CN112661429A - 一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的产品 - Google Patents

一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的产品 Download PDF

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Abstract

本申请涉及聚苯乙烯颗粒保温板的领域,具体公开了一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的产品,聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法包括以下步骤:步骤一,制备改性聚苯乙烯材料;步骤二,制备改性引气剂:步骤三,制备复合颗粒:步骤四,制备聚乙烯醇胶水:步骤五,制备水泥浆:步骤六,制备水泥基聚苯乙烯浆料:步骤七,将水泥基聚苯乙烯浆料倒入模具中进行模压成型,制得不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板。通过上述方法制得的不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的抗压强度、抗拉强度和抗折强度优异,保温性能佳,防火等级高。

Description

一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的 产品
技术领域
本申请涉及聚苯乙烯颗粒保温板的技术领域,更具体地说,它涉及一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的产品。
背景技术
目前,国内建筑保温所用材料主要为聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等有机材料和岩棉、玻璃棉、保温砂浆等无机材料。岩棉、泡沫玻璃板在生产过程中消耗大量能源,岩棉类产品还存在吸水率高的问题;无机保温砂浆在施工搅拌时保温材料强度低,易破碎,使密度增大,降低了保温效果。随着研究深入,逐渐研发出了TEPS保温板,TEPS保温板是以聚苯乙烯泡沫颗粒或板材为保温基体,使用处理剂复合制成的板状制品,处理剂为有机材料或无机材料,其复合工艺有包覆、混合成型、基板渗透等。
在TEPS保温板的制备过程中,由于有机材料比重小,导热系数低,易于加工成型,各类板材为施工提供了方便,但是有机材料存在耐热差、耐老化性能差、易燃烧和燃烧时释放大量有毒烟气、加速大火蔓延的缺点;无机材料比重大,导热系数高,施工或制作过程中养护中期长,因此通常将无机材料与有机材料复合,但是在无机材料与有机材料复合过程中,采用的原料中如水泥浆等物质具有亲水性,属于亲水物质,而聚苯乙烯泡沫颗粒等物质为有机材料,其具有憎水性,两者很难充分相容,有机材料与无机材料之间的界面粘结力差,制得的保温板的抗折强度和抗拉强度只能满足相应的行标和国标标准,无法很好的与抗压强度进行同等的提升。因此研发一种抗压强度、抗拉强度和抗折强度佳、保温性能佳和防火等级高的保温板成为一个急需解决的问题。
发明内容
为同时改善聚苯乙烯保温板的抗压强度、抗折强度和抗拉强度,提高保温板的保温性能和防火性能,本申请提供一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法及其制得的保温板。
第一方面,本申请提供一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,采用如下的技术方案:
一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,包括以下步骤:步骤一,制备改性聚苯乙烯材料;所述改性聚苯乙烯材料的制备包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒在温度为90-100℃、空气相对湿度为70-85%的条件下进行紫外线辐照,辐照时间为3-5天,制得基料;
步骤2,将基料与第一份苯丙乳液混合搅拌均匀,静置养护10-15min,制得改性聚苯乙烯材料;其中聚苯乙烯颗粒与第一份苯丙乳液的质量比为(9-13):(2-4);
步骤二,制备改性引气剂:将皂苷类引气剂与第二份苯丙乳液进行研磨出料,第二份苯丙乳液与皂苷类引气剂的重量比为1:(2-5),然后通过喷雾干燥制得改性引气剂;
步骤三,制备复合颗粒:将磷酸铵盐和羟丙基甲基纤维素按质量比为1:(0.5-1.5)挤出造粒,制得颗粒粒径为0.8mm以下的复合颗粒;
步骤四,制备聚乙烯醇胶水:将聚乙烯醇粉末与水混合均匀,搅拌均匀形成聚乙烯醇胶水;
步骤五,制备水泥浆:以重量份计,将水75-85份,水泥100-115份,保温填料20-40份,粉煤灰10-15份和聚羧酸减水剂溶液1-3份混合均匀,制得水泥浆;
步骤六,制备水泥基聚苯乙烯浆料:以重量份计,将水泥浆206-258份、改性聚苯乙烯材料22-40份,硅烷基粉末1-4份,可分散乳胶粉2-5份,聚乙烯醇胶水5-12份和改性引气剂3-6份混合搅拌2-5min后,然后再一边搅拌一边加入复合颗粒1.5-2.5份,复合颗粒加入完毕后静置2-3min,得到水泥基聚苯乙烯浆料;
步骤七,将水泥基聚苯乙烯浆料倒入模具中进行模压成型,制得不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板。
通过采用上述技术方案,先将聚苯乙烯颗粒在高温高湿条件下进行紫外线辐照,加速聚苯乙烯颗粒的老化,改变聚苯乙烯颗粒的微观形态和表观性能,使得聚苯乙烯颗粒表面出现一定的裂痕。老化后的颗粒强度高,不容易变形,可有效提高保温板的抗压强度,减少保温板粉化的现象。再将老化后的基料与第一份苯丙乳液进行预混并养护,以使得第一份苯丙乳液对聚苯乙烯颗粒进行改性,通过聚苯乙烯颗粒表面产生的裂痕进行浸润,改善界面粘结力,与水泥浆一类的胶凝材料形成更加致密连接,提高有机材料与无机材料之间的粘结性,增强水泥与聚苯乙烯颗粒之间的作用力,以使得制得的保温板更加致密,进而提高保温板的抗折强度和抗拉强度。
对皂苷类引气剂进行改性,改善皂苷类引气剂的性能,以使得体系内能产生更多闭合而稳定的微小气泡,气泡产生时间更久,增大保温板的气孔率,从而降低保温板的导热系数,将皂苷类引气剂进行改性后,其形成的气泡的泡壁更厚,气泡的稳定性更好,以使得皂苷类引气剂自带稳泡性能,无需添加其他的稳泡剂即可达到稳泡的效果,从而改善制得的保温板的保温性能。
羟丙基甲基纤维素具有良好的黏合性和增稠性,增强整个体系的分散性,与其它原料组分相容性好,磷酸铵盐作为干粉灭火剂的灭火基料,具有良好的阻燃性,与磷酸铵盐挤出造粒时,羟丙基甲基纤维素起到良好的预成膜作用,与其它原料组分混合时在其表面可形成无机复合阻燃膜,显著改善保温板的防火性能。同时与其它原料组分复配时,还能改善各组分之间的粘结力,提高保温板的致密性,进而提高产品的抗折强度和抗拉强度。
将聚乙烯醇粉末制成聚乙烯醇胶水,可快速与水泥进行包裹,形成致密连接,降低保温板的导热系数。减少聚乙烯醇粉末溶于水中所需的反应时间,改善保温板的保温性能。
保温填料既能在体系中作为骨料提高保温板的强度,又能够降低保温板的导热系数,改善保温板的保温性能。硅烷基粉末可与水泥浆内部的活性物质经过化学反应形成具有优异憎水性的硅酸盐结构,能有效阻止水为载体的腐蚀性介质侵入,提高保温板的综合性能。可分散乳胶粉溶于水中的分散性好,可改善整个体系的分散性能,同时可分散乳胶粉具有良好的粘结能力,能够改善有机材料与无机材料之间的粘合度,提高保温板的致密性。
在原料搅拌混合均匀后,再加入预制的复合颗粒,不仅能在产品表面可形成无机复合阻燃膜,显著改善保温板的防火性能;而且还可对体系进行增稠,改善制得的保温板的致密性,提高保温板的综合性能。
优选的,所述步骤2中,养护条件为:温度70-80℃,空气相对湿度为10-30%。
通过采用上述技术方案,优化养护条件,保证第一份苯丙乳液对聚苯乙烯颗粒进行充分改性,提高对聚苯乙烯颗粒的改性效果,改善界面粘结力,提高有机材料与无机材料之间的粘结性,增强水泥与聚苯乙烯颗粒之间的作用力。
优选的,所述聚苯乙烯颗粒与第一份苯丙乳液的质量比为10:(2.5-3.5)。
通过采用上述技术方案,优化聚苯乙烯颗粒与第一份苯丙乳液的配比,进一步提高改性聚苯乙烯材料的性能,使其与其它组分相容良好,提高有机材料与无机材料之间的相容性,增强水泥与聚苯乙烯颗粒之间的作用力,以使得制得的保温板更加致密。
优选的,所述皂苷类引气剂与第二份苯丙乳液的质量比为1:4。
通过采用上述技术方案,优化皂苷类引气剂与第二份苯丙乳液的配比,提高对皂苷类引气剂的改性效果,以使得体系内能产生更多闭合而稳定的微小气泡,气泡产生时间更持久,气泡的稳定性更好,从而改善保温板的保温性能。
优选的,所述第一份苯丙乳液和第二份苯丙乳液的浓度均低于21%,所述聚乙烯醇胶水的浓度不高于8%。
通过采用上述技术方案,优化第一份苯丙乳液和第二份苯丙乳液的浓度,防止苯丙乳液浓度较高而对聚苯乙烯颗粒进行包裹,若苯丙乳液对聚苯乙烯颗粒进行包裹后,水泥便不能与聚苯乙烯颗粒结合,会降低整体的强度。优化第一苯丙乳液和第二苯丙乳液的浓度,从而提高保温板的整体强度。优化聚乙烯醇胶水的浓度,保证体系的粘结性的同时,提高体系的分散性。
优选的,所述复合颗粒的加入速率为0.5-1kg/s。
通过采用上述技术方案,优化复合颗粒的加入速率,使其与其它原料组分复配时,能在产品表面可形成均匀致密的无机复合阻燃膜,减少表面成膜不均的现象,进一步改善保温板的防火性能;而且还可对体系进行增稠,改善制得的保温板的致密性,提高保温板的综合性能。
优选的,以重量份计,所述保温填料包括气凝胶10-18份,矿物粉8-17份,硅酸铝纤维2-5份;所述矿物粉包括海泡石1-3份和玻化微珠7-14份。
通过采用上述技术方案,气凝胶密度低、孔隙率高,热导率低,具有良好的保温性能,海泡石是一种富含镁纤维状硅酸盐粘土矿物,其收缩率低,可塑性好,隔热性佳,能很好的改善保温板的保温性能。玻化微珠是一种玻璃质溶岩矿物质,内部多孔,外表玻化,能很好的提高保温板的保温性能,玻化微珠具有强度高,韧性好的特点,与其它原料组分协同改善保温板的韧性,提高保温板的抗折强度和抗拉强度。硅酸铝纤维具有耐高温、热稳定性好、热传导率低、热容小、抗机械振动好、受热膨胀小、隔热性能好等优点,可很好的改善保温板的抗拉强度和抗折强度,同时提高保温板的保温性能。
优选的,所述保温填料的制备包括以下步骤:
步骤a,将海泡石溶于质量分数为6-8%的稀盐酸中,所述海泡石与稀盐酸的质量比为1:(3-5),置于反应釜中加热至60-80℃,恒温2-3h,然后将盐酸洗净后烘干,冷却至30℃以下,至粒径100μm以下,制得海泡石粉末;
步骤b,按配方量将海泡石粉末、玻化微珠、硅酸铝纤维、气凝胶混合均质,制得保温填料。
通过采用上述技术方案,将海泡石溶于稀盐酸中形成浆液,并置于反应釜中对海泡石进行酸化处理,对海泡石内部的微观结构进行改性,提高海泡石粘土的吸附性、热稳定性和粘结性,烘干后与玻化微珠和硅酸铝纤维和气凝胶混合均质,协同改善保温板的综合性能。
第二方面,本申请提供一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板,采用如下的技术方案:
一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板,由上述的一种不燃型复合聚苯乙烯保温板的制备方法制得。
通过采用上述技术方案,通过本申请的制备方法制得的保温板抗压强度、抗拉强度和抗折强度优异,保温性能佳,防火等级高。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、由于本申请预先对聚苯乙烯颗粒表面进行改性,改善界面的粘结力,以使得后续步骤中与水泥浆一类的胶凝材料混合时的连接强度更高,增强水泥与聚苯乙烯颗粒之间的作用力。
2、通过本申请采用的第二份苯丙乳液与本申请的改性方法协同改善皂苷类引气剂的综合性能,二者具有协同增效的作用,与其它原料组分配合,在整个组分中分散性好,以使得整个体系产生更多闭合而稳定的微小气泡,其形成的气泡的泡壁更厚,气泡的稳定性更好,增大保温板的气孔率,从而降低保温板的导热系数从而改善制得的保温板的保温性能。
3、磷酸铵盐具有良好的阻燃性,优化羟丙基甲基纤维素与磷酸铵盐的配比并进行挤出造粒,制得的复合颗粒在体系中分散性好,且与其它原料组分混合时可在其表面可形成无机复合阻燃膜,显著改善保温板的防火性能。
4、通过本申请的制备方法和原料组分制得的保温填料,不仅可以提高保温板的抗压强度,协同改善保温板的抗拉和抗折强度,又能够降低保温板的导热系数,改善保温板的保温性能。
5、通过本申请的制备方法制得的保温板抗压强度、抗拉强度和抗折强度优异,保温性能佳,防火等级高。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下制备例和实施例中所用原料均为普通市售原料。
制备例
制备例1
制备改性聚苯乙烯材料:包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒18kg在温度为90℃、空气相对湿度为70%的条件下,用400W的紫外线灯辐照3天,制得基料;
步骤2,将老化后的基料与第一份苯丙乳液4kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护10min,养护室的养护条件为:温度70℃,空气相对湿度为10%,制得改性聚苯乙烯材料。
制备例2
制备改性聚苯乙烯材料:包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒26kg在温度为90℃、空气相对湿度为70%的条件下,用400W的紫外线灯辐照5天,制得基料;
步骤2,将老化后的基料与第一份苯丙乳液8kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护15min,养护室的养护条件为:温度90℃,空气相对湿度为30%,制得改性聚苯乙烯材料。
制备例3
制备改性聚苯乙烯材料:包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒20kg在温度为100℃、空气相对湿度为70%的条件下,用400W的紫外线灯辐照4天,制得基料;
步骤2,将老化后的基料与第一份苯丙乳液5kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护12min,养护室的养护条件为:温度70℃,空气相对湿度为10%,制得改性聚苯乙烯材料。
制备例4
制备改性聚苯乙烯材料:包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒20kg在温度为95℃、空气相对湿度为70%的条件下,用400W的紫外线灯辐照4天,制得基料;
步骤2,将老化后的基料与第一份苯丙乳液7kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护12min,养护室的养护条件为:温度80℃,空气相对湿度为20%,制得改性聚苯乙烯材料。
制备例5
制备改性聚苯乙烯材料:包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒20kg在温度为95℃、空气相对湿度为77%的条件下,用400W的紫外线灯辐照4天,制得基料;
步骤2,将老化后的基料与第一份苯丙乳液6kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护12min,养护室的养护条件为:温度75℃,空气相对湿度为25%,制得改性聚苯乙烯材料。
制备例6
保温填料的制备包括以下步骤:
步骤a,将海泡石1kg溶于质量分数为6%的稀盐酸5kg中,置于反应釜中加热至60℃,恒温2h,将盐酸洗净后,于80℃的恒温条件下将海泡石烘干,冷却至30℃以下,置于研磨机中研磨至粒径100μm以下,制得海泡石粉末;
步骤b,将纳米二氧化硅气凝胶10kg、50目的玻化微珠7kg和硅酸铝纤维2kg混合均质,制得保温填料。
制备例7
保温填料的制备包括以下步骤:
步骤a,将海泡石3kg溶于质量分数为6%的稀盐酸9kg中,置于反应釜中加热至80℃,恒温3h,将盐酸洗净后,于80℃的恒温条件下将海泡石烘干,冷却至30℃以下,置于研磨机中研磨至粒径100μm以下,制得海泡石粉末;
步骤b,将纳米二氧化硅气凝胶18kg、50目的玻化微珠14kg和硅酸铝纤维5kg混合均质,制得保温填料。
制备例8
保温填料的制备包括以下步骤:
步骤a,将海泡石2kg溶于质量分数为6%的稀盐酸8kg中,置于反应釜中加热至72℃,恒温2.4h,将盐酸洗净后,于80℃的恒温条件下将海泡石烘干,冷却至30℃以下,置于研磨机中研磨至粒径100μm以下,制得海泡石粉末;
步骤b,将纳米二氧化硅气凝胶15kg、50目的玻化微珠11kg和硅酸铝纤维4kg混合均质,制得保温填料。
实施例
实施例1
一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,选用制备例1制备的改性聚苯乙烯材料;
步骤二,制备改性引气剂:将三萜皂苷引气剂0.5kg与第二份苯丙乳液2kg置于湿式球磨机中进行研磨出料,湿式球磨机的转速为55r/min,研磨20min,其中第二份苯丙乳液的浓度为20%,然后送入喷雾干燥机中通过喷雾干燥技术制得颗粒粒径为0.5mm的改性引气剂,其中喷雾干燥机中干燥室的温度为105℃;
步骤三,制备复合颗粒:将磷酸铵钠和羟丙基甲基纤维素按质量比为1:0.5预混均匀,送入挤出机中挤出造粒,制得颗粒粒径为0.6mm的复合颗粒;
步骤四,制备聚乙烯醇胶水:将聚乙烯醇粉末0.4kg与水4.6kg混合均匀,搅拌均匀形成聚乙烯醇胶水;
步骤五,制备水泥浆:将水75kg,水泥100kg,选用制备6制备的保温填料,粉煤灰10kg和聚羧酸减水剂溶液1kg混合均匀,制得水泥浆;其中聚羧酸减水剂溶液的配备为:将聚羧酸减水剂粉末溶于水中,制得浓度为25%的聚羧酸减水剂溶液;
步骤六,制备水泥基聚苯乙烯浆料:将步骤五制得的水泥浆、步骤一中的改性聚苯乙烯材料,硅烷基粉末1kg,可分散乳胶粉2kg,聚乙烯醇胶水5kg和步骤二制得的改性引气剂混合搅拌2min后,然后再一边搅拌一边加入步骤三制得的复合颗粒4kg,搅拌的转速为60r/min,复合颗粒的加入速率为0.8kg/s,复合颗粒加入完毕后静置2min,得到水泥基聚苯乙烯浆料;
步骤七,将水泥基聚苯乙烯浆料倒入模具中进行模压成型,模压压力为0.2MPa,时间为5min,成型温度为105℃,制得不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板。
实施例2-3与实施例1的区别仅在于部分原料组分的不同,其余均与实施例1相同,实施例1-3中部分原料组分如表1所示。
表1实施例1-3中部分原料组分
Figure BDA0002864231130000131
实施例4
与实施例3的区别在于,步骤三中,磷酸铵钠和羟丙基甲基纤维素的质量比为1:1.5,其余均与实施例3相同。
实施例5
与实施例3的区别在于,步骤三中,磷酸铵钠和羟丙基甲基纤维素的质量比为1:1.1,其余均与实施例3相同。
实施例6
与实施例5的区别在于,第一份苯丙乳液和第二份苯丙乳液的浓度为19%,聚乙烯醇胶水的浓度为6%,其余均与实施例5相同。
实施例7
与实施例6的区别在于,在步骤六中,复合颗粒的加入速率为4kg/s,其余均与实施例6相同。
实施例8
与实施例6的区别在于,选用制备例2制得的改性聚苯乙烯材料,其余均与实施例6相同。
实施例9
与实施例6的区别在于,选用制备例3制得的改性聚苯乙烯材料,其余均与实施例6相同。
实施例10
与实施例6的区别在于,选用制备例4制得的改性聚苯乙烯材料,其余均与实施例6相同。
实施例11
与实施例6的区别在于,选用制备例5制得的改性聚苯乙烯材料,其余均与实施例6相同。
实施例12
与实施例11的区别在于,选用制备例7制得的保温填料,其余均与实施例9相同。
实施例13
与实施例11的区别在于,选用制备例8制得的保温填料,其余均与实施例9相同。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于,在步骤一中,省略步骤1,改性聚苯乙烯材料的制备步骤为:将聚苯乙烯颗粒18kg与第一份苯丙乳液4kg混合搅拌均匀,第一份苯丙乳液的浓度为17%,静置于养护室中养护10min,养护室的养护条件为:温度70℃,空气相对湿度为10%,制得改性聚苯乙烯材料;其余均与实施例1相同。
对比例2
与实施例1的区别在于,省略步骤一,在步骤六中,加入聚苯乙烯颗粒18kg,加入第一份苯丙乳液4kg,其余步骤均与实施例1相同。
对比例3
与实施例1的区别在于,在步骤二中,将三萜皂苷引气剂0.5kg与第二份苯丙乳液2kg搅拌混合均匀,其中第二份苯丙乳液的浓度为20%;其余均与实施例1相同。
对比例4
与实施例1的区别在于,省略步骤二中,在步骤六中加入三萜皂苷引气剂0.5kg,加入第二份苯丙乳液2kg,步骤六的具体步骤为:将步骤五制得的水泥浆、步骤一中的改性聚苯乙烯材料,硅烷基粉末1kg,可分散乳胶粉2kg,聚乙烯醇胶水5kg、三萜皂苷引气剂0.5kg和第二份苯丙乳液2kg混合搅拌2min后,然后再一边搅拌一边加入步骤三制得的复合颗粒4kg,搅拌的转速为60r/min,复合颗粒的加入速率为0.8kg/s,复合颗粒加入完毕后静置2min,得到水泥基聚苯乙烯浆料;其余均与实施例1相同。
对比例5
与实施例1的区别在于,省略步骤四,将聚乙烯醇粉末和水于步骤六中加入,步骤六的具体步骤为:将步骤五制得的水泥浆、步骤一中的改性聚苯乙烯材料,硅烷基粉末1kg,可分散乳胶粉2kg,聚乙烯醇粉末0.4kg、水4.6kg和步骤二制得的改性引气剂混合搅拌2min后,然后再一边搅拌一边加入步骤三制得的复合颗粒4kg,搅拌的转速为60r/min,复合颗粒的加入速率为0.8kg/s,复合颗粒加入完毕后静置2min,得到水泥基聚苯乙烯浆料;其余均与实施例1相同。
对比例6
与实施例1的区别在于,在步骤三中,将磷酸铵钠直接与羟丙基甲基纤维素混合均质,省略挤出造粒步骤,其余步骤均与实施例1相同。
对比例7
与实施例1的区别在于,省略步骤三,且在步骤六中未加入步骤三制得的复合颗粒,其余步骤均与实施例1相同。
对比例8
与实施例1的区别在于,步骤五中,保温填料的制备包括以下步骤:保温填料的制备步骤为:将1kg海泡石研磨成100μm以下的粉末、水5kg、玻化微珠7kg、2kg和纳米二氧化硅气凝胶10kg混合均质,制得保温填料;其余均与实施例1相同。
对比例9
与实施例1的区别在于,在步骤五中,不加入保温填料,其余均与实施例1相同。
性能检测试验
将实施例1-13和对比例1-9制得的样品,按照GB/T5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》、JG/T 536-2017《热固复合聚苯乙烯泡沫保温板》进行抗压强度、抗拉强度和抗折强度试验,按照GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》进行导热系数试验,GB/T 8624-2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》进行防火等级测定,上述实验结果如表2所示。
表2
Figure BDA0002864231130000171
Figure BDA0002864231130000181
通过实施例1-3并结合表1可以看到,本申请实施例1-3能够制备得到抗压强度、抗拉强度和抗折强度佳、保温性能佳和防火等级高的保温板,其中实施例3制备得到的保温板性能较优。通过实施例3-5并结合表2可以看到,磷酸铵盐作为干粉灭火剂的灭火基料,具有良好的阻燃性,当磷酸铵钠与羟丙基甲基纤维素的质量比为1:1.1时,制得的保温板的防火等级提高,防火性能显著增强,这是由于羟丙基甲基纤维素与磷酸铵盐在最优配比时进行挤出造粒后,与其它原料组分混合时在其表面可形成更优的无机复合阻燃膜膜厚,显著改善保温板的防火性能。
通过实施例5和实施例6并结合表2可以看到,第一份苯丙乳液和第二份苯丙乳液的浓度为19%,聚乙烯醇胶水的浓度为6%时,制得的保温板的抗压强度更佳、导热系数更低,保温板的抗压性能和保温性能提高。通过实施6和实施例7并结合表2可以看到,若复合颗粒的加入速率过快,对制得的保温板的导热系数有一定的影响,这是由于过快的速率导致表面形成的无机阻燃膜的均匀性欠佳,由此可见,按照特定速率添加复合颗粒,可在一定程度上改善保温板的保温性能。
通过实施例6和实施例8-11并结合表2可以看到,采用制备例5制得的改性聚苯乙烯材料制得的保温板,其抗压强度、抗拉强度和抗折强度均有一定程度的提升,保温性能也能在一定程度上有所改善。通过实施例11-13可以看到,优化保温填料的各组分配比和工艺参数,其抗压强度、抗拉强度和抗折强度均有一定程度的提升,保温性能也能在一定程度上有所改善,采用制备例8制得的保温填料,制得的保温板的综合性能最佳。
通过实施例1和对比例1并结合表2可以看到,对聚苯乙烯颗粒不进行预处理,直接与第一份苯丙乳液混合后养护,其制得的保温板的抗压强度下降、导热系数增大,由此可见,聚苯乙烯颗粒的预处理步骤对保温板的抗压强度和保温性能具有一定的影响。这是由于将聚苯乙烯颗粒在高温高湿条件下进行紫外线辐照时,可加速聚苯乙烯颗粒的老化,改变聚苯乙烯颗粒的微观形态和表观性能,使得聚苯乙烯颗粒表面出现一定的裂痕。老化后的颗粒强度高,不容易变形,可有效提高保温板的抗压强度,减少保温板粉化的现象。再将老化后的基料与第一份苯丙乳液进行预混并养护,以使得第一份苯丙乳液对聚苯乙烯颗粒进行改性,通过聚苯乙烯颗粒表面产生的裂痕进行浸润,改善界面粘结力,与水泥浆一类的胶凝材料形成更加致密连接,提高有机材料与无机材料之间的粘结性,增强水泥与聚苯乙烯颗粒之间的作用力,以使得制得的保温板更加致密,进而提高保温板的抗折强度和抗拉强度。
通过实施例1和对比例2并结合表2可以看出,不对聚苯乙烯颗粒进行改性,直接将聚苯乙烯颗粒和第一份苯丙乳液与其他原料组分混合,其制得的保温板的抗压强度、抗拉强度和抗折强度均欠佳,由此可见,本申请对聚苯乙烯颗粒的改性处理方法,可提高保温板的综合性能。再结合对比例1和表2的试验结果可以看到,经过改性后,第一份苯丙乳液与聚苯乙烯颗粒能够协同改善保温板的抗压强度和保温性能,改善制得的保温板的质量。
通过实施例1和对比例3-4并结合表2可以看到,对比例3和对比例4制得的保温板的导热系数均较高,其保温板的保温性能较差,而实施例1制得的保温板的保温性能相对较好。由此可见本申请对皂苷类引气剂的改性方法可提高皂苷类引气剂的引气性能,同时结合对比例4可以看到,经过改性后,第二份苯丙乳液与三萜皂苷引气剂协同改善的保温板的性能。这是由于改性后的引气剂可使得体系内能产生更多闭合而稳定的微小气泡,其形成的气泡的泡壁更厚,气泡的稳定性更好,且气泡产生时间更久,增大保温板的气孔率,从而降低保温板的导热系数从而改善制得的保温板的保温性能。
通过实施例1和对比例5并结合表2可以看到,对比例5直接将聚乙烯醇粉末加入体系中,其制得的保温板的抗压强度下降、保温性能变差,这是由于将聚乙烯醇粉末制成聚乙烯醇胶水后,减少了聚乙烯醇粉末溶于水中所需的反应时间,聚乙烯醇胶水可快速与水泥进行包裹,形成致密连接,提高抗压强度,同时降低保温板的导热系数,改善保温板的保温性能。
通过实施例1和对比例6并结合表2可以看到,直接将磷酸铵钠直接与羟丙基甲基纤维素混合均质后加入体系中,其制得的保温板的抗压强度下降、防火等级下降,由此可见,本申请的复合颗粒的制备方法不仅能够改善制得的保温板的致密性,协同改善保温板的抗拉和抗折强度,还能显著提高保温板的防火等级。
通过实施例1和对比例7并结合表2可以看到,未加入复合颗粒的保温板的抗压强度和防火等级显著下降,由此可见,通过本申请的复合颗粒与其它原料组分协同,不仅能在产品表面可形成无机复合阻燃膜,显著改善保温板的防火性能;而且还可对体系进行增稠,改善制得的保温板的致密性,协同改善保温板的抗拉和抗折强度,提高保温板的综合性能。
通过实施例1和对比例8-9并结合表2可以看到,通过本申请的制备方法和原料组分制得的保温填料,不仅可以提高保温板的抗压强度,协同改善保温板的抗拉和抗折强度,又能够降低保温板的导热系数,改善保温板的保温性能。
通过实施例1-13并结合表2可以看到,采用本申请的原料组分和制备方法,其制得的保温板的抗压强度、抗拉强度和抗折强度佳,保温板的保温性能好,防火等级高,防火性能优异。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,制备改性聚苯乙烯材料;所述改性聚苯乙烯材料的制备包括以下步骤:
步骤1,将聚苯乙烯颗粒在温度为90-100℃、空气相对湿度为70-85%的条件下进行紫外线辐照,辐照时间为3-5天,制得基料;
步骤2,将基料与第一份苯丙乳液混合搅拌均匀,静置养护10-15min,制得改性聚苯乙烯材料;其中聚苯乙烯颗粒与第一份苯丙乳液的质量比为(9-13):(2-4);
步骤二,制备改性引气剂:将皂苷类引气剂与第二份苯丙乳液进行研磨出料,第二份苯丙乳液与皂苷类引气剂的重量比为1:(2-5),然后通过喷雾干燥制得改性引气剂;
步骤三,制备复合颗粒:将磷酸铵盐和羟丙基甲基纤维素按质量比为1:(0.5-1.5)挤出造粒,制得颗粒粒径为0.8mm以下的复合颗粒;
步骤四,制备聚乙烯醇胶水:将聚乙烯醇粉末与水混合均匀,搅拌均匀形成聚乙烯醇胶水;
步骤五,制备水泥浆:以重量份计,将水75-85份,水泥100-115份,保温填料20-40份,粉煤灰10-15份和聚羧酸减水剂溶液1-3份混合均匀,制得水泥浆;
步骤六,制备水泥基聚苯乙烯浆料:以重量份计,将水泥浆206-258份、改性聚苯乙烯材料22-40份,硅烷基粉末1-4份,可分散乳胶粉2-5份,聚乙烯醇胶水5-12份和改性引气剂3-6份混合搅拌2-5min后,然后再一边搅拌一边加入复合颗粒1.5-2.5份,复合颗粒加入完毕后静置2-3min,得到水泥基聚苯乙烯浆料;
步骤七,将水泥基聚苯乙烯浆料倒入模具中进行模压成型,制得不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板。
2.根据权利要求1所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:所述步骤2中,养护条件为:温度70-80℃,空气相对湿度为10-30%。
3.根据权利要求1所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:所述聚苯乙烯颗粒与第一份苯丙乳液的质量比为10:(2.5-3.5)。
4.根据权利要求3所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:所述皂苷类引气剂与第二份苯丙乳液的质量比为1:4。
5.根据权利要求1所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:所述第一份苯丙乳液和第二份苯丙乳液的浓度均低于21%,所述聚乙烯醇胶水的浓度不高于8%。
6.根据权利要求1所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:所述复合颗粒的加入速率为0.5-1kg/s。
7.根据权利要求1所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,其特征在于:以重量份计,所述保温填料包括气凝胶10-18份,矿物粉8-17份,硅酸铝纤维2-5份;所述矿物粉包括海泡石1-3份和玻化微珠7-14份。
8.根据权利要求7所述的一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板的制备方法,所述保温填料的制备包括以下步骤:
步骤a,将海泡石溶于质量分数为6-8%的稀盐酸中,所述海泡石与稀盐酸的质量比为1:(3-5),置于反应釜中加热至60-80℃,恒温2-3h,然后将盐酸洗净后烘干,冷却至30℃以下,研磨至粒径100μm以下,制得海泡石粉末;
步骤b,按配方量将海泡石粉末、玻化微珠、硅酸铝纤维、气凝胶混合均质,制得保温填料。
9.一种不燃型聚苯乙烯颗粒复合保温板,其特征在于:由权利要求1-8任一项所述的一种不燃型复合聚苯乙烯保温板的制备方法制得。
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