚苯乙烯泡沫板材的隔音性能较好，能应用于需要隔音的场合。
Description
技术领域：
本发明涉及一种建筑板材，特别是涉及一种隔音聚苯乙烯泡沫板材及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯(Polystyrene，缩写为PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高、刚度大、玻璃化温度高、性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品，例如聚苯乙烯泡沫板材，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体、屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等。
公开号为CN101475720B、公开日为2011.04.20、申请人为王志辉的中国专利申请公开了“增强聚苯乙烯纤维泡沫板”，其制备原料中包括长度为5-30mm的合成纤维，占原料总重量的5-20％，其生产方法包括聚苯乙烯颗粒预发泡、聚苯乙烯颗粒熟化、合成纤维的添加、模塑/挤压成型工序。该发明可有效增强聚苯板的抗拉强度、抗弯强度和尺寸稳定性及提高其抗冲击性，不过其隔音性能不是很好，不能 适用于需要隔音的场合，限制了其应用范围。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其隔音性能较好，能应用于需要隔音的场合。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：
优选地，本发明所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或三氯氟甲烷。
优选地，本发明所述成核剂为滑石粉。
优选地，本发明所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物。
优选地，本发明所述抗氧剂为酚类抗氧剂。
优选地，本发明所述填料为碳酸钙或氧化锌。
本发明要解决的另一技术问题是提供上述隔音聚苯乙烯泡沫板 材的制备方法。
为解决上述技术问题，技术方案是：
一种新型隔音聚苯乙烯泡沫板材的制备方法，其步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、相容剂、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、发泡剂、成核剂、抗氧剂、填料、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
优选地，所述步骤(1)中，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25。
优选地，所述步骤(2)中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3。
优选地，所述步骤(5)中，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm。
由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)海泡石是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，具有较大的比表面积和独特的大小不一的孔道，经过酸化以及偶联剂改性处理后，海泡石的表面呈现亲油性，而且层间距增大，聚苯乙烯插层进入海泡石中，形成了界面相容性较好的剥离型复合材料，当声波入射到复合材料时会引起海泡石中孔道的空气压缩，空气的粘滞性以及空气与孔道之间的导热作用可导致声能衰减，而且孔道可形成吸音通道，声音在长距离的孔道中传播时会越来越弱，这样可有效提高复合材料的隔音性能；
2)杜仲胶是一种具有高阻尼性的热塑性材料，其通过相容剂可与聚苯乙烯基体产生较好的界面结合，并能较好地分散于聚苯乙烯基体中，其高阻尼性可对复合材料受到的入射声波产生较好的阻隔作用，从而进一步提高复合材料的隔音性能。
具体实施方式：
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石12份，杜仲胶18份，偶氮二甲酰胺0.5份，滑石粉1.4份，苯乙烯-马来酸酐共聚物2份，酚类抗氧剂0.1份，碳酸钙6份，钛酸酯偶联剂0.6份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉 与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、偶氮二甲酰胺、滑石粉、酚类抗氧剂、碳酸钙、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
实施例2
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石10份，杜仲胶14份，三氯氟甲烷0.8份，滑石粉2份，苯乙烯-马来酸酐共聚物1份，酚类抗氧剂0.5份，碳酸钙7份，钛酸酯偶联剂0.5份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、三氯氟甲烷、滑石粉、酚类抗氧剂、碳酸钙、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
实施例3
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石14份，杜仲胶15份，三氯氟甲烷2份，滑石粉1.6份，苯乙烯-马来酸酐共聚物4份，酚类抗氧剂0.2份，氧化锌9份，钛酸酯偶联剂0.1份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中， 酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、三氯氟甲烷、滑石粉、酚类抗氧剂、氧化锌、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
实施例4
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石16份，杜仲胶16份，偶氮二甲酰胺1份，滑石粉1.8份，苯乙烯-马来酸酐共聚物3.5份，酚类抗氧剂1份，氧化锌5份，钛酸酯偶联剂1份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、偶氮二甲酰胺、滑石粉、酚类抗氧剂、氧化锌、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
实施例5
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石15份，杜仲胶12份，偶氮二甲酰胺1.5份，滑石粉1.5份，苯乙烯-马来酸酐共聚物2.5份，酚类抗氧剂0.4份，氧化锌8份，钛酸酯偶联剂0.4份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、偶氮二甲酰胺、滑石粉、酚类抗氧剂、氧化锌、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
实施例6
一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其重量份组成为：聚苯乙烯100份，有机海泡石11份，杜仲胶17份，三氯氟甲烷1.4份，滑石粉1份，苯乙烯-马来酸酐共聚物3份，酚类抗氧剂0.8份，碳酸钙7.5份，钛酸酯偶联剂0.8份。
其制备方法的步骤如下：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3，磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、苯乙烯-马来酸酐共聚物、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、三氯氟甲烷、滑石粉、酚类抗氧剂、碳酸钙、钛酸 酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材。
经测试，实施例1-6制得的复合材料以及对比例的吸音系数和隔音量如下表所示，其中，对比例为公开号为CN101475720B的中国专利：
由上表可见，本发明制得的复合材料的吸音系数和隔音量均好于对比例，具有较好的隔音性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (1)
1.一种隔音聚苯乙烯泡沫板材，其特征在于：其重量份组成为：
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺或三氯氟甲烷；
所述成核剂为滑石粉；
所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；
所述抗氧剂为酚类抗氧剂；
所述填料为碳酸钙或氧化锌；
所述的一种隔音聚苯乙烯泡沫板材通过下述的制备方法制备得到：
(1)将海泡石粉碎后制得海泡石粉，将海泡石粉、浓度为1.6mol/L的盐酸溶液一起加入75℃的恒温水浴中并搅拌，5小时后停止搅拌，取出后过滤，用去离子水洗涤3次，置于干燥箱110℃下干燥1小时后得到酸化海泡石；
(2)将硅烷偶联剂溶于乙醇溶液中混合均匀后制得质量分数为12％的偶联剂溶液，将步骤(1)得到的酸化海泡石溶于偶联剂溶液中， 磁力搅拌2小时后停止，取出后置于干燥箱90℃干燥2小时，得到改性海泡石；
(3)将杜仲胶、相容剂、1/5的聚苯乙烯一起加入高速混合机混合10分钟，得到预混料；
(4)将步骤(3)得到的预混料、其余聚苯乙烯、步骤(2)得到的改性海泡石、发泡剂、成核剂、抗氧剂、填料、钛酸酯偶联剂一起加入高速搅拌机搅拌30分钟，得到混合料；
(5)将步骤(4)得到的混合料加入挤出机挤出，得到粒料，将粒料冷却定型、干燥后进行裁切，得到隔音聚苯乙烯泡沫板材；
所述步骤(1)中，海泡石粉与盐酸溶液的重量比为1:25；
所述步骤(2)中，酸化海泡石与偶联剂溶液的重量比为50:3；
所述步骤(5)中，挤出时的温度为180～220℃，螺杆转速为300～600rpm。
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhan Jinchi Inventor before: Dong Fenfang |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180223 Address after: 528000 Guangdong city of Foshan Province Nanhai District Danzao Town Industrial Road No. 33 three Applicant after: Guangdong hongtaizhuxin Steel Structure Co. Address before: 313000 Zhejiang Province, Huzhou District of Wuxing City, adjacent to mountain road Applicant before: HUZHOU GUOXIN MATERIALS CO., LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |