CN106947207A - 一种轻质抑菌建筑保温材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质抑菌建筑保温材料,它是由下述重量份的原料制成的:聚乙烯吡咯烷酮适量、浓度为3‑5%的硝酸银水溶液100‑120、正硅酸乙酯27‑30、丝胶蛋白3‑4、三正丁基十四烷基氯化膦2‑3、季戊四醇1‑2、氨水适量、二乙烯基苯0.4‑1、司盘80 0.2‑0.3、异氰尿酸三缩水甘油酯3‑5、苯乙烯180‑200、十六烷基二甲基叔胺0.1‑0.2、过硫酸铵7‑10、辛酸亚锡5‑6、戊烷发泡剂16‑20、乙二醇适量、二甲基甲酰胺适量,本发明的材料具有很好的阻燃、保温、抑菌性能,且质轻,便于安装运输。
Description
技术领域
本发明属于材料领域,具体涉及一种轻质抑菌建筑保温材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯泡沫材料是以聚苯乙烯树脂为基料,加入发泡剂等辅助材料,经加热发泡而成的轻质材料。它具有质轻、导热系数小、吸水率低、耐水、耐老化、耐低温、易加工、价廉质优等优点,但是聚苯乙烯泡沫保温材料在给人们的生活带来巨大方便的同时,其易燃性也给它的应用带来了一定的限制。聚苯乙烯泡沫本身是易燃材料,在火灾和高温条件下极易发生分解燃烧,
并伴有大量毒气产生。因此,急需开展对聚苯乙烯泡沫保温材料火灾安全性方面的研究工作;
发泡聚苯乙烯树脂的用途非常广泛,由于其具有高强度、质量轻、极佳的保温绝热性能和高吸收能量能力,可以用作各种仪表、贵重物品、精密仪器、蔬 菜水果和水产品等的包装材料;而因为其具有热传导率低、吸水性小、电绝缘性好、隔音、防潮以及成型工艺简单等优良特性,而被广泛应用在道路桥梁的路基铺设和房屋建筑以及渔业捕捞和冷藏行业的保温材料等方面。其中,作为一种优良的建筑材料,发泡聚苯乙烯树脂主要用于建筑物的屋面和墙体,其作为外保温复合墙体具有十分良好的节能效果;而作为保温屋面适用于住宅、工厂、平式和柏油屋面,可以起到隔音、挡水蒸汽、密封和保温隔热等作用。作为建筑用保温材料,首要考虑的几个性能指标是低的热导率,高的阻燃能力、较好的自身强度,同时为了延长保温材料的使用寿命,较高的抑菌性能也是目前保温材料的研究重点;
目前,为了提高保温材料的抑菌、阻燃、自身强度等性能,通常会引入无机填料,然而无机填料与聚合物基体的相容性较差,容易导致成品的稳定性降低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中无机填料与聚合物基体的相容性较差的问题,提供一种轻质、抑菌、阻燃的建筑保温材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种轻质抑菌建筑保温材料,它是由下述重量份的原料制成的:
聚乙烯吡咯烷酮适量、浓度为3-5%的硝酸银水溶液100-120、正硅酸乙酯27-30、丝胶蛋白3-4、三正丁基十四烷基氯化膦2-3、季戊四醇1-2、氨水适量、二乙烯基苯0.4-1、司盘800.2-0.3、异氰尿酸三缩水甘油酯3-5、苯乙烯180-200、十六烷基二甲基叔胺0.1-0.2、过硫酸铵7-10、辛酸亚锡5-6、戊烷发泡剂16-20、乙二醇适量、二甲基甲酰胺适量。
一种轻质抑菌建筑保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取重量比为1:20-30的季戊四醇、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量50-60倍的去离子水中,搅拌均匀,得分散液;
(2)取正硅酸乙酯,加入到其重量70-80倍的去离子水中,滴加浓度为8-10%的氨水,调节pH为10-12,搅拌反应3-4小时,加入丝胶蛋白、浓度为3-5%的硝酸银水溶液,升高温度为50-60℃,保温搅拌20-30分钟,得含银蛋白溶胶;
(3)取上述含银蛋白溶胶,与分散液混合,搅拌均匀,送入到聚四氟乙烯反应釜中,在170-180℃下保温40-50分钟,出料,送入到管式炉中,置于氮气的气氛下,在500-550℃下恒温100-120分钟,出料冷却,得空心银掺杂二氧化硅微球;
(4)取上述空心银掺杂二氧化硅微球,加入到其重量10-13倍的乙二醇中,在70-80℃下保温搅拌1-2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羟基化空心银掺杂二氧化硅微球;
(5)取三正丁基十四烷基氯化膦,加入到其重量40-50倍的去离子水中,搅拌均匀,加入司盘80,搅拌均匀,加入上述羟基化空心银掺杂二氧化硅微球,升高温度为70-75℃,加入二乙烯基苯,保温搅拌1-2小时,得磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液;
(6)取异氰尿酸三缩水甘油酯,加入到其重量6-8倍的聚乙烯吡咯烷酮中,搅拌均匀,加入苯乙烯,在80-90℃下保温搅拌10-20分钟,得改性单体溶液;
(7)取十六烷基二甲基叔胺,加入到其重量6-8倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得胺催化分散液;
(8)取过硫酸铵,加入到其重量60-70倍的去离子水中,搅拌均匀;
(9)将上述磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液、改性单体溶液混合,升高温度为100-110℃,加入上述胺催化分散液,保温搅拌10-20分钟,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,搅拌均匀,调节反应釜温度为70-80℃,加入辛酸亚锡,保温反应4-5小时,加入戊烷发泡剂,升高温度为110-120℃,保温2-3小时,冷却出料,将产物经过洗涤、干燥、筛分后送入到发泡机中,在0.3-0.4Mpa、140-150℃下蒸汽加热1-2小时,出料,室温冷却,即得所述轻质抑菌建筑保温材料。
本发明的优点:
本发明首先正硅酸乙酯水解,加入丝胶蛋白,丝胶蛋白分子是一种水溶性的球状蛋白,具有特殊的超分子结构,在较高的 pH 条件下丝胶蛋白表面成负电性,能够与金属银离子作用,形成螯合物,然后采用聚乙烯吡咯烷酮还原,得到包覆有蛋白的银掺杂溶胶微球,再经过煅烧除去蛋白,得到银掺杂的空心二氧化硅微球,该二氧化硅微球在复合材料燃烧时,不仅可以作为热阻隔层聚集在熔融聚合物的表面,减少聚合物与燃烧火焰的接触,起到很好的气相阻隔效果,增强材料的阻燃防火性能,且掺杂的银可以有效的提高成品材料的抑菌性能,然后采用三正丁基十四烷基氯化膦处理羟基化的二氧化硅微球,磷、硅复合,起到了协同阻燃效果,然后采用异氰尿酸三缩水甘油酯处理单体苯乙烯,得到环氧化单体,将环氧化单体加入到磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液中,加入叔胺催化,将含磷、银掺杂的二氧化硅微球有效的交联到单体苯乙烯上,之后进行聚合,有效的提高了各无机填料与聚合物之间的相容性,有效的降低了团聚,提高了成品复合材料的稳定性强度;
本发明的保温材料含有空心二氧化硅微球,不仅可以提高成品材料的保温、阻燃、力学性能,还降低了成品的重量,达到了轻质的效果,便于运输、安装,加入的银有效的提高了成品材料的抑菌性能,延长了使用寿命;本发明的填料与聚合物间的相容性好,提高了成品材料的稳定性强度;二氧化硅微球与含磷化合物交联,起到了协同阻燃性能,进一步提高了成品材料的防火性能。
具体实施方式
实施例1
一种轻质抑菌建筑保温材料,它是由下述重量份的原料制成的:
聚乙烯吡咯烷酮适量、浓度为3%的硝酸银水溶液100、正硅酸乙酯27、丝胶蛋白3、三正丁基十四烷基氯化膦2、季戊四醇1、氨水适量、二乙烯基苯0.4、司盘80 0.2、异氰尿酸三缩水甘油酯3、苯乙烯180、十六烷基二甲基叔胺0.1、过硫酸铵7、辛酸亚锡5、戊烷发泡剂16、乙二醇适量、二甲基甲酰胺适量。
一种轻质抑菌建筑保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取重量比为1:20的季戊四醇、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量50倍的去离子水中,搅拌均匀,得分散液;
(2)取正硅酸乙酯,加入到其重量70倍的去离子水中,滴加浓度为8%的氨水,调节pH为10,搅拌反应3小时,加入丝胶蛋白、浓度为3%的硝酸银水溶液,升高温度为50℃,保温搅拌20分钟,得含银蛋白溶胶;
(3)取上述含银蛋白溶胶,与分散液混合,搅拌均匀,送入到聚四氟乙烯反应釜中,在170℃下保温40分钟,出料,送入到管式炉中,置于氮气的气氛下,在500℃下恒温100分钟,出料冷却,得空心银掺杂二氧化硅微球;
(4)取上述空心银掺杂二氧化硅微球,加入到其重量10倍的乙二醇中,在70℃下保温搅拌1小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羟基化空心银掺杂二氧化硅微球;
(5)取三正丁基十四烷基氯化膦,加入到其重量40倍的去离子水中,搅拌均匀,加入司盘80,搅拌均匀,加入上述羟基化空心银掺杂二氧化硅微球,升高温度为70℃,加入二乙烯基苯,保温搅拌1小时,得磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液;
(6)取异氰尿酸三缩水甘油酯,加入到其重量6倍的聚乙烯吡咯烷酮中,搅拌均匀,加入苯乙烯,在80-90℃下保温搅拌10分钟,得改性单体溶液;
(7)取十六烷基二甲基叔胺,加入到其重量6倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得胺催化分散液;
(8)取过硫酸铵,加入到其重量60倍的去离子水中,搅拌均匀;
(9)将上述磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液、改性单体溶液混合,升高温度为100℃,加入上述胺催化分散液,保温搅拌10分钟,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,搅拌均匀,调节反应釜温度为70℃,加入辛酸亚锡,保温反应4小时,加入戊烷发泡剂,升高温度为110℃,保温2小时,冷却出料,将产物经过洗涤、干燥、筛分后送入到发泡机中,在0.3Mpa、140℃下蒸汽加热1小时,出料,室温冷却,即得所述轻质抑菌建筑保温材料。
性能测试:
本实施例的轻质抑菌建筑保温材料阻燃性能、力学性能测试结果表明:
氧指数29、垂直燃烧等级 UL-94 V-0 级、弯曲强度 0.31Mpa,压缩强度 0.14Mpa,导热系数 0.032w/m.k;
实施例2
一种轻质抑菌建筑保温材料,它是由下述重量份的原料制成的:
聚乙烯吡咯烷酮适量、浓度为5%的硝酸银水溶液120、正硅酸乙酯30、丝胶蛋白4、三正丁基十四烷基氯化膦3、季戊四醇2、氨水适量、二乙烯基苯1、司盘80 0.3、异氰尿酸三缩水甘油酯5、苯乙烯200、十六烷基二甲基叔胺0.2、过硫酸铵10、辛酸亚锡6、戊烷发泡剂20、乙二醇适量、二甲基甲酰胺适量。
一种轻质抑菌建筑保温材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取重量比为1:30的季戊四醇、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量-60倍的去离子水中,搅拌均匀,得分散液;
(2)取正硅酸乙酯,加入到其重量80倍的去离子水中,滴加浓度为10%的氨水,调节pH为12,搅拌反应4小时,加入丝胶蛋白、浓度为5%的硝酸银水溶液,升高温度为60℃,保温搅拌30分钟,得含银蛋白溶胶;
(3)取上述含银蛋白溶胶,与分散液混合,搅拌均匀,送入到聚四氟乙烯反应釜中,在180℃下保温50分钟,出料,送入到管式炉中,置于氮气的气氛下,在550℃下恒温120分钟,出料冷却,得空心银掺杂二氧化硅微球;
(4)取上述空心银掺杂二氧化硅微球,加入到其重量13倍的乙二醇中,在80℃下保温搅拌2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羟基化空心银掺杂二氧化硅微球;
(5)取三正丁基十四烷基氯化膦,加入到其重量50倍的去离子水中,搅拌均匀,加入司盘80,搅拌均匀,加入上述羟基化空心银掺杂二氧化硅微球,升高温度为75℃,加入二乙烯基苯,保温搅拌2小时,得磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液;
(6)取异氰尿酸三缩水甘油酯,加入到其重量8倍的聚乙烯吡咯烷酮中,搅拌均匀,加入苯乙烯,在90℃下保温搅拌20分钟,得改性单体溶液;
(7)取十六烷基二甲基叔胺,加入到其重量8倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得胺催化分散液;
(8)取过硫酸铵,加入到其重量70倍的去离子水中,搅拌均匀;
(9)将上述磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液、改性单体溶液混合,升高温度为110℃,加入上述胺催化分散液,保温搅拌20分钟,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,搅拌均匀,调节反应釜温度为80℃,加入辛酸亚锡,保温反应5小时,加入戊烷发泡剂,升高温度为120℃,保温3小时,冷却出料,将产物经过洗涤、干燥、筛分后送入到发泡机中,在0.4Mpa、140-150℃下蒸汽加热2小时,出料,室温冷却,即得所述轻质抑菌建筑保温材料。
性能测试:
本实施例的轻质抑菌建筑保温材料阻燃性能、力学性能测试结果表明:
氧指数29、垂直燃烧等级 UL-94 V-0 级、弯曲强度 0.28Mpa,压缩强度 0.15Mpa,导热系数 0.028w/m.k。
Claims (2)
1.一种轻质抑菌建筑保温材料,其特征在于,它是由下述重量份的原料制成的:
聚乙烯吡咯烷酮适量、浓度为3-5%的硝酸银水溶液100-120、正硅酸乙酯27-30、丝胶蛋白3-4、三正丁基十四烷基氯化膦2-3、季戊四醇1-2、氨水适量、二乙烯基苯0.4-1、司盘800.2-0.3、异氰尿酸三缩水甘油酯3-5、苯乙烯180-200、十六烷基二甲基叔胺0.1-0.2、过硫酸铵7-10、辛酸亚锡5-6、戊烷发泡剂16-20、乙二醇适量、二甲基甲酰胺适量。
2.一种如权利要求1所述的轻质抑菌建筑保温材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取重量比为1:20-30的季戊四醇、聚乙烯吡咯烷酮混合,加入到混合料重量50-60倍的去离子水中,搅拌均匀,得分散液;
(2)取正硅酸乙酯,加入到其重量70-80倍的去离子水中,滴加浓度为8-10%的氨水,调节pH为10-12,搅拌反应3-4小时,加入丝胶蛋白、浓度为3-5%的硝酸银水溶液,升高温度为50-60℃,保温搅拌20-30分钟,得含银蛋白溶胶;
(3)取上述含银蛋白溶胶,与分散液混合,搅拌均匀,送入到聚四氟乙烯反应釜中,在170-180℃下保温40-50分钟,出料,送入到管式炉中,置于氮气的气氛下,在500-550℃下恒温100-120分钟,出料冷却,得空心银掺杂二氧化硅微球;
(4)取上述空心银掺杂二氧化硅微球,加入到其重量10-13倍的乙二醇中,在70-80℃下保温搅拌1-2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羟基化空心银掺杂二氧化硅微球;
(5)取三正丁基十四烷基氯化膦,加入到其重量40-50倍的去离子水中,搅拌均匀,加入司盘80,搅拌均匀,加入上述羟基化空心银掺杂二氧化硅微球,升高温度为70-75℃,加入二乙烯基苯,保温搅拌1-2小时,得磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液;
(6)取异氰尿酸三缩水甘油酯,加入到其重量6-8倍的聚乙烯吡咯烷酮中,搅拌均匀,加入苯乙烯,在80-90℃下保温搅拌10-20分钟,得改性单体溶液;
(7)取十六烷基二甲基叔胺,加入到其重量6-8倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得胺催化分散液;
(8)取过硫酸铵,加入到其重量60-70倍的去离子水中,搅拌均匀;
(9)将上述磷化羟基空心银掺杂二氧化硅微球分散液、改性单体溶液混合,升高温度为100-110℃,加入上述胺催化分散液,保温搅拌10-20分钟,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,搅拌均匀,调节反应釜温度为70-80℃,加入辛酸亚锡,保温反应4-5小时,加入戊烷发泡剂,升高温度为110-120℃,保温2-3小时,冷却出料,将产物经过洗涤、干燥、筛分后送入到发泡机中,在0.3-0.4Mpa、140-150℃下蒸汽加热1-2小时,出料,室温冷却,即得所述轻质抑菌建筑保温材料。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20170714 |
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