本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體的涉及一種復合建筑保溫材料的制備方法。

背景技術(shù)：
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我國建筑節(jié)能狀況堪憂能源問題是當今世界各國關(guān)注的問題，作為人類活動的建筑，其使用過程中所消耗的能量，在社會能耗中占了很大的比例。目前歐美發(fā)達國家的建筑能耗已達到全社會總能耗的30-50％；我國建筑總能耗約占社會終端能耗的30％，建筑能源消耗也已成為當前和今后幾十年必須面對的嚴峻社會經(jīng)濟問題。降低建筑能耗是節(jié)能工作中最重要的任務(wù)之一節(jié)約建筑用能，有利于保護能源資源、保障能源安全、發(fā)展國家經(jīng)濟。建筑采暖、空調(diào)或者其他發(fā)面用能,無論是用煤、電還是天然氣，都會不同程度地產(chǎn)生大氣污染，產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體提倡建筑節(jié)能，也有利于環(huán)境的改善同時能使建筑熱環(huán)境得到改善，節(jié)能型建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能得到了加強，建筑熱穩(wěn)定性好，室內(nèi)舒適性也大有提高。開發(fā)利用二次資源，開辟多種廢棄物在建筑材料中的利用途徑，解決實現(xiàn)建筑節(jié)能、綠色、環(huán)保勢在必行。

建筑節(jié)能的一個重要方面就是改造傳統(tǒng)建筑外圍護結(jié)構(gòu)，提高其保溫性能，是降低采暖居住建筑取暖能耗的主要措施之一，為使建筑外墻體保溫性能得到大大的改善，通常采用由結(jié)構(gòu)材料與高效保溫材料組合而成的復合外墻體。但是目前的保溫材料常常不能兼有優(yōu)異保溫性能與力學性能于一體，要么就制備成本很高，不能大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種復合建筑保溫材料的制備方法，該方法制得的保溫材料不僅保溫性能優(yōu)異，且機械性能佳，方法簡單，成本低。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌10-30min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在70-80℃油浴中加熱反應(yīng)4-6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；

(2)將樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在100-160℃、3000-6000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流6-11h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為(5-11g)：(6-9ml)：(35-40ml)：(7-15ml)：(0.3-0.9ml)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(1)中，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁酸二甲酯。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述樟腦磺酸溶液的濃度為0.5-2mol/L。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(2)中，所述樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為(0.1-0.3ml)：(1-3g)：(0.4-0.7g)：50ml。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒0.8-2份、玻璃微珠1-2份、水泥80-100份、海泡石纖維3-5份、木質(zhì)素纖維2-7份、硅灰50-100份、減水劑1-3份，消泡劑2-3份，增稠劑2-4份。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述減水劑為木質(zhì)素磺酸鈉與氨基磺酸鹽減水劑通過接枝共聚改性制得的減水劑。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述消泡劑為有機硅類消泡劑。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟(3)中，所述增稠劑為羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素中的一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明首先制備聚苯乙烯顆粒，并將其羧基化，在制備的過程中，采用樟腦磺酸作為催化劑，使得其產(chǎn)率大大提高，聚苯乙烯顆粒結(jié)晶好；

(2)本發(fā)明利用羥基化碳納米管纖維表面的羥基與聚苯乙烯顆粒表面的羧基反應(yīng)，制得碳納米管改性的聚苯乙烯與水泥具有良好的相容性，有效提高了保溫材料的力學性能；

(3)本發(fā)明在復合材料中還添加海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰等，使得制得的復合材料粘結(jié)強度大，保溫性能好，抗折、抗拉強度，抗沖擊性能好。

具體實施方式：

為了更好的理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明進一步說明，實施例只用于解釋本發(fā)明，不會對本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。

實施例1

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌10min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在70℃油浴中加熱反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為11g：9ml：40ml：15ml：0.9ml；

(2)將濃度為0.5mol/L的樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在100℃、3000-轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流11h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.1ml：1g：0.4g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒0.8份、玻璃微珠1份、水泥80份、海泡石纖維3份、木質(zhì)素纖維2份、硅灰50份、減水劑1份，消泡劑2份，增稠劑2份。

實施例2

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌15min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在75℃油浴中加熱反應(yīng)5.5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為7g：7ml：36ml：9ml：0.4ml；

(2)將濃度為1mol/L的樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在110℃、4000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流10h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.15ml：1.5g：0.5g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒1份、玻璃微珠1.2份、水泥85份、海泡石纖維3.5份、木質(zhì)素纖維4份、硅灰60份、減水劑1.5份，消泡劑2.4份，增稠劑2.5份。

實施例3

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌20min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在75℃油浴中加熱反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為9g：8ml：37ml：11ml：0.5ml；

(2)將濃度為1.5mol/L的樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在120℃、5000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流8h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.2ml：2g：0.6g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒1.3份、玻璃微珠1.4份、水泥90份、海泡石纖維4份、木質(zhì)素纖維5份、硅灰70份、減水劑2份，消泡劑2.4份，增稠劑3份。

實施例4

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌25min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在75℃油浴中加熱反應(yīng)4.5h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為10g：8ml：38ml：13ml：0.7ml；

(2)將濃度為1.5mol/L的樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在140℃、5500轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流7h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.25ml：2.5g：0.65g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒1.6份、玻璃微珠1.8份、水泥95份、海泡石纖維4.5份、木質(zhì)素纖維6份、硅灰90份、減水劑2.5份，消泡劑2.7份，增稠劑3.5份。

實施例5

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌30min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在70℃油浴中加熱反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為11g：9ml：40ml：15ml：0.9ml；

(2)將濃度為2mol/L的樟腦磺酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在160℃、6000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流11h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.3ml：3g：0.7g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒2份、玻璃微珠2份、水泥100份、海泡石纖維5份、木質(zhì)素纖維7份、硅灰100份、減水劑3份，消泡劑3份，增稠劑4份。

對比例1

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇和引發(fā)劑加入到四口圓底燒瓶中，常溫下攪拌30min后通入氮氣和冷凝水，然后將燒瓶在70℃油浴中加熱反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，過濾，干燥，得到羧基化聚苯乙烯顆粒；其中，苯乙烯、丙烯酸、水、無水乙醇、引發(fā)劑的用量比為11g：9ml：40ml：15ml：0.9ml；

(2)將濃度為2mol/L的硫酸溶液、上述制得的羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管改性和水混合攪拌均勻，然后在160℃、6000轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)下回流11h，回流結(jié)束后，離心，沉淀用水洗滌至中性，得到碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒；其中，樟腦磺酸溶液、羧基化聚苯乙烯顆粒、羥基化碳納米管、水的用量比為0.3ml：3g：0.7g：50ml；

(3)將碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為碳納米管改性的聚苯乙烯顆粒2份、玻璃微珠2份、水泥100份、海泡石纖維5份、木質(zhì)素纖維7份、硅灰100份、減水劑3份，消泡劑3份，增稠劑4份。

對比例2

一種復合建筑保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚苯乙烯顆粒、玻璃微珠、水泥、海泡石纖維、木質(zhì)素纖維、硅灰、減水劑，消泡劑，增稠劑混合攪拌制得建筑保溫材料；其中，以重量份計，所述各組分的用量分別為聚苯乙烯顆粒2份、玻璃微珠2份、水泥100份、海泡石纖維5份、木質(zhì)素纖維7份、硅灰100份、減水劑3份，消泡劑3份，增稠劑4份。

經(jīng)檢測，實施例1-5制備的保溫材料的導熱系數(shù)為0.018-0.037W/m·k，抗壓強度為3.3-4.2MPa，而對比例1的導熱系數(shù)為0.088W/m·k，抗壓強度為1.9MPa，對比例2的導熱系數(shù)為0.051W/m·k，抗壓強度為0.89MPa。