CN112980041A - 一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法 - Google Patents

一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建材领域，本发明公开了一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法，包括：步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备；步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备；步骤5：发泡成型。本发明在聚苯乙烯乳液聚合过程中添加改性单体——纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料以赋予聚苯乙烯出色的抗光黄变性以及改善其强度和脆性。由于该改性物质是作为聚苯乙烯分子链段的组成部分，因此与传统的以物理共混方式复合外加剂相比，不存在分散性差的问题以及对聚苯乙烯发泡性的影响小。

Description

一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法
技术领域
本发明涉及建材领域，尤其涉及一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法，
背景技术
建筑物隔热保温是节约能源、改善居住环境和使用功能的一个重要方面。保温材料按材料成份可分为有机隔热保温材料、无机隔热保温材料和金属类隔热保温材料；按材料形状又可分为松散隔热保温材料、板状隔热保温材料和整体保温隔热材料。其中有机材料类保温材料主要有聚氨酯泡沫、聚苯板、EPS，XPS，酚醛泡沫等。
聚苯乙烯泡沫材料作为保温材料，具有重量轻、可加工性好、保温隔热效果好等优点。但其也存在明显的缺点：易老化发黄、脆性高强度低、变形系数大等。其中，高脆性低强度会使得保温材料容易受到外力冲击而破碎，而易老化尤其是对于暴露于光照下的装饰用保温材料来说，长时间受到自然光中的紫外线照射后容易发黄，不仅会影响材料的强度等物理性能，而且还会影响美观。
为了改善有机材料的物理性能和抗老化性(尤其是抗光老化性)，现有技术中通常的做法是在有机树脂成型时通过物理共混外加无机增强材料和抗光老化剂等。但是由于这些无机外加剂通常是无机材质，与有机质树脂存在相容差的问题。通过物理共混方式的复合无机外加剂无法有效分散于有机基材中，对于聚苯乙烯泡沫材料来说，这不仅仅会导致无机外加剂自身的改善功能无法得以体现，并且还会在一定程度上影响聚苯乙烯的发泡性。
例如，中国发明专利CN201611003784.9公开了一种聚碳酸酯和聚苯乙烯的阻燃复合材料，包括以下重量份的原料：聚碳酸酯20～40份、聚苯乙烯10～18份、三元乙丙橡胶18～30份、氧化锌0.2～0.6份、水杨酸0.02～0.08份、纳米二氧化钛3～10份、玻璃纤维1～6份、阻燃剂1～3份、填料8～12份、丙三醇12～18份、十二烷基苯磺酸钠0.5～1.5份。该复合材料中含有诸多无机改性剂，例如添加有纳米二氧化钛，使得复合材料具有显著的抗老化性，抗紫外线能力强。但是如前文所述，该添加方式会存在无机外加剂分散性较差、无机外加剂会影响有机基材性能的缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法。本发明在聚苯乙烯乳液聚合过程中添加改性单体——纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料以赋予聚苯乙烯出色的抗光黄变性以及改善其强度和脆性。由于该改性物质是作为聚苯乙烯分子链段的组成部分，因此与传统的以物理共混方式复合外加剂相比，不存在分散性差的问题以及对聚苯乙烯发泡性的影响小。
本发明的具体技术方案为：一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备；
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备；
步骤5：发泡成型。
作为优选，各步骤具体为：
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备：按固液比1-1.5g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有10-15vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至55-65℃反应10-15h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:(0.8-1.5):(2-4)将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、长碳链氯烯烃和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至90-110℃反应10-20h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝10-12的碱水溶液，在55-65℃下水解反应1-2h，得到含长碳链烯基有机配体。
在步骤1中，为制得带有含长碳链烯基的用于金属有机框架材料的有机配体，本发明先将2-羟基对苯二甲酸中苯环上的两个羧基转化为酯基，得到2-羟基对苯二甲酸甲酯，然后用长碳链氯烯烃的氯与2-羟基对苯二甲酸甲酯上的羟基反应，接枝上烯烃长碳链，然后将苯环上的两个酯基重新还原为羧基，得到含长碳链烯基有机配体。
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比(6-8):(3.5-4.5):2将硫酸镁、含长碳链烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至110-120℃反应15-25h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1-2天，经烘干、研磨后制得含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：将含长碳链烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯的乙醇溶液中，逐滴滴加酸液调节pH为1-3进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
在步骤2-3中，本发明先通过水热反应制备得到镁金属有机框架材料。众所周知，金属有机框架材料以有机配体为骨架，具有三维的笼状结构，该结构赋予其丰富的内部空隙结构，适合作为吸附剂以及载体。但是目前尚无将其应用于建材材料领域中的先例。本发明在制得镁金属有机框架材料后，再将其浸渍于含钛酸丁酯乙醇溶液中使钛酸丁酯充分渗透进入其笼状结构中，然后调节pH进行水解，在笼状结构中原位生长纳米二氧化钛，从而得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料。将上述材料引入到聚苯乙烯分子链的侧链上，由于纳米二氧化钛具有出色的抗光老化性，因此能够赋予聚苯乙烯耐黄变性；而金属镁有机框架材料的笼状结构作为侧链能够改善聚苯乙烯的强度，尤其是可显著降低聚苯乙烯泡沫的脆性。其原理为三维笼状结构能够作为“锚固点”扎钉于硬质泡沫材料基质中，当基质受到外力冲击时，不易于碎裂，韧性得到改善而脆性降低。
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为7.5-8.5，再依次加入苯乙烯单体、纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料、成核剂、引发剂和阻燃剂，搅拌均匀，加热至120-150℃进行悬浮聚合3-5h，加入发泡剂，保温维持2-4h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒。
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用蒸汽加热预发泡，在室温下静置熟化，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通蒸汽加热发泡，成型后水冷，制得抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料。
作为优选，步骤1中，所述长碳链氯烯烃的碳链长度为C8-15，且氯取代位与烯键之间至少间隔8个碳原子。
作为进一步优选，步骤1中，所述长碳链氯烯烃为10-氯-1-癸烯。
10-氯-1-癸烯的结构如下：
Figure BDA0002949337820000031
在上述分子结构中，烯键和氯分别位于碳链的两端，相距很远。因此在与苯乙烯进行双键聚合反应时，端烯基不会受到较大位阻(金属有机框架材料)而导致反应活性较低，也就是说烯键与氯相距更远更容易参与苯乙烯的乳液聚合，由此带来的好处是所得的纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料中端烯基与接枝上的纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料之间具有更长的碳链，当其作为改性单体存在于改性聚苯乙烯的侧链时，更加有利于发挥纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料的功能性，相当于改性聚苯乙烯的主链上分布有丰富的长碳链的、含有纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料的侧链，这些长侧链的端点作为改性点能够作为“锚固点”扎钉于硬质泡沫材料基质中，从而改善泡沫材料的性能。
作为优选，步骤3中，所述含长碳链烯基金属镁有机框架材料与钛酸丁酯的质量比为1:(0.8-1.2)。
作为优选，步骤4中，所述苯乙烯单体、纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的质量比为(95:5)～(99:1)。
作为优选，步骤4中，所述苯乙烯单体与纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的总量与分散剂、成核剂、引发剂、阻燃剂和发泡剂的质量比为100:(0.1-0.2):(0.05-0.15)(1-2):(0.5-1):(4-7)。
作为优选，步骤3中，所述引发剂为质量比为(15:85)～(20:80)的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯的组合，所述分散剂为羟基磷酸钙；所述发泡剂为戊烷发泡剂；所述阻燃剂为六溴环十二烷。
作为优选，步骤4中，所述含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的粒径为1-3mm。
作为优选，步骤5中，所述预发泡温度为100-120℃，预发泡时间为20-40min，熟化时间为5-10h，熟化后发泡温度为100-120℃，发泡时间为2-4h。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明在聚苯乙烯乳液聚合过程中添加改性单体——纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料以赋予聚苯乙烯出色的抗光黄变性以及改善其强度和脆性。由于该改性物质是作为聚苯乙烯分子链段的组成部分，因此与传统的以物理共混方式复合外加剂相比，不存在分散性差的问题以及对聚苯乙烯发泡性的影响小。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备：按固液比1.3g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有12vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至60℃反应12h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:1.2:3将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、10-氯-1-癸烯和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至100℃反应15h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝11的碱水溶液，在60℃下水解反应1.5h，得到含长碳链烯基有机配体。
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比7:4:2将硫酸镁、含长碳链烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至115℃反应20h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1.5天，经烘干、研磨后制得含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：含长碳链烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯(总质量为金属镁有机框架材料的1倍)的乙醇溶液中，滴加酸液调节pH为2进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.15％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为8，再依次加入质量比为(98:2)的苯乙烯单体和纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料、成核剂(单体质量0.1％)、引发剂(单体质量1.5％，由15:85的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量0.75％)，搅拌均匀，加热至135℃进行悬浮聚合4h，加入戊烷发泡剂(单体质量5％)，保温维持3h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用110℃蒸汽加热预发泡30min，在室温下静置熟化8h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通110℃蒸汽加热发泡3h，成型后水冷，制得抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温板。
实施例2
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备：按固液比1g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有10vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至55℃反应15h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:0.8:2将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、10-氯-1-癸烯和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至90℃反应20h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝10的碱水溶液，在55℃下水解反应2h，得到含长碳链烯基有机配体。
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比6:4:2将硫酸镁、含长碳链烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至110℃反应25h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1天，经烘干、研磨后制得含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：含长碳链烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯(总质量为金属镁有机框架材料的0.8倍)的乙醇溶液中，滴加酸液调节pH为1进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.1％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为7.5，再依次加入质量比为(95:5)的苯乙烯单体/纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料、成核剂(单体质量0.05％)、引发剂(单体质量1％，由20:80的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量0.5％)，搅拌均匀，加热至120℃进行悬浮聚合5h，加入戊烷发泡剂(单体质量4％)，保温维持2h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用120℃蒸汽加热预发泡20min，在室温下静置熟化5h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通120℃蒸汽加热发泡2h，成型后水冷，制得抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温板。
实施例3
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备：按固液比1.5g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有15vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至65℃反应10h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:1.5:4将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、10-氯-1-癸烯和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至110℃反应20h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝12的碱水溶液，在65℃下水解反应1h，得到含长碳链烯基有机配体。
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比8:4:2将硫酸镁、含长碳链烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至120℃反应15h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化2天，经烘干、研磨后制得含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：含长碳链烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯(总质量为金属镁有机框架材料的1.2倍)的乙醇溶液中，滴加酸液调节pH为3进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料。
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.2％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为8.5，再依次加入质量比为98:1的苯乙烯单体/纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料、成核剂(单体质量0.15％)、引发剂(单体质量2％，由15:85的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量1％)，搅拌均匀，加热至150℃进行悬浮聚合3h，加入戊烷发泡剂(单体质量7％)，保温维持4h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用100℃蒸汽加热预发泡40min，在室温下静置熟化10h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通100℃蒸汽加热发泡4h，成型后水冷，制得抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温板。
对比例1
步骤1：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.15％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为8，再依次加入苯乙烯单体、成核剂(单体质量0.1％)、引发剂(单体质量1.5％，由15:85的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量0.75％)，搅拌均匀，加热至135℃进行悬浮聚合4h，加入戊烷发泡剂(单体质量5％)，保温维持3h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤2：发泡成型：将含发泡剂的聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用110℃蒸汽加热预发泡30min，在室温下静置熟化8h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通110℃蒸汽加热发泡3h，成型后水冷，制得发泡聚苯乙烯保温板。
对比例2
步骤1：金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比7:4:2将硫酸镁、有机配体2-羟基对苯二甲酸和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至115℃反应20h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1.5天，经烘干、研磨后制得金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料的制备：金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯(总质量为金属镁有机框架材料的1倍)的乙醇溶液中，滴加酸液调节pH为2进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料。
步骤3：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.15％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为8，再依次加入质量比为(98:2)的苯乙烯单体/纳米二氧化钛@金属镁有机框架材料、成核剂(单体质量0.1％)、引发剂(单体质量1.5％，由15:85的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量0.75％)，搅拌均匀，加热至135℃进行悬浮聚合4h，加入戊烷发泡剂(单体质量5％)，保温维持3h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤4：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用110℃蒸汽加热预发泡30min，在室温下静置熟化8h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通110℃蒸汽加热发泡3h，成型后水冷，制得发泡聚苯乙烯保温板。
对比例3
步骤1：含烯基有机配体的制备：按固液比1.3g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有12vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至60℃反应12h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:1.2:3将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、氯乙烯和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至100℃反应15h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝11的碱水溶液，在60℃下水解反应1.5h，得到含烯基有机配体。
步骤2：含烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比7:4:2将硫酸镁、含烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至115℃反应20h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1.5天，经烘干、研磨后制得含烯基金属镁有机框架材料。
步骤3：纳米二氧化钛@含烯基金属镁有机框架材料的制备：含烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯(总质量为金属镁有机框架材料的1倍)的乙醇溶液中，滴加酸液调节pH为2进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含烯基金属镁有机框架材料。
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂羟基磷酸钙(单体质量0.15％)和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为8，再依次加入质量比为(98:2)的苯乙烯单体/纳米二氧化钛@含烯基金属镁有机框架材料、成核剂(单体质量0.1％)、引发剂(单体质量1.5％，由15:85的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯构成)和六溴环十二烷阻燃剂(单体质量0.75％)，搅拌均匀，加热至135℃进行悬浮聚合4h，加入戊烷发泡剂(单体质量5％)，保温维持3h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒(粒径为1-2mm)。
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用110℃蒸汽加热预发泡30min，在室温下静置熟化8h，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通110℃蒸汽加热发泡3h，成型后水冷，制得发泡聚苯乙烯保温板。
性能测试
将实施例1以及对比例1-3所得的同一密度规格的发泡聚苯乙烯保温板进行各项性能(弯曲强度、抗拉强度、导热系数)检测，结果如下：
Figure BDA0002949337820000091
将实施例1以及对比例1-3所得的同一密度规格的发泡聚苯乙烯保温板放入紫外光老化箱内进行人工紫外光(样品上下表面垂直距离紫外灯管(1000W*5)30cm，老化时间10天)老化后进行抗光老化黄变性能检测，结果如下：
Figure BDA0002949337820000092
对比例1与实施例1的区别在于未添加任何改性剂的聚苯乙烯保温板，由于未添加改性剂，因此其在强度以及抗光老化性能上要明显弱于实施例1。
对比例2与实施例1的区别在于是通过物理混合方法添加改性剂。由上表数据可知其性能差于实施例1。分析其原因是由于相容性问题导致改性剂在聚苯乙烯基质中的分散性差，因此影响了改性剂功能的发挥。
对比例3与实施例1的区别在于是步骤2中采用短碳链的氯乙烯替代10-氯-1-癸烯。由上表数据可知其性能差于实施例1。分析其原因可能是由于氯乙烯中烯键与氯之间的碳链过短，在制备得到金属镁有机框架材料后，一方面导致烯键受到空间位阻影响了其与苯乙烯的聚合程度，另一方面聚合后较短的侧链无法起到很好的基材“锚固点”作用，进而影响其对物理性能以及抗光老化性能的提升。

Claims (10)

1.一种抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备；
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备；
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备；
步骤5：发泡成型。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：各步骤具体为：
步骤1：含长碳链烯基有机配体的制备：按固液比1-1.5g/100mL将2-羟基对苯二甲酸添加至含有10-15vol％二氯亚砜的甲醇中，升温至55-65℃反应10-15h，蒸干甲醇，萃取；按摩尔比1:(0.8-1.5):(2-4)将所得2-羟基对苯二甲酸甲酯、长碳链氯烯烃和碳酸钠溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，升温至90-110℃反应10-20h，除去N,N-二甲基甲酰胺，加入pH＝10-12的碱水溶液，在55-65℃下水解反应1-2h，得到含长碳链烯基有机配体；
步骤2：含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：按摩尔比(6-8):(3.5-4.5):2将硫酸镁、含长碳链烯基有机配体和4,4-联吡啶添加至N,N-二甲基甲酰胺中并搅拌均匀，升温至110-120℃反应15-25h；反应结束后过滤固体产物，洗涤固体产物，再用无水乙醇浸泡陈化1-2天，经烘干、研磨后制得含长碳链烯基金属镁有机框架材料；
步骤3：纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的制备：将含长碳链烯基金属镁有机框架材料分散于含钛酸丁酯的乙醇溶液中，逐滴滴加酸液调节pH为1-3进行水解反应，反应结束后静置熟化，洗涤，过滤，干燥，得到纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料；
步骤4：含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的制备：将分散剂和水添加至反应釜内搅拌均匀，调节pH为7.5-8.5，再依次加入苯乙烯单体、纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料、成核剂、引发剂和阻燃剂，搅拌均匀，加热至120-150℃进行悬浮聚合3-5h，加入发泡剂，保温维持2-4h，经冷却、洗涤、离心和干燥后，制得含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒；
步骤5：发泡成型：将含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒置于发泡器中用蒸汽加热预发泡，在室温下静置熟化，将熟化后的改性发泡聚苯乙烯颗粒装入模具中，通蒸汽加热发泡，成型后水冷，制得抗黄变高强发泡聚苯乙烯保温材料。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述长碳链氯烯烃的碳链长度为C8-15，且氯取代位与烯键之间至少间隔8个碳原子。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述长碳链氯烯烃为10-氯-1-癸烯。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述含长碳链烯基金属镁有机框架材料与钛酸丁酯的质量比为1:(0.8-1.2)。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述苯乙烯单体、纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的质量比为(95:5)～(99:1)。
7.如权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述苯乙烯单体与纳米二氧化钛@含长碳链烯基金属镁有机框架材料的总量与分散剂、成核剂、引发剂、阻燃剂和发泡剂的质量比为100:(0.1-0.2):(0.05-0.15)(1-2):(0.5-1):(4-7)。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述引发剂为质量比为(15:85)～(20:80)的过氧化甲酰和过氧化苯甲酸叔丁酯的组合，所述分散剂为羟基磷酸钙；所述发泡剂为戊烷发泡剂；所述阻燃剂为六溴环十二烷。
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述含发泡剂的改性聚苯乙烯颗粒的粒径为1-3mm。
10.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤5中，所述预发泡温度为100-120℃，预发泡时间为20-40min，熟化时间为5-10h，熟化后发泡温度为100-120℃，发泡时间为2-4h。
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