本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種石墨烯漿體保溫材料。
背景技術(shù):
我國每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積近20億平方米,既有建筑近420億平方米,建筑能耗已占全國總能耗的27%以上,建筑節(jié)能問題已成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),尤其是圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)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,盡管具有導(dǎo)熱系數(shù)低和密度小等優(yōu)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、沈陽等地發(fā)生了因保溫層燃燒而引起的“央視大樓”、“上海教師公寓”、“沈陽萬鑫酒店”火災(zāi),充分暴露出傳統(tǒng)有機保溫材料的防火缺陷。
我國的保溫材料目前正處于發(fā)展時期,雖然取得了一些可喜的進步,但總體上技術(shù)水平落后,尤其漿體保溫材料的研究開發(fā)方面,更是相對落后。目前我國大量應(yīng)用在土建工程上的漿體保溫材料仍然是以傳統(tǒng)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(yīng)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(xiàn)場配。如何利用工業(yè)的廢棄物開發(fā)出性能優(yōu)異的保溫材料實現(xiàn)節(jié)能降耗、節(jié)約資源、減小環(huán)境污染,是當(dāng)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(shù)實現(xiàn)要素:
為解決上述我國現(xiàn)有保溫材料存在的問題,本發(fā)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(dǎo)熱系數(shù)低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種石墨烯漿體保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
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、甲基苯基甲氧基硅油3~5份、穩(wěn)定劑1~3份和增韌劑0.1~1份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后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制備而得:將膨脹珍珠巖與礦渣進行混合均勻后,然放入乳化石蠟溶液中,并加熱至40~60℃浸泡1~2h,然后在25~32℃烘干即可
進一步,所述穩(wěn)定劑為復(fù)合鉛類穩(wěn)定劑、鈣鋅類穩(wěn)定劑或有機錫穩(wěn)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(fā)明的另一個目的是提供一種石墨烯漿體保溫材料的制備方法,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℃,然后加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基硅油攪拌,得混合物B;
3)將混合物B置于真空條件下,然后加入穩(wěn)定劑和增韌劑攪拌均勻,然后冷卻至室溫,即得。
本發(fā)明的有益效果:
1、與現(xiàn)有有機保溫材料相比,本發(fā)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(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的優(yōu)點。
2、與現(xiàn)有無機保溫材料相比,本發(fā)明克服了無機保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)大、保溫效果差的缺點,保留了無機保溫材料的防火阻燃、變形系數(shù)小、抗老化、性能穩(wěn)定、使用壽命長的優(yōu)點。
3、按本發(fā)明所述方法制備的石墨烯漿體保溫材料樣品表觀密度為導(dǎo)熱系數(shù)0.008~0.012W/(m·K)、抗壓強度11~13MPa,吸水率為2~5%,材料綜合性能介于現(xiàn)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(shù)計算,包括以下原料制成:
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、甲基苯基甲氧基硅油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(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后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制備得到:
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質(zhì)量比為8:1)進行混合均勻后,然放入乳化石蠟溶液中,并加熱至40℃浸泡2h,然后在25℃烘干即可。。
漿體保溫材料制備方法,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℃,然后加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基硅油攪拌,得混合物B;
3)將混合物B置于真空條件下,然后加入二月桂酸二丁基錫和丁腈橡膠攪拌均勻,然后冷卻至室溫,即得。
實施例2
一種石墨烯漿體保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
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、甲基苯基甲氧基硅油4份、固體鈣鋅穩(wěn)定劑2份和羥基丁腈橡膠0.5份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后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制備得到:
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質(zhì)量比為15:1)進行混合均勻后,然放入乳化石蠟溶液中,并加熱至60℃浸泡1h,然后在32℃烘干即可。
漿體保溫材料制備方法,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℃,然后加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基硅油攪拌,得混合物B;
3)將混合物B置于真空條件下,然后加入固體鈣鋅穩(wěn)定劑和羥基丁腈橡膠攪拌均勻,然后冷卻至室溫,即得。
實施例3
一種石墨烯漿體保溫材料,按照重量份數(shù)計算,包括以下原料制成:
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、甲基苯基甲氧基硅油5份、液體鈣鋅穩(wěn)定劑3份和天然橡膠1份,其中,所述石墨烯是經(jīng)過氫氧化鈉溶液浸泡后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制備得到:
將開孔膨脹珍珠巖與礦渣(開孔膨脹珍珠巖與礦渣的質(zhì)量比為15:1)進行混合均勻后,然放入乳化石蠟溶液中,并加熱至60℃浸泡1h,然后在32℃烘干即可。
漿體保溫材料制備方法,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℃,然后加入酚醛樹脂與甲基苯基甲氧基硅油攪拌,得混合物B;
3)將混合物B置于真空條件下,然后加入液體鈣鋅穩(wěn)定劑和天然橡膠攪拌均勻,然后冷卻至室溫,即得。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。