石墨烯漿體保溫材料及其製備方法與流程
2023-06-09 23:27:26 2
本發明屬於建築材料技術領域，具體涉及一種石墨烯漿體保溫材料。
背景技術：
我國每年城鄉新建房屋建築面積近20億平方米，既有建築近420億平方米，建築能耗已佔全國總能耗的27％以上，建築節能問題已成為我國可持續發展的重要環節，尤其是圍護結構的節能具有特別重要的地位。擠塑聚苯板(XPS)或膨脹聚苯板(EPS)等最常用的保溫材料，儘管具有導熱係數低和密度小等優點，但作為有機材料，其可燃性造成了很大的安全隱患，近年來，北京、上海、瀋陽等地發生了因保溫層燃燒而引起的「央視大樓」、「上海教師公寓」、「瀋陽萬鑫酒店」火災，充分暴露出傳統有機保溫材料的防火缺陷。
我國的保溫材料目前正處於發展時期，雖然取得了一些可喜的進步，但總體上技術水平落後，尤其漿體保溫材料的研究開發方面，更是相對落後。目前我國大量應用在土建工程上的漿體保溫材料仍然是以傳統漿體膨脹珍珠巖保溫材料為主，其吸水率很大，抗裂性、耐侯性差，應用有很大局限性，施工時需多次成活，施工效率低下，保溫砂漿為現場配。如何利用工業的廢棄物開發出性能優異的保溫材料實現節能降耗、節約資源、減小環境汙染，是當前我國漿體保溫材料研究的熱點，是適合中國國情的保溫材料研究方向。
技術實現要素：
為解決上述我國現有保溫材料存在的問題，本發明提出一種石墨烯漿體保溫材料，該保溫材料抗折強度達11MPa以上，吸水率小，導熱係數低。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種石墨烯漿體保溫材料，按照重量份數計算，包括以下原料製成：
聚氯乙烯顆粒5～10份、酚醛樹脂20～40份、改性膨脹珍珠巖10～15份、石墨烯5～10份、甲基苯基甲氧基矽油3～5份、穩定劑1～3份和增韌劑0.1～1份，其中，所述石墨烯是經過氫氧化鈉溶液浸泡後由叔丁基酚醛樹脂改性得到，所述氫氧化鈉溶液中添加有5～8wt％拉開粉。
進一步，所述改性膨脹珍珠巖通過以下方法製備而得：將膨脹珍珠巖與礦渣進行混合均勻後，然放入乳化石蠟溶液中，並加熱至40～60℃浸泡1～2h，然後在25～32℃烘乾即可
進一步，所述穩定劑為複合鉛類穩定劑、鈣鋅類穩定劑或有機錫穩定劑。
進一步，所述增韌劑為天然橡膠、丁腈橡膠、羥基丁腈橡膠、羥端基聚丁二烯中的一種或一種以上的混合物。
本發明的另一個目的是提供一種石墨烯漿體保溫材料的製備方法，包括以下步驟：
1)按照上述配比，稱取聚氯乙烯顆粒、改性膨脹珍珠巖與石墨烯攪拌混合，得混合物A；
2)將步驟1)得到的混合物加熱到70～90℃，然後加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基矽油攪拌，得混合物B；
3)將混合物B置於真空條件下，然後加入穩定劑和增韌劑攪拌均勻，然後冷卻至室溫，即得。
本發明的有益效果：
1、與現有有機保溫材料相比，本發明克服了有機保溫材料的易燃、強度低、耐老化性差、使用壽命短的缺點，保留了有機保溫材料的質輕、導熱係數低的優點。
2、與現有無機保溫材料相比，本發明克服了無機保溫材料的導熱係數大、保溫效果差的缺點，保留了無機保溫材料的防火阻燃、變形係數小、抗老化、性能穩定、使用壽命長的優點。
3、按本發明所述方法製備的石墨烯漿體保溫材料樣品表觀密度為導熱係數0.008～0.012W/(m·K)、抗壓強度11～13MPa，吸水率為2～5％，材料綜合性能介於現有有機、無機保溫材料之間。
具體實施方式
實施例1
一種石墨烯漿體保溫材料，按照重量份數計算，包括以下原料製成：
聚氯乙烯顆粒5份、酚醛樹脂30份、改性膨脹珍珠巖10份、石墨烯5份、甲基苯基甲氧基矽油3份、二月桂酸二丁基錫1份和丁腈橡膠0.1份，其中，所述石墨烯是經過氫氧化鈉溶液浸泡後由叔丁基酚醛樹脂改性得到，所述氫氧化鈉溶液中添加有5wt％拉開粉。
其中，改性開孔膨脹珍珠巖通過以下方法製備得到：
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質量比為8:1)進行混合均勻後，然放入乳化石蠟溶液中，並加熱至40℃浸泡2h，然後在25℃烘乾即可。。
漿體保溫材料製備方法，包括以下步驟：
1)按照上述配比，稱取聚氯乙烯顆粒、改性膨脹珍珠巖與石墨烯攪拌混合，得混合物A；
2)將步驟1)得到的混合物加熱到70℃，然後加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基矽油攪拌，得混合物B；
3)將混合物B置於真空條件下，然後加入二月桂酸二丁基錫和丁腈橡膠攪拌均勻，然後冷卻至室溫，即得。
實施例2
一種石墨烯漿體保溫材料，按照重量份數計算，包括以下原料製成：
聚氯乙烯顆粒8份、酚醛樹脂20份、改性膨脹珍珠巖13份、石墨烯7份、甲基苯基甲氧基矽油4份、固體鈣鋅穩定劑2份和羥基丁腈橡膠0.5份，其中，所述石墨烯是經過氫氧化鈉溶液浸泡後由叔丁基酚醛樹脂改性得到，所述氫氧化鈉溶液中添加有7wt％拉開粉。
改性開孔膨脹珍珠巖通過以下方法製備得到：
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質量比為15:1)進行混合均勻後，然放入乳化石蠟溶液中，並加熱至60℃浸泡1h，然後在32℃烘乾即可。
漿體保溫材料製備方法，包括以下步驟：
1)按照上述配比，稱取聚氯乙烯顆粒、改性膨脹珍珠巖與石墨烯攪拌混合，得混合物A；
2)將步驟1)得到的混合物加熱到80℃，然後加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基矽油攪拌，得混合物B；
3)將混合物B置於真空條件下，然後加入固體鈣鋅穩定劑和羥基丁腈橡膠攪拌均勻，然後冷卻至室溫，即得。
實施例3
一種石墨烯漿體保溫材料，按照重量份數計算，包括以下原料製成：
聚氯乙烯顆粒10份、酚醛樹脂40份、改性膨脹珍珠巖15份、石墨烯10份、甲基苯基甲氧基矽油5份、液體鈣鋅穩定劑3份和天然橡膠1份，其中，所述石墨烯是經過氫氧化鈉溶液浸泡後由叔丁基酚醛樹脂改性得到，所述氫氧化鈉溶液中添加有5-8wt％拉開粉。
改性開孔膨脹珍珠巖通過以下方法製備得到：
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質量比為15:1)進行混合均勻後，然放入乳化石蠟溶液中，並加熱至60℃浸泡1h，然後在32℃烘乾即可。
漿體保溫材料製備方法，包括以下步驟：
1)按照上述配比，稱取聚氯乙烯顆粒、改性膨脹珍珠巖與石墨烯攪拌混合，得混合物A；
2)將步驟1)得到的混合物加熱到90℃，然後加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基矽油攪拌，得混合物B；
3)將混合物B置於真空條件下，然後加入液體鈣鋅穩定劑和天然橡膠攪拌均勻，然後冷卻至室溫，即得。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。