CN105131157B - 一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法、其产品及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能保温材料领域,具体涉及一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法、其产品及应用。该方法包括以下步骤:1)采用水相云母钛的原位低温疏水改性工艺,以水为分散介质,利用疏水改性剂对原料云母钛粉体进行表面疏水改性,再经抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体;2)利用悬浮聚合原位填充工艺,在机械搅拌作用下将油系辅料分散于水系辅料中,加热进行聚合反应,聚合后期加入发泡剂、升温继续聚合至粒子硬化、洗涤得到可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子,再经发泡成型,得到云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料。本发明工艺简单、复合粒子粒径可控、成本低廉、无有机溶剂、对环境友好、易工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于节能保温材料领域,具体涉及一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法、其产品及应用。
背景技术
随着保温材料市场竞争日益加剧,建筑外墙保温领域对发泡聚苯乙烯(EPS)保温材料的保温性能和阻燃性能提出了更高的要求。为顺应我国节能减排策略,同时满足保温建材防火等级提升的需要。急需开发一种高性能的EPS产品,既能降低制冷和保暖的成本,减少二氧化碳的排放,又能同步提升EPS的阻燃性能。本发明制备的云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料具有优异的隔热保温性能和阻燃性能,该技术工艺简单,易于工业化生产。目前,国内没有云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的技术报道。
目前,通常采用以下两种方法制备云母钛聚苯乙烯保温材料。第一种方法是表面涂层法,在EPS保温板的外层涂覆一层云母片,该方法必须利用胶黏剂将云母片与EPS保温板粘合在一起,胶黏剂中含易挥发有毒溶剂,污染环境,还容易破坏EPS保温板结构,工艺复杂,应用领域大大受限。第二种方法是共混造粒法,利用共混工艺将聚苯乙烯与云母钛粉体加热熔融,经共混、挤出造粒、发泡剂浸渍、发泡成型等工序制备,但是,云母钛粉体与聚苯乙烯的界面相容性很差,难以在聚苯乙烯基体中均匀分散,大大降低了聚苯乙烯的力学性能,此外该工艺的工序复杂、成本高,难以广泛应用。因此本发明立足解决上述工艺中的问题,设计了一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法、其产品及应用。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明提供了一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法、其产品及应用。
一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,包括以下步骤:
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
以水为分散介质、在机械搅拌作用下,将云母钛粉体分散在水中,在一定的改性温度下加入疏水改性剂,对云母钛表面进行疏水改性,再经抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体;
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
在机械搅拌作用下,将油系辅料分散于水系辅料中,缓慢升温至聚合温度进行聚合反应,聚合后期加入发泡剂、升温继续聚合至粒子硬化、洗涤得到可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子,再经发泡成型,得到云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料,其中:
所述油系辅料包括苯乙烯单体、引发剂、阻燃剂和步骤1)得到的亲油性云母钛粉体;
所述水系辅料包括去离子水、无机主悬浮剂、无机助悬浮剂、水溶性高分子悬浮剂和表面活性剂。
具体的,步骤1)中:
所述的云母钛是片状黑色云母表面经纳米二氧化钛包覆过的复合粉体;
所述的疏水改性剂是十八烯酸、十六醇、十八醇、聚乙二醇磷酸酯或聚丙二醇磷酸酯中的任意一种,优选的为十八烯酸。
具体的,步骤2)中:
所述引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种,优选的为过氧化苯甲酰。
所述阻燃剂选自六溴环十二烷或十溴二苯醚中的任意一种或两者混合,优选的为六溴环十二烷;
所述无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种,优选的为活性磷酸钙;
所述无机助悬浮剂选自无水硫酸钠或无水硫酸氢钠中的任意一种,优选的为无水硫酸钠;
所述水溶性高分子悬浮剂选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚丙烯酸盐类、聚乙烯吡咯烷酮、明胶或纤维素醚中的任意一种,优选的为聚乙烯醇;
所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚或非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚中的任意一种,优选的为十二烷基苯磺酸钠。
优选的,步骤1)中,改性温度为55~65℃;步骤2)中,缓慢升温至聚合温度85~89℃,升温速率为0.5~1℃/min。
进一步的,步骤2)中,当体系达到聚合温度后,第一次补加无机主悬浮剂;当聚合过程进入悬浮聚合危险期时,第二次补加无机主悬浮剂和表面活性剂。
具体的,第一次添加的无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种,优选的为活性磷酸钙;
第二次添加的无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种,优选的为活性磷酸钙;
第二次添加的表面活性剂选自阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚或非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚中的任意一种,优选的为十二烷基苯磺酸钠。
优选的,云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法包括以下步骤:
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
在反应釜中依次加入去离子水400~800g、云母钛粉体40~160g,三叶式搅拌桨转速100~300转/分,充分搅拌分散10~25分钟,加热至改性温度55~65℃,加入疏水改性剂1.0~4.0g,反应25~35分钟,冷却并停止搅拌,抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,放置备用;
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
2a)水系辅料:依次向高压反应釜中加入去离子水300~500g、无机主悬浮剂0.5~4.0g、无机助悬浮剂0.5~2.0g、质量分数为0.02~0.05%表面活性剂水溶液5~15g、质量分数为6.0~10.0%水溶性高分子悬浮剂的水溶液15~30g,机械搅拌转速为150~300转/分,预分散5~10分钟;
2b)油系辅料:预先将苯乙烯单体150~250g、引发剂1.5~2.5g、阻燃剂3.0~9.0混合均匀,然后加入步骤1)得到的亲油性云母钛粉体2.0~10.0g,分散均匀后,将所有油系辅料加入步骤2a)所在的反应釜中,通入氮气排空反应釜中的空气,调节搅拌桨转速为150~300转/分,使苯乙烯单体小液滴在复配型悬浮剂、表面活性剂和机械搅拌剪切作用下,以设计的尺寸大小悬浮分散在水中,缓慢升温至聚合温度85~89℃,升温速率为0.5~1℃/min,补加无机主悬浮剂0.5~4.0g,反应1.5~2.5小时后,悬浮聚合危险期,需再补加无机主悬浮剂0.5~4.0g和质量分数为0.02~0.05%表面活性剂水溶液1.0~5.0g,保护聚合着的单体液滴不增大、不变形、反应平稳进行,并通过不断取样观察聚合粒子的长势及大小。随着聚合单体转化率增加,云母钛粉体被均匀地锚定在聚苯乙烯基体中;
2c)发泡剂填充:向步骤2a)反应釜中加入发泡剂戊烷10~20g,关闭加料和取样口,逐渐升高温度至108~114℃,继续反应4~6h,戊烷充分渗透到聚苯乙烯基体中,单体聚合完全,通过取样观察可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子完全硬化,停止反应;
2d)洗涤:冷却出料,将合成的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子用6~10%的盐酸水溶液和清水洗涤,除去表面的无机悬浮剂;
2e)发泡成型:用水蒸气对可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子进行发泡成型得到云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料。
进一步的,步骤1)中,加入疏水改性剂1.0~4.0g时还加入无水乙醇作为疏水改性剂的助溶剂,相应的添加量为0.5~2.0g。
本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料。
本发明还提供了上述云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的应用,用于制作建筑外墙保温板或泡沫保温箱。
本发明所提供的制备方法先利用水相云母钛的原位低温疏水改性工艺,在机械搅拌作用下,将云母钛分散在去离子水中,加入疏水改性剂,在较低的改性温度下反应,即得到疏水性云母钛粉体。再采用悬浮聚合原位填充工艺,直接将改性后的亲油性云母钛粉体分散于苯乙烯单体中,再加入引发剂和阻燃剂组成油系辅料,然后,在机械搅拌作用下,将油系辅料分散于由去离子水、表面活性剂、无机主悬浮剂、无机助悬浮剂、水溶性高分子悬浮剂,经加热聚合,后期通入发泡剂,聚合完全得到可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子,发泡成型得到云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料。片状云母钛的反射热辐射和隔热隔氧特性,可进一步降低聚苯乙烯保温材料的导热系数为0.031~0.034W/m·K,改善保温效果,同时在一定程度上提高阻燃性能,达B1级阻燃。本发明工艺简单、复合粒子粒径可控、成本低廉、无有机溶剂、对环境友好、易工业化生产。
附图说明
图1是根据本发明所提供的制备方法得到的亲油性云母钛粉体的光学照片。
图2是根据本发明所提供的制备方法得到的亲油性云母钛粉体在低倍下电子扫描电镜照片。
图3是根据本发明所提供的制备方法得到的亲油性云母钛粉体的在高倍下电子扫描电镜照片。
图4是根据本发明所提供的制备方法得到的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子的光学照片。
图5是根据本发明所提供的制备方法得到的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子发泡后光学照片。
图6是根据本发明所提供的制备方法得到的云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料的光学照片。
图7是根据本发明所提供的制备方法得到的云母钛聚苯乙烯保温材料横切面的电子扫描电镜照片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
在反应釜中依次加入去离子水500g、云母钛粉体50g,三叶式搅拌桨转速200转/分,充分搅拌分散12分钟,加热至改性温度57℃,加入疏水改性剂十八烯酸1.2g、无水乙醇0.6g,反应30分钟,冷却并停止搅拌,抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,放置备用。
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
2a)水系辅料:依次向高压反应釜中加入去离子水470g、无机主悬浮剂活性磷酸钙1.0g、无机助悬浮剂无水碳酸钠1.0g、质量分数为0.02%十二烷基苯磺酸钠水溶液6.0g、质量分数为8.0%聚乙烯醇的水溶液18g,机械搅拌转速为180转/分,预分散5分钟;
2b)油系辅料:预先将苯乙烯单体200g、引发剂2.0g、阻燃剂4.0g混合均匀,然后加入步骤1)得到的亲油性云母钛粉体4.0g,分散均匀后,将所有油系辅料加入步骤2a)所在的反应釜中,通入氮气排空反应釜中的空气,调节搅拌桨转速为200转/分,使苯乙烯单体小液滴在复配型悬浮剂、表面活性剂和机械搅拌剪切作用下,以设计的尺寸大小悬浮分散在水中,缓慢升温至聚合温度86℃,补加无机主悬浮剂活性磷酸钙1.0g,反应1.5小时后,悬浮聚合危险期,需再补加无机主悬浮剂活性磷酸钙1.2g和质量分数为0.02%十二烷基苯磺酸钠水溶液3.0g,保护聚合着的单体液滴不增大、不变形、反应平稳进行,并通过不断取样观察聚合粒子的长势及大小。随着聚合单体转化率增加,云母钛粉体被均匀地锚定在聚苯乙烯基体中;
2c)发泡剂填充:向步骤2a)反应釜中加入发泡剂戊烷12g,关闭加料和取样口,逐渐升高温度至108℃,继续反应6.0h,戊烷充分渗透到聚苯乙烯基体中,单体聚合完全,通过取样观察可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子完全硬化,停止反应;
2d)洗涤:冷却出料,将合成的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子用6%的盐酸水溶液和清水洗涤,除去表面的无机悬浮剂;
2e)发泡成型:用水蒸气对可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子进行发泡成型得到云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料。
对得到的云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料进行测量,导热系数可达到0.034W/m·K。
实施例2
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
在反应釜中依次加入去离子水500g、云母钛粉体60g,三叶式搅拌桨转速200转/分,充分搅拌分散13分钟,加热至改性温度58℃,加入疏水改性剂十八烯酸1.5g、无水乙醇0.8g,反应28分钟,冷却并停止搅拌,抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,放置备用。
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
2a)水系辅料:依次向高压反应釜中加入去离子水500g、无机主悬浮剂高岭土1.2g、无机助悬浮剂无水硫酸钠1.2g、质量分数为0.02%十二烷基苯磺酸钠水溶液8.0g、质量分数为8.0%聚乙烯醇的水溶液20g,机械搅拌转速为230转/分,预分散6分钟;
2b)油系辅料:预先将苯乙烯单体200g、引发剂2.1g、阻燃剂4.0g混合均匀,然后加入步骤1)得到的亲油性云母钛粉体6.0g,分散均匀后,将所有油系辅料加入步骤2a)所在的反应釜中,通入氮气排空反应釜中的空气,调节搅拌桨转速为200转/分,使苯乙烯单体小液滴在复配型悬浮剂、表面活性剂和机械搅拌剪切作用下,以设计的尺寸大小悬浮分散在水中,缓慢升温至聚合温度87℃,补加无机主悬浮剂高岭土1.2g,反应1.8小时后,悬浮聚合危险期,需再补加无机主悬浮剂高岭土1.2g和质量分数为0.02%十二烷基苯磺酸钠水溶液2.0g,保护聚合着的单体液滴不增大、不变形、反应平稳进行,并通过不断取样观察聚合粒子的长势及大小。随着聚合单体转化率增加,云母钛粉体被均匀地锚定在聚苯乙烯基体中;
2c)发泡剂填充:向步骤2a)反应釜中加入发泡剂戊烷11g,关闭加料和取样口,逐渐升高温度至109℃,继续反应5.5h,戊烷充分渗透到聚苯乙烯基体中,单体聚合完全,通过取样观察可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子完全硬化,停止反应;
2d)洗涤:冷却出料,将合成的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子用7%的盐酸水溶液和清水洗涤,除去表面的无机悬浮剂;
2e)发泡成型:用水蒸气对可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子进行发泡成型得到云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料。
对得到的云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料进行测量,导热系数可达到0.033W/m·K。
实施例3
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
在反应釜中依次加入去离子水400g、云母钛粉体70g,三叶式搅拌桨转速240转/分,充分搅拌分散20分钟,加热至改性温度63℃,加入疏水改性剂十八醇2.8g、无水乙醇0.9g,反应28分钟,冷却并停止搅拌,抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,放置备用。
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
2a)水系辅料:依次向高压反应釜中加入去离子水450g、无机主悬浮剂1.4g、无机助悬浮剂1.4g、质量分数为0.02%壬基酚聚氧乙烯醚水溶液10.0g、质量分数为8.0%羟乙基纤维素的水溶液23g,机械搅拌转速为240转/分,预分散8分钟;
2b)油系辅料:预先将苯乙烯单体200g、引发剂2.2g、阻燃剂6.0g混合均匀,然后加入步骤1)得到的亲油性云母钛粉体7.0g,分散均匀后,将所有油系辅料加入步骤2a)所在的反应釜中,通入氮气排空反应釜中的空气,调节搅拌桨转速为250转/分,使苯乙烯单体小液滴在复配型悬浮剂、表面活性剂和机械搅拌剪切作用下,以设计的尺寸大小悬浮分散在水中,缓慢升温至聚合温度88℃,补加无机主悬浮剂活性磷酸钙1.5g,反应2.2小时后,悬浮聚合危险期,需再补加无机主悬浮剂活性磷酸钙1.5g和质量分数为0.02%壬基酚聚氧乙烯醚水溶液3.0g,保护聚合着的单体液滴不增大、不变形、反应平稳进行,并通过不断取样观察聚合粒子的长势及大小。随着聚合单体转化率增加,云母钛粉体被均匀地锚定在聚苯乙烯基体中;
2c)发泡剂填充:向步骤2a)反应釜中加入发泡剂戊烷11g,关闭加料和取样口,逐渐升高温度至112℃,继续反应5.0h,戊烷充分渗透到聚苯乙烯基体中,单体聚合完全,通过取样观察可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子完全硬化,停止反应;
2d)洗涤:冷却出料,将合成的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子用9%的盐酸水溶液和清水洗涤,除去表面的无机悬浮剂;
2e)发泡成型:用水蒸气对可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子进行发泡成型得到云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料。
对得到的云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料进行测量,导热系数可达到0.031W/m·K。
效果例
如图1是根据本发明所提供的制备方法中得到的亲油性云母钛粉体的光学照片,从照片可以看出亲油性云母钛为黑色粉体。
如图2是根据本发明所提供的制备方法得到的亲油性云母钛粉体在低倍下电子扫描电镜照片,可知云母钛为片状结构,粒径大小在10-40um。
如图3是根据本发明所提供的制备方法得到的亲油性云母钛粉体的在高倍下电子扫描电镜照片,可知云母钛表面有很多纳米级的小粒子,表面的小粒子为二氧化钛粒子,片状云母钛具有反射热辐射和隔热阻燃的特性。
如图4是根据本发明所提供的制备方法得到的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子的光学照片,粒子为黑色外观,粒径大小均一,平均粒径约0.7mm。
如图5是根据本发明所提供的制备方法得到的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子发泡后光学照片,粒子为规则的球型外观,平均粒径约4.0mm。
如图6是根据本发明所提供的制备方法得到的云母钛聚苯乙烯银灰色保温材料的光学照片,制备的保温板为银灰色,片状云母钛具有反射热辐射特性,可大大降低保温板的导热系数,提高保温效果,片状云母钛的隔热特性可有效阻隔热量和氧气传递,同步提升其阻燃效果,显著优于普通的白色保温板。
如图7是根据本发明所提供的制备方法得到的云母钛聚苯乙烯保温材料横切面的电子扫描电镜照片,可知发泡粒子的泡孔均一,空腔轮廓清晰,具有较好的绝热泡孔单元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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 (10)
1.一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
以水为分散介质、在机械搅拌作用下,将云母钛粉体分散在水中,在一定的改性温度下加入疏水改性剂,对云母钛表面进行疏水改性,再经抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,所述的云母钛粉体是片状黑色云母表面经纳米二氧化钛包覆过的复合粉体;
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
在机械搅拌作用下将油系辅料分散于水系辅料中,缓慢升温至聚合温度进行聚合反应,聚合后期加入发泡剂、升温继续聚合至粒子硬化、洗涤得到可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子,再经发泡成型,得到云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料,其中:
所述油系辅料包括苯乙烯单体、引发剂、阻燃剂和步骤1)得到的亲油性云母钛粉体;
所述水系辅料包括去离子水、无机主悬浮剂、无机助悬浮剂、水溶性高分子悬浮剂和表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所述的疏水改性剂是十八烯酸、十六醇、十八醇、聚乙二醇磷酸酯或聚丙二醇磷酸酯中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中:所述引发剂选自过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种;所述阻燃剂选自六溴环十二烷或十溴二苯醚中的任意一种或两者复合;所述无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种;所述无机助悬浮剂选自无水硫酸钠或无水硫酸氢钠中的任意一种;所述水溶性高分子悬浮剂选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚丙烯酸盐类、聚乙烯吡咯烷酮、明胶或纤维素醚中的任意一种;所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚或非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,改性温度为55~65℃;步骤2)中,缓慢升温至聚合温度85~89℃,升温速率为0.5~1℃/min。
5.根据权利要求4所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于:步骤2)中,当体系达到聚合温度后,第一次补加无机主悬浮剂;当聚合过程进入悬浮聚合危险期时,第二次补加无机主悬浮剂和表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于:第一次补加的无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种;第二次补加的无机主悬浮剂选自活性磷酸钙、滑石粉或高岭土中的任意一种;第二次补加的表面活性剂选自阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚或非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)水相云母钛的原位低温疏水改性
在反应釜中依次加入去离子水400~800g、云母钛粉体40~160g,三叶式搅拌桨转速100~300转/分,充分搅拌分散10~25分钟,加热至改性温度55~65℃,加入疏水改性剂1.0~4.0g,反应25~35分钟,冷却并停止搅拌,抽滤、真空干燥得到亲油性云母钛粉体,放置备用;
2)云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备
2a)水系辅料:依次向高压反应釜中加入去离子水300~500g、无机主悬浮剂0.5~4.0g、无机助悬浮剂0.5~2.0g、质量分数为0.02~0.05%表面活性剂水溶液5~15g、质量分数为6.0~10.0%水溶性高分子悬浮剂的水溶液15~30g,机械搅拌转速为150~300转/分,预分散5~10分钟;
2b)油系辅料:预先将苯乙烯单体150~250g、引发剂1.5~2.5g、阻燃剂3.0~9.0混合均匀,然后加入步骤1)得到的亲油性云母钛粉体2.0~10.0g,分散均匀后,将所有油系辅料加入步骤2a)所在的反应釜中,通入氮气排空反应釜中的空气,调节搅拌桨转速为150~300转/分,使苯乙烯单体小液滴在复配型悬浮剂、表面活性剂和机械搅拌剪切作用下,以设计的尺寸大小悬浮分散在水中,缓慢升温至聚合温度85~89℃,升温速率为0.5~1℃/min,补加无机主悬浮剂0.5~4.0g,反应1.5~2.5小时后,悬浮聚合危险期,需再补加无机主悬浮剂0.5~4.0g和质量分数为0.02~0.05%表面活性剂水溶液1.0~5.0g,保护聚合着的单体液滴不增大、不变形、反应平稳进行,并通过不断取样观察聚合粒子的长势及大小,随着聚合单体转化率增加,云母钛粉体被均匀地锚定在聚苯乙烯基体中;
2c)发泡剂填充:向步骤2a)反应釜中加入发泡剂戊烷10~20g,关闭加料和取样口,逐渐升高温度至108~114℃,继续反应4~6h,戊烷充分渗透到聚苯乙烯基体中,单体聚合完全,通过取样观察可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子完全硬化,停止反应;
2d)洗涤:冷却出料,将合成的可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子用6~10%的盐酸水溶液和清水洗涤,除去表面的无机悬浮剂;
2e)发泡成型:用水蒸气对可发性云母钛聚苯乙烯复合粒子进行发泡成型得到云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料。
8.根据权利要求7所述的云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的制备方法,其特征在于:步骤1)中,加入疏水改性剂1.0~4.0g时还加入无水乙醇0.5~2.0g作为疏水改性剂的助溶剂。
9.一种根据权利要求1至8任一所述的制备方法制备得到的云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料。
10.一种根据权利要求9所述的一种云母钛原位填充的聚苯乙烯银灰色保温材料的应用,其特征在于:应用于制作建筑外墙保温板或泡沫保温箱。
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WO2011004006A2 (de) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Basf Se | Mikrokapseln mit polyvinylmonomeren als vernetzer |
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