CN110951208A - 一种保温隔热高分子环保材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂80‑100份、4‑氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3‑双(环氧乙烷基甲基)‑5‑(2‑丙烯基)‑1,3,5‑三嗪‑2,4,6(1H,3H,5H)‑三酮/烯唑醇/1‑(4‑氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4‑三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物35‑45份、发泡剂5‑8份、碱性催化剂2‑5份、抗氧剂1‑3份、增塑剂5‑10份、固体废弃物基多孔材料15‑25份、堇青石粉3‑5份、偶联剂2‑5份。本发明还公开了所述保温隔热高分子环保材料的制备方法。本发明公开的保温隔热高分子环保材料综合性能佳，保温隔热效果显著，造价低，环保性好，耐火阻燃性、耐高温性能、耐候性、机械力学性能优异，经济价值、社会价值和生态价值高。

Description

一种保温隔热高分子环保材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种保温隔热高分子环保材料及其制备方法。
背景技术
随着科技的进步和发展，不可再生能源的不断消耗，建材的节能降耗已经成为当今社会中重要的课题和研究方向。建材的节能降耗反映在墙体上，就是对墙体围护结构进行保温处理，在保温处理过程中必不可少的一类材料为保温隔热材料。保温隔热材料一般是指导热系数小于或等于0.2的材料，这类材料性能直接影响保温隔热效果，进而影响到建筑的节能降耗。可见，开发质量好的保温隔热材料势在必行。
目前在我国岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩等传统保温材料仍占据主要市场，这些材料尽管价格比较低，但铺设较厚材料损耗量大、吸湿性高、抗震性能和环保性能较差，另外石棉和玻璃棉等建筑保温材料本身就带有大量的有害物质，无法满足人类的健康要求。正是在这种形势下，保温隔热高分子材料应运而生，成为现阶段乃至今后一段时间保温材料中的明星产品，具有非常大的发展潜能。
保温隔热高分子材料是具有高性能附加值的塑料制品之一，它是在塑料生产加工过程中，添加发泡剂使塑料内部产生气孔形成的多孔结构的高分子材料。目前，常见的保温隔热高分子材料包括高发泡聚丙烯、发泡聚苯乙烯、聚氨酯泡沫塑料、聚异氰脲泡沫塑搁、酚醛发泡塑料，这些材料各有千秋，它们或多或少存在着造价高，耐高温性能不足，阻燃耐火性能和机械力学性能不佳，环保性和耐候性能不好，抗腐蚀抗老化性能有待进一步提高的缺陷。
申请号为201610720531.7的中国发明专利公开了一种保温隔热高分子材料的制备方法，该方法包括步骤：A、将植物生物质废弃物进行粉碎；B、活化植物生物质废弃物；C、得到表面接枝改性植物生物质废弃物粉；D、造粒，得到改性后植物生物质废弃物干粉料；E、将改性后植物生物质废弃物干粉料、聚氯乙烯、加工助剂及填料按照质量比混合均匀，得到保温隔热高分子材料。采用该发明的保温隔热高分子材料为原料制作的保温隔热材产品具有质地坚硬、重量轻、保温效果好、环保等优点。然而，这种材料的基材是聚氯乙烯，由于含有氯，在高温条件下使用时会分解出氯化氢气体，燃烧时会产生毒烟，环保性能有待进一步改善。
因此，开发一种保温隔热效果显著，造价低，环保性好，耐火阻燃性、耐高温性能、耐候性、机械力学性能优异的保温隔热高分子材料具有非常重要的意义，能有效促进保温隔热材料材料的发展，是实现低碳生活、走可持续发展之路的必然途径。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供一种保温隔热高分子环保材料及其制备方法，该制备方法能够安全、快捷地实现工业废弃物的回收再利用，变废为宝，制备效率和良品率高，适合连续规模化生产。通过这种制备方法制成的保温隔热高分子材料综合性能佳，保温隔热效果显著，造价低，环保性好，耐火阻燃性、耐高温性能、耐候性、机械力学性能优异，经济价值、社会价值和生态价值高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂80-100份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物35-45份、发泡剂5-8份、碱性催化剂2-5份、抗氧剂1-3份、增塑剂5-10份、固体废弃物基多孔材料15-25份、堇青石粉3-5份、偶联剂2-5份。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述固体废弃物基多孔材料的制备方法参见：中国发明专利201410636030.1实施例1。
优选的，所述增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯中的至少一种。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168中的至少一种。
优选的，所述碱性催化剂为碳酸钠、碳酸铯、碳酸钾中的至少一种。
优选的，所述发泡剂为AC发泡剂、ADC发泡剂中的至少一种。
较佳的，所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、烯唑醇、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯、引发剂加入到高沸点溶剂中形成溶液，然后将溶液置于氮气或惰性气体氛围下，70-80℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到共聚物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物。
优选的，步骤Ⅰ中所述1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、烯唑醇、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.2:1:0.3:0.5:(0.02-0.03):(8-16)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
优选的，所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间40-60min，超声功率为600-1000W。
优选的，步骤Ⅱ中所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:(0.8-1.2):(8-15)。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为3-5分钟，后挤进发泡成型模具内，静置3-7分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为3-8％的盐酸溶液中8-14小时，后再用水洗3-7次，最后置于80-90℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料。
较佳的，所述双螺杆挤出机的温度范围控制在180-220℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的保温隔热高分子环保材料，制备方法简单易行，制备成本低廉，能够安全、快捷地实现工业废弃物的回收再利用，变废为宝，制备效率和良品率高，适合连续规模化生产。
(2)本发明提供的保温隔热高分子环保材料，克服了传统保温隔热高分子材料或多或少存在着造价高，耐高温性能不足，阻燃耐火性能和机械力学性能不佳，环保性和耐候性能不好，抗腐蚀抗老化性能有待进一步提高的缺陷，具有综合性能佳，保温隔热效果显著，造价低，环保性好，耐火阻燃性、耐高温性能、耐候性、机械力学性能优异，经济价值、社会价值和生态价值高的优点。
(3)本发明提供的保温隔热高分子环保材料，以线型热塑性酚醛树脂和4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物为基材，结合了这两类材料的优点，使得材料综合性能佳，且酚醛树脂上的酚羟基与共聚物分子链上的氯苯基、季铵盐基、环氧基在成型阶段在碱性催化剂的作用下，发生反应，使得形成三维网络结构，进一步改善改善材料的综合性能，加入的碱性催化剂选自碳酸盐类催化剂，一方面，其作为催化剂促进交联反应，另一方面，最后泡酸阶段，其又能起到成孔剂和发泡剂的作用；共聚物分子链上通过分子设计引入唑、三嗪、硼酸酯、三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯结构，协同作用，使得材料耐火阻燃性、耐高温性能、耐候性、机械力学性能优异；在发泡剂作用下，材料在制备过程中会发泡，且泡沫均匀，泡沫稳定性佳，在泡沫和材料本体材料性能的协同作用下，使得其保温隔热效果显著。
(4)本发明提供的保温隔热高分子环保材料，添加固体废弃物基多孔材料，利用固废再利用，不仅有利于解决环境问题，还可以实现资源再利用；制成的多孔材料与材料基材的孔隙协同作用，进一步改善其保温隔热效果；堇青石粉的添加能对材料起到增强作用，还可以与唑、硼酸酯、三嗪、苯环等有机结构一起协同作用，改善材料的阻燃耐火效果。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明下述实施例中涉及到的线型热塑性酚醛树脂，CAS号为65733-76-8，购于湖北万得化工有限公司；所述固体废弃物基多孔材料的制备方法参见：中国发明专利201410636030.1实施例；其他原料均为商业购买。
实施例1
一种保温隔热高分子环保材料，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂80份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物35份、AC发泡剂5份、碳酸钠2份、抗氧剂10101份、环氧大豆油5份、固体废弃物基多孔材料15份、堇青石粉3份、硅烷偶联剂KH5502份。
所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮0.2kg、烯唑醇1kg、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯0.3kg、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯0.5kg、偶氮二异丁腈0.02kg加入到N,N-二甲基甲酰胺8kg中形成溶液，然后将溶液置于氮气氛围下，70℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3次，最后置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，得到共聚物；所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间40min，超声功率为600W；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在60℃下搅拌反应4小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物3次，最后置于真空干燥箱中80℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物；所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:0.8:8。
一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为3分钟，后挤进发泡成型模具内，静置3分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为3％的盐酸溶液中8小时，后再用水洗3次，最后置于80℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在180℃。
实施例2
一种保温隔热高分子环保材料，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂85份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物37份、ADC发泡剂6份、碳酸铯2.5份、抗氧剂10761.5份、环氧乙酰亚麻油酸甲酯6份、固体废弃物基多孔材料17份、堇青石粉3.5份、硅烷偶联剂KH5602.5份。
所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮0.2kg、烯唑醇1kg、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯0.3kg、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯0.5kg、偶氮二异庚腈0.022kg加入到N,N-二甲基乙酰胺10kg中形成溶液，然后将溶液置于氦气氛围下，73℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物4次，最后置于真空干燥箱中82℃下干燥至恒重，得到共聚物；所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间45min，超声功率为700W；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在65℃下搅拌反应4.5小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物4次，最后置于真空干燥箱中82℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物；所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:0.9:10。
一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为3.5分钟，后挤进发泡成型模具内，静置4分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为4％的盐酸溶液中9小时，后再用水洗4次，最后置于83℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在190℃。
实施例3
一种保温隔热高分子环保材料，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂90份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物40份、AC发泡剂6.5份、碳酸钾3.5份、抗氧剂2642份、环氧糠油酸丁酯7.5份、固体废弃物基多孔材料20份、堇青石粉4份、硅烷偶联剂KH5703.5份。
所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮0.2kg、烯唑醇1kg、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯0.3kg、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯0.5kg、偶氮二异庚腈0.025kg加入到N-甲基吡咯烷酮12kg中形成溶液，然后将溶液置于氖气氛围下，75℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物5次，最后置于真空干燥箱中85℃下干燥至恒重，得到共聚物；所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间50min，超声功率为800W；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在70℃下搅拌反应5小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物5次，最后置于真空干燥箱中85℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物；所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:1:13。
一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为4分钟，后挤进发泡成型模具内，静置5分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为5％的盐酸溶液中12小时，后再用水洗5次，最后置于85℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在200℃。
实施例4
一种保温隔热高分子环保材料，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂96份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物44份、发泡剂7.5份、碱性催化剂4.5份、抗氧剂2.8份、增塑剂9份、固体废弃物基多孔材料23份、堇青石粉4.5份、偶联剂4.5份；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:1:3混合而成；所述增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯按质量比1:2:2:1:3混合而成；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168按质量比2:3:2:4混合而成；所述碱性催化剂为碳酸钠、碳酸铯、碳酸钾按质量比1:3:2混合而成；所述发泡剂为AC发泡剂、ADC发泡剂按质量比3:5混合而成。
所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮0.2kg、烯唑醇1kg、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯0.3kg、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯0.5kg、引发剂0.028kg加入到高沸点溶剂15kg中形成溶液，然后将溶液置于氩气氛围下，78℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱中88℃下干燥至恒重，得到共聚物；所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈按质量比3:5混合而成；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜按质量比1:3:3:2混合而成；所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间58min，超声功率为900W；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在78℃下搅拌反应5.8小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱中88℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物；所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:1.1:14。
一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为4.5分钟，后挤进发泡成型模具内，静置6分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为7％的盐酸溶液中13小时，后再用水洗7次，最后置于88℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在210℃。
实施例5
一种保温隔热高分子环保材料，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂100份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物45份、AC发泡剂8份、碳酸钠5份、抗氧剂1683份、环氧大豆油酸辛酯10份、固体废弃物基多孔材料25份、堇青石粉5份、硅烷偶联剂KH5605份。
所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮0.2kg、烯唑醇1kg、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯0.3kg、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯0.5kg、偶氮二异丁腈0.03kg加入到二甲亚砜16kg中形成溶液，然后将溶液置于氮气氛围下，80℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱中90℃下干燥至恒重，得到共聚物；所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间60min，超声功率为1000W；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在80℃下搅拌反应6小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物6次，最后置于真空干燥箱中90℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物；所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:1.2:15。
一种所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为5分钟，后挤进发泡成型模具内，静置7分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为8％的盐酸溶液中14小时，后再用水洗7次，最后置于90℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在220℃。
对比例1
本例提供一种保温隔热高分子环保材料，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的是，没有添加4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物。
对比例2
本例提供一种保温隔热高分子环保材料，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的是，没有添加碳酸钠和堇青石粉。
对比例3
本例提供一种保温隔热高分子环保材料，其制备方法和配方与实施例1基本相同，不同的是，没有添加固体废弃物基多孔材料。
将以上实施例1-5及对比例1-3所述的保温隔热高分子环保材料进行相关性能测试，测试结果和测试方法如表1。
从表1可见，本发明实施例公开的保温隔热高分子环保材料，与对比例中的保温隔热高分子环保材料相比，具有更加优异的机械力学性能、隔热保温性能、阻燃性和耐候性能，这是4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物、碳酸钠、堇青石粉和固体废弃物基多孔材料等各成分协同作用的结果。
表1保温隔热高分子环保材料性能测试结果
Figure BDA0002329536870000091
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，是由按重量份计的如下原料制成：线型热塑性酚醛树脂80-100份、4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物35-45份、发泡剂5-8份、碱性催化剂2-5份、抗氧剂1-3份、增塑剂5-10份、固体废弃物基多孔材料15-25份、堇青石粉3-5份、偶联剂2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述增塑剂为环氧大豆油、环氧乙酰亚麻油酸甲酯、环氧糠油酸丁酯、环氧蚕蛹油酸丁酯、环氧大豆油酸辛酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂264、抗氧剂168中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述碱性催化剂为碳酸钠、碳酸铯、碳酸钾中的至少一种；所述发泡剂为AC发泡剂、ADC发泡剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ将1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、烯唑醇、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯、引发剂加入到高沸点溶剂中形成溶液，然后将溶液置于氮气或惰性气体氛围下，70-80℃下进行超声辐射引发自由基聚合，后将反应产物在水中沉出，并用乙醇洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到共聚物；
Ⅱ将经过步骤Ⅰ制成的共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠加入到N-甲基吡咯烷酮中，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，并用乙醚洗涤沉出的聚合物3-6次，最后置于真空干燥箱中80-90℃下干燥至恒重，得到4-氯苯氯甲基二甲硅烷改性1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/烯唑醇/1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯/4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯共聚物。
6.根据权利要求5所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，步骤Ⅰ中所述1,3-双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、烯唑醇、1-(4-氯苯基)乙烯基硼酸频哪醇酯、4-三乙氧硅基乙烯基苯并环丁烯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为0.2:1:0.3:0.5:(0.02-0.03):(8-16)。
7.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述超声辐射引发自由基聚合的超声常数为：超声时间40-60min，超声功率为600-1000W。
9.根据权利要求1所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，步骤Ⅱ中所述共聚物、4-氯苯氯甲基二甲硅烷、氢氧化钠、N-甲基吡咯烷酮的摩尔比1:1:(0.8-1.2):(8-15)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种保温隔热高分子环保材料，其特征在于，所述保温隔热高分子环保材料的制备方法，包括如下步骤：将各原料加入到高速混合机中搅拌均匀后，形成混合料，然后将混合料加入到双螺杆挤出机中进行反应，材料在机筒内停留时间为3-5分钟，后挤进发泡成型模具内，静置3-7分钟，待模具冷却至室温后，取出，将其浸泡在质量分数为3-8％的盐酸溶液中8-14小时，后再用水洗3-7次，最后置于80-90℃的干燥箱中干燥至恒重，得到保温隔热高分子环保材料；所述双螺杆挤出机的温度范围控制在180-220℃。
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