CN114805905B - 一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 - Google Patents
一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114805905B CN114805905B CN202210696338.XA CN202210696338A CN114805905B CN 114805905 B CN114805905 B CN 114805905B CN 202210696338 A CN202210696338 A CN 202210696338A CN 114805905 B CN114805905 B CN 114805905B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polystyrene
- nano sio
- hollow
- sio
- hollow microsphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 title claims abstract description 125
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 82
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 121
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 26
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N benzoin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 ISAOCJYIOMOJEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCOC(=O)C(C)=C JKNCOURZONDCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- AEUVIXACNOXTBX-UHFFFAOYSA-N 1-sulfanylpropan-1-ol Chemical compound CCC(O)S AEUVIXACNOXTBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 claims description 12
- LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-3-methyloxirane Chemical compound CC1OC1Cl LRWZZZWJMFNZIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 244000028419 Styrax benzoin Species 0.000 claims description 11
- 235000000126 Styrax benzoin Nutrition 0.000 claims description 11
- 235000008411 Sumatra benzointree Nutrition 0.000 claims description 11
- 229960002130 benzoin Drugs 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 11
- 238000012650 click reaction Methods 0.000 claims description 11
- 235000019382 gum benzoic Nutrition 0.000 claims description 11
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004176 ammonification Methods 0.000 claims description 10
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 10
- 125000003396 thiol group Chemical class [H]S* 0.000 claims description 10
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 125000004218 chloromethyl group Chemical group [H]C([H])(Cl)* 0.000 claims description 9
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 claims description 9
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 9
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229960001124 trientine Drugs 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 8
- 238000001132 ultrasonic dispersion Methods 0.000 claims description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 63
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 29
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 29
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 22
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 2,3-Dihydrothiophene Chemical compound C1CC=CS1 OXBLVCZKDOZZOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 125000002147 dimethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])N(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- GOLSFPMYASLXJC-UHFFFAOYSA-N 2-(dimethylamino)ethyl acetate Chemical compound CN(C)CCOC(C)=O GOLSFPMYASLXJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 230000002147 killing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
- C08J9/125—Water, e.g. hydrated salts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08J2325/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2487/00—Characterised by the use of unspecified macromolecular compounds, obtained otherwise than by polymerisation reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明涉及聚苯乙烯保温板材技术领域，且公开了一种功能化纳米SiO2空心微球‑聚苯乙烯保温板材，以可发泡聚苯乙烯作为基体，聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球作为功能性填料，制得功能化纳米SiO2空心微球‑聚苯乙烯保温板材，SiO2表面接枝的聚苯乙烯分子链，使得功能化纳米SiO2空心微球与聚苯乙烯基体具有很好的相似相容性，改善了在聚苯乙烯板材中的分散性，均匀分散在板材基体中，其空心结构具有更低的导热系数，对聚苯乙烯板材的保温和隔热性能有很大提升，提升纳米SiO2空心微球表面修饰的季铵盐小分子具有很强的抑菌效果，赋予了聚苯乙烯板材独特的抗菌活性。
Description
技术领域
本发明涉及聚苯乙烯保温板材技术领域，具体为一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法。
背景技术
聚苯乙烯是一种常见的热塑性塑料，具有优良的绝热性、绝缘性和耐化学腐蚀性，使聚苯乙烯广泛应用在包装材料、容器器皿、建筑材料中，其中聚苯乙烯保温板具有很好的隔热和保温作用，并且廉价易得，加工性好，是一种理想的绝热保温板材，近年来对聚苯乙烯保温板进行改性，赋予其独特的阻燃性等性能，具有重要的现实意义。
纳米SiO2是一种综合性能优异的无机纳米填料，具有特殊的纳米小尺寸效应，是高分子聚合物的理想填料，可以对聚苯乙烯等材料进行改性，而空心纳米SiO2具有独特的空心结构，导热系数更低，在绝热保温材料中具有广阔的研究前景，并且纳米SiO2表面含有丰富的活性硅羟基，可以通过化学修饰引发功能性小分子，如季铵盐、硅烷偶联剂等，可以对纳米SiO2进行功能化改性，赋予其特殊的性能，因此将抗菌性季铵盐小分子修饰到空心纳米SiO2表面，低聚苯乙烯进行改性，增强聚苯乙烯板材的隔热保温和抗菌性能，是一种有效的策略。
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法，改善了聚苯乙烯板材的隔热保温性能，增强了抗菌活性。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，所述功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材的制法包括以下步骤：
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，发生氨酯化反应，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中发生巯基-烯点击反应，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，发生季铵化反应，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后发生加成反应，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
优选的，所述步骤（2）中的异氰酸酯化纳米SiO2和巯基丙醇的质量比为100:320-550。
优选的，所述步骤（2）中的氨酯化反应的温度为65-80 ℃，反应时间为5-10 h。
优选的，所述步骤（3）中的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚的质量比为100:80-150:1.5-3。
优选的，所述步骤（3）中的点击反应在紫外灯照射下，反应3-8 h。
优选的，所述步骤（4）中的二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷、催化剂三乙醇胺的质量比为100:120-200:2-4。
优选的，所述步骤（4）中的季铵化反应的温度为50-80 ℃，反应时间为6-12 h。
优选的，所述步骤（5）中的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球的质量比为300-500:100。
优选的，所述步骤（5）中的加成反应在50-70 ℃中，反应10-20 h。
优选的，所述步骤（7）中的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球的质量比为100:2-7。
（三）有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益技术效果：
该一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，巯基丙醇的羟基与纳米SiO2空心微球表面修饰的异氰酸酯基体发生氨酯化反应，得到巯基化纳米SiO2空心微球，然后在安息香双甲醚的光引发作用下，使SiO2空心微球表面修饰的巯基与甲基丙烯酸二甲氨乙酯的烯基发生巯基-烯点击反应，从而在纳米SiO2空心微球表面修饰二甲氨基，进一步二甲氨基在三乙醇胺的催化作用下，与环氧氯丙烷的氯原子发生季铵化反应，生成季铵盐，从而纳米SiO2空心微球表面化学键合含有环氧基团的季铵盐小分子，然后环氧基团再与胺化聚苯乙烯的氨基发生加成反应，得到聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球，最终在纳米SiO2空心微球表面接枝季铵盐小分子和聚苯乙烯分子链。
该一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，以可发泡聚苯乙烯作为基体，聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球作为功能性填料，通过发泡、蒸汽模压等过程制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，SiO2表面接枝的聚苯乙烯分子链，使得功能化纳米SiO2空心微球与聚苯乙烯基体具有很好的相似相容性，改善了在聚苯乙烯板材中的分散性，均匀分散在板材基体中，其空心结构具有更低的导热系数，对聚苯乙烯板材的保温和隔热性能有很大提升，提升纳米SiO2空心微球表面修饰的季铵盐小分子具有很强的抑菌效果，对金黄色葡萄链球菌有着良好的杀灭和抑制作用，赋予了聚苯乙烯板材独特的抗菌活性，拓展了聚苯乙烯保温板的实际工业应用。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材的制法包括以下步骤：
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:320-550，在65-80 ℃中发生氨酯化反应5-10 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:80-150:1.5-3的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应3-8 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:120-200:2-4，在50-80 ℃中发生季铵化反应6-12h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为300-500:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在50-70 ℃中，发生加成反应10-20 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:2-7的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
实施例1
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:320，在65 ℃中发生氨酯化反应5 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:80:1.5的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应3 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:120:2，在50 ℃中发生季铵化反应6 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为300:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在50 ℃中，发生加成反应10 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:2的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
实施例2
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:400，在80 ℃中发生氨酯化反应5 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:100:2的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应5 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:150:2.5，在80 ℃中发生季铵化反应6 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为350:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在70 ℃中，发生加成反应10 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:4的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
实施例3
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:420，在70 ℃中发生氨酯化反应8 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:120:2.5的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应6 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:170:3.2，在70 ℃中发生季铵化反应10 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为480:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在60 ℃中，发生加成反应12 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:5.5的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
实施例4
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:550，在80 ℃中发生氨酯化反应10 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:150:3的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应8 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:200:4，在80 ℃中发生季铵化反应12 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为500:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在70 ℃中，发生加成反应20 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:7的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
对比例1
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:250，在65 ℃中发生氨酯化反应6 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:60:1的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应5 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:100:1.3，在60 ℃中发生季铵化反应10 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为250:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在60 ℃中，发生加成反应15 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:1的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
对比例2
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球。
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，两者质量比为100:620，在80 ℃中发生氨酯化反应8 h，过滤，乙酸乙酯和乙醇洗涤，干燥后得到巯基化纳米SiO2空心微球。
（3）向四氢呋喃溶剂中加入质量比为100:180:3.5的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中，紫外灯照射下，发生巯基-烯点击反应6 h，过滤溶剂，使用四氢呋喃和乙醇洗涤，干燥后得到二甲氨化纳米SiO2空心微球。
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，三者质量比为100:230:4.5，在70 ℃中发生季铵化反应10 h，过滤、乙醇洗涤，干燥后得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球。
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯。
（6）向甲苯溶剂中加入质量比为520:100的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后在60 ℃中，发生加成反应12 h，减压蒸馏、甲苯和乙醇洗涤，干燥后制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球。
（7）将质量比为100:8的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材。
将功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材剪裁成条形试样，通过DRX-3A导热系数测试仪测试热导率。
| 测试 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
| 热导率（W/m·K） | 0.106 | 0.072 | 0.114 | 0.163 | 0.126 | 0.190 |
将功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材剪裁成薄片试样，放入培养皿对比，滴加活化的金黄色葡萄链球菌悬菌液和琼脂培养基，作为实验组，以不加薄片试样的作为空白组，将实验组和对照组放入培养箱中进行培养，通过平皿计数法统计菌落数。
Claims (5)
1.一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，其特征在于：所述功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材的制法包括以下步骤：
（1）以聚苯乙烯作为空心模板剂，正硅酸乙酯进行水解，得到纳米SiO2空心微球，再通过甲苯二异氰酸酯进行表面材料处理，得到异氰酸酯化纳米SiO2空心微球；
（2）将异氰酸酯化纳米SiO2空心微球超声分散在乙酸乙酯溶剂中，加入巯基丙醇，发生氨酯化反应，得到巯基化纳米SiO2空心微球；
（3）向四氢呋喃溶剂中加入巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚，在氮气氛围中发生巯基-烯点击反应，得到二甲氨化纳米SiO2空心微球；
（4）向异丙醇溶剂中加入二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷，分散均匀后加入催化剂三乙醇胺，发生季铵化反应，得到含环氧基团的季铵盐基团的功能化纳米SiO2空心微球；
（5）使用三乙烯四胺与氯甲基聚苯乙烯发生取代反应，得到胺化聚苯乙烯；
（6）向甲苯溶剂中加入胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球，超声分散后发生加成反应，制得聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球；
（7）将可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球置于挤出机中进行共混，然后以水蒸气作为发泡剂进行发泡，并通过室温熟化、蒸汽模压成型、陈化材料，制得功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材；
所述步骤（2）中的异氰酸酯化纳米SiO2和巯基丙醇的质量比为100:320-550；
所述步骤（3）中的巯基化纳米SiO2空心微球、甲基丙烯酸二甲氨乙酯和光引发剂安息香双甲醚的质量比为100:80-150:1.5-3；
所述步骤（4）中的二甲氨化纳米SiO2空心微球、环氧氯丙烷、催化剂三乙醇胺的质量比为100:120-200:2-4；
所述步骤（6）中的胺化聚苯乙烯和功能化纳米SiO2空心微球的质量比为300-500:100；
所述步骤（7）中的可发泡聚苯乙烯和聚苯乙烯接枝纳米SiO2空心微球的质量比为100:2-7。
2.根据权利要求1所述的一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，其特征在于：所述步骤（2）中的氨酯化反应的温度为65-80 ℃，反应时间为5-10 h。
3.根据权利要求1所述的一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，其特征在于：所述步骤（3）中的点击反应在紫外灯照射下，反应3-8 h。
4.根据权利要求1所述的一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，其特征在于：所述步骤（4）中的季铵化反应的温度为50-80 ℃，反应时间为6-12 h。
5.根据权利要求1所述的一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材，其特征在于：所述步骤（6）中的加成反应在50-70 ℃中，反应10-20 h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210696338.XA CN114805905B (zh) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | 一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210696338.XA CN114805905B (zh) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | 一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114805905A CN114805905A (zh) | 2022-07-29 |
| CN114805905B true CN114805905B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=82521364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210696338.XA Active CN114805905B (zh) | 2022-06-20 | 2022-06-20 | 一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114805905B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115449158B (zh) * | 2022-10-17 | 2023-08-11 | 广东登峰电线电缆有限公司 | 一种耐热性的无卤低烟阻燃耐火电缆 |
| CN115785564B (zh) * | 2022-12-05 | 2023-08-15 | 广东帅普科技有限公司 | 一种高强度改性pp材料 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101585948A (zh) * | 2008-05-22 | 2009-11-25 | 中国科学院过程工程研究所 | 二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料及其制备方法 |
| CN109319782A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-02-12 | 北京林业大学 | 一种木质素磺酸钠/聚苯乙烯基活性炭微球的制备方法 |
| CN114044978A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-02-15 | 深圳中塑化工高性能材料有限公司 | 一种季铵盐功能化纳米SiO2抗菌改性聚丙烯材料和制备方法 |
| CN114350099A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-15 | 徐州宸石材料科技有限公司 | 一种SiO2改性聚苯乙烯高抗冲塑料包装盒及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100801275B1 (ko) * | 2006-03-31 | 2008-02-04 | 금호석유화학 주식회사 | 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 2단계 제조방법 |
-
2022
- 2022-06-20 CN CN202210696338.XA patent/CN114805905B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101585948A (zh) * | 2008-05-22 | 2009-11-25 | 中国科学院过程工程研究所 | 二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料及其制备方法 |
| CN109319782A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-02-12 | 北京林业大学 | 一种木质素磺酸钠/聚苯乙烯基活性炭微球的制备方法 |
| CN114350099A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-15 | 徐州宸石材料科技有限公司 | 一种SiO2改性聚苯乙烯高抗冲塑料包装盒及其制备方法 |
| CN114044978A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-02-15 | 深圳中塑化工高性能材料有限公司 | 一种季铵盐功能化纳米SiO2抗菌改性聚丙烯材料和制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘青 ; 高保娇 ; .在接枝微粒PS/SiO_2上固载季铵盐及初步应用.应用化学.2008,(第07期),第797-802页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114805905A (zh) | 2022-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114805905B (zh) | 一种功能化纳米SiO2空心微球-聚苯乙烯保温板材和制法 | |
| CN104194066B (zh) | 氧化硅-壳聚糖复合气凝胶及其制备方法 | |
| CN104300164B (zh) | 一种复合质子交换膜的制备方法 | |
| Yu et al. | Durable antibacterial finishing of cotton fabric based on thiol–epoxy click chemistry | |
| CN110606977B (zh) | 一种抗菌tpu复合发泡珠粒及其制备方法和应用 | |
| CN111574917A (zh) | 一种聚氨酯水性涂料用复合材料的制备方法 | |
| CN112280261A (zh) | 一种全生物降解高阻隔pla/pbat复合包装膜 | |
| CN115286886B (zh) | 用于强阴离子交换的纳米纤维气凝胶材料及其制备方法 | |
| CN108484988B (zh) | 一种多巴胺修饰纳米颗粒改性壳聚糖抑菌膜的制备方法 | |
| CN113265879A (zh) | 一种多重交联超亲水织物及其制备方法 | |
| CN118406290A (zh) | 一种改性碳纳米管及其制备方法和应用 | |
| CN111359317A (zh) | 纳米光触媒抗菌过滤层和防护装置 | |
| CN114479730A (zh) | 抗菌抗病毒胶水、抗菌抗病毒浸渍纸及抗菌抗病毒饰面人造板的制备方法 | |
| CN108610559B (zh) | 一种石墨烯改性聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN112469775A (zh) | 交联纳米多孔糖类基材料及其制造方法 | |
| CN112126108A (zh) | 一种高强度和高吸附性能的纳米纤维素气凝胶材料的制备 | |
| CN116218275A (zh) | 一种除甲醛和去除室内tvoc的腻子粉及制备方法 | |
| CN113148977B (zh) | 一种多孔碳材料的疏水改性方法 | |
| CN113042007B (zh) | 改性氧化石墨烯复合气凝胶型染料吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN112223464B (zh) | 一种木材改性剂及其制备方法 | |
| CN115449196A (zh) | 一种可生物降解材料，花园水管 | |
| CN109320640B (zh) | 一种环境响应性超疏水-亲水材料表面的制备方法 | |
| CN108822483A (zh) | 一种含石墨烯的汽车内饰用低voc复合塑料及制备方法 | |
| CN111100465B (zh) | 一种基于抗菌纳米银/碳纳米管微球/复型弹性表面的超疏水弹性体及其制备方法 | |
| CN109289509B (zh) | 一种用于高湿度环境的室内VOCs净化材料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20231008 Address after: 200000 7th floor, 137 Haining Road, Hongkou District, Shanghai Applicant after: Shanghai Nahong Microspheres Technology Co.,Ltd. Address before: 226000 No. 69, Xincheng West Road, Yuelai Town, Haimen District, Nantong City, Jiangsu Province Applicant before: Nantong kangxiejing New Material Technology Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20220729 Assignee: Lihong Microspheres Technology (Zhejiang) Co.,Ltd. Assignor: Shanghai Nahong Microspheres Technology Co.,Ltd. Contract record no.: X2024980005780 Denomination of invention: A functionalized nano SiO hollow microsphere polystyrene insulation board and its preparation method Granted publication date: 20231031 License type: Common License Record date: 20240514 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |