本發(fā)明屬于隔熱材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種隔熱材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隔熱材料在冶金、有色金屬、機(jī)械、石化、電力等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。隔熱材料具有密度小、柔韌性高、防水等特性，可收集多余熱量，隨意性好，無空腔，可避免負(fù)風(fēng)壓撕裂和脫落。隔熱材料一般分為無機(jī)類和有機(jī)類兩種。有機(jī)類隔熱材料主要有聚氨酯泡沫、聚苯板、酚醛泡沫等。無機(jī)隔熱材料主要集中在氣凝膠氈、玻璃棉、巖棉、膨脹珍珠巖、微納隔熱板等具有一定隔熱效果的材料。有機(jī)材料優(yōu)點(diǎn)是原料充足、產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)低、施工方便、工藝成熟等，其主要缺點(diǎn)為材料耐熱問題難以解決；而無機(jī)不燃隔熱材料，因?yàn)閷?dǎo)熱系數(shù)比較高，或強(qiáng)度低，大多不能滿足設(shè)計(jì)使用要求。而且現(xiàn)有隔熱材料耐腐蝕性能不足，限制其在特種領(lǐng)域的應(yīng)用，反過來限制特種行業(yè)的發(fā)展。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種隔熱材料及其制備方法，以環(huán)氧結(jié)合氰酸酯，通過樹脂基體與小分子物質(zhì)的選擇配伍，結(jié)合合理的制備工藝，預(yù)成型后再模壓制備的隔熱復(fù)合材料具備優(yōu)異的耐熱性能、阻燃性能，同時(shí)具有良好的加工性能；可用于模塊化預(yù)制件的應(yīng)用。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到外層材料；(2)將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到內(nèi)層材料；(4)將外層材料、中層材料、內(nèi)層材料依次置于模具中，熱壓得到隔熱材料。上述技術(shù)方案中，氧化石墨烯、n，n-二甲基十二胺、二苯氧膦、鈦酸鍶、六氯銥酸銨、滌綸樹脂、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須的質(zhì)量比為8∶18∶20∶5∶3∶60∶100∶12∶3；富勒烯衍生物、氰酸酯、雙羧基鄰苯二甲酰亞胺、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯、苯丙炔酸、聚脲甲醛的質(zhì)量比為1∶100∶10∶80∶8∶20；聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳、3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂、聚乙烯醇的質(zhì)量比為70∶100∶10∶1∶30∶40。上述技術(shù)方案中，所述外層材料、中層材料、內(nèi)層材料的厚度比為40∶100∶10；步驟(2)中，于105℃下倒入經(jīng)過115℃預(yù)熱的模具；所述熱壓的條件為0mpa/120℃/10分鐘+0.5mpa/150℃/10分鐘+1.5mpa/180℃/15分鐘；熱壓完成后保壓自然降溫。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料用外層材料的制備方法，包括以下步驟，將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到隔熱材料用外層材料。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料用中層材料的制備方法，包括以下步驟，將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到隔熱材料用中層材料。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料用內(nèi)層材料的制備方法，包括以下步驟，將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到隔熱材料用內(nèi)層材料。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料前驅(qū)體體系的制備方法，將外層材料、中層材料以及內(nèi)層材料依次組合得到所述隔熱材料前驅(qū)體體系；所述外層材料、中層材料或者內(nèi)層材料的制備方法包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到外層材料；(2)將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到內(nèi)層材料。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料，所述隔熱材料的制備方法包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制.備得到外層材料；(2)將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到內(nèi)層材料；(4)將外層材料、中層材料、內(nèi)層材料依次置于模具中，熱壓得到隔熱材料。本發(fā)明還公開了一種隔熱材料用外層材料、隔熱材料用中層材料或者隔熱材料用內(nèi)層材料，所述隔熱材料用外層材料、隔熱材料用中層材料或者隔熱材料用內(nèi)層材料的制備方法包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到隔熱材料用外層材料；(2)將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到隔熱材料用中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到隔熱材料用內(nèi)層材料。本發(fā)明還公開了外層材料、中層材料或者內(nèi)層材料在制備隔熱材料中的應(yīng)用，所述外層材料、中層材料或者內(nèi)層材料的制備方法包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到外層材料；(2)將富勒烯衍生物加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，倒入模具自然冷卻得到中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到內(nèi)層材料。本發(fā)明公開的外層材料、中層材料、內(nèi)層材料制備隔熱材料的應(yīng)用中；根據(jù)實(shí)際安裝位置限定外層、中層、內(nèi)層，貼合墻體的為內(nèi)層材料或者接觸有腐蝕性物質(zhì)的一面為外層材料，中層材料位于外層材料與內(nèi)層材料之間。本發(fā)明中，外層材料需要具備優(yōu)異的耐腐蝕性以及良好的加工、耐熱、阻燃性能，同時(shí)還需要與中層材料形成穩(wěn)定的反應(yīng)性界面過渡區(qū)域；本發(fā)明以滌綸樹脂與萘酚酚醛樹脂為基體，剛性結(jié)構(gòu)可以保證耐熱性，同時(shí)添加有機(jī)小分子，一方面增加各組分的相容性，另一方面提高材料的加工性能，特別是含磷化合物可提高板材阻燃性，尤其是萘環(huán)結(jié)構(gòu)既可以增加材料的熱性能又不會(huì)對(duì)安裝加工不利。中層材料需要具備優(yōu)異的耐熱性、隔熱性，以及良好的加工、阻燃性能，通過氰酸酯與環(huán)氧的聚合，可以保證材料穩(wěn)定的熱性能，尤其是富勒烯衍生物pcbm具備反應(yīng)性酯基官能團(tuán)，在限定用量下既可以與氰酸酯形成良好的反應(yīng)性，又使得富勒烯均勻分散，對(duì)阻燃有利；通過小分子的加入提高了氰酸酯環(huán)氧樹脂混合體系的加工性能，并且小分子可以參與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)互相也能發(fā)生反應(yīng)，比如利用苯丙炔酸可以提高聚脲甲醛的分散水平，利于分解成微納孔均勻；雙羧基鄰苯二甲酰亞胺的選擇既可以作為稀釋劑避免高分子局部反應(yīng)不均，又可以參與高分子的反應(yīng)，比如連接氰酸酯與環(huán)氧樹脂，從而實(shí)現(xiàn)良好加工性能的同時(shí)不降低耐熱性。內(nèi)層材料需要具備優(yōu)異的彈性以及良好的耐熱性、阻燃性，同時(shí)需要與中層材料形成穩(wěn)定的界面反應(yīng)區(qū)；通過有機(jī)硅酚醛樹脂的加入，可以提高韌性優(yōu)異的聚苯乙烯與聚苯硫醚共聚物的耐熱性，并且有機(jī)硅還利于彈性的保持，聚乙烯醇可以提高幾種組分的相容反應(yīng)性，納米多孔氧化鎳可以增加整體的隔熱能力并提高制備通孔的效果，防止局部裂紋，通過二甲基吡唑以及聚乙烯醇的分散作用，使得多孔氧化鎳分散均勻，略可提高耐酸堿效果。本發(fā)明中，所述外層材料、中層材料、內(nèi)層材料的厚度比以及制備工藝，尤其是中層材料工藝，利于成型，避免產(chǎn)生流動(dòng)問題。三層材料互相作用，形成了穩(wěn)定的復(fù)合整體，可以應(yīng)用在高熱腐蝕領(lǐng)域。本發(fā)明限定熱壓條件可以使得三種材料逐步熔化，開始在模具自帶壓力下，形成融化界面的互相滲透，又避免流膠或者三層材料過度融合；后續(xù)再逐步交聯(lián)固化，既提高了體系的固化水平，又避免了熱塑性材料的流膠，在小分子串聯(lián)下，以及催化劑調(diào)控下，高聚物逐步反應(yīng)，最終得到了整體的三層復(fù)合材料，效果優(yōu)異。本發(fā)明通過工藝選擇，在反應(yīng)過程中，原料之間相互接觸的概率更高，在混合過程避免反應(yīng)過度造成熱壓反應(yīng)不均，熱壓時(shí)反應(yīng)速度更快，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)生成率更高；通過調(diào)節(jié)攪拌、熱壓反應(yīng)溫度與時(shí)間，控制混合時(shí)反應(yīng)程度，方法設(shè)計(jì)巧妙且合理；通過添加添加劑包括無機(jī)材料、金屬化合物等，增加了樹脂基體隔熱材料的抗壓強(qiáng)度、耐腐蝕強(qiáng)度，降低了導(dǎo)熱系數(shù)，隔熱效果更佳?，F(xiàn)有有機(jī)隔熱材料不具備防腐性能或者防腐性能較差，這是由制備隔熱材料的原料決定的，導(dǎo)致在作為腐蝕性物質(zhì)應(yīng)用時(shí)受到限制，使用壽命短，維護(hù)成本高；本發(fā)明的隔熱復(fù)合材料分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)緊湊、致密性好，同時(shí)外層材料設(shè)有石墨烯，與n，n-二甲基十二胺以及鈦酸鍶一起可以提高材料的抗腐蝕性能；尤其是本發(fā)明添加少量銥化合物，一方面有機(jī)銥化合物可以與有機(jī)組分形成界面反應(yīng)效果，提高整體材料的相容性，另一方面可以提高有機(jī)物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，第三方面可以增加石墨烯的活性從而實(shí)現(xiàn)良好耐腐蝕性能，更主要的是，本發(fā)明限定幾種添加物質(zhì)的比例，避免了對(duì)隔熱性能的消弱以及熱壓反應(yīng)的干擾。一般隔熱材料都設(shè)置在墻體表面，現(xiàn)有隔熱材料大都通過粘接膠與墻體組合實(shí)現(xiàn)隔熱效果，如果需要耐腐蝕，則在外層涂刷耐腐蝕涂層；現(xiàn)有技術(shù)明顯存在多種缺陷，比如施工繁瑣，需要多步工序，性能效果差，雖然通過粘接組合，但是幾層材料之間還是存在界面不同質(zhì)性，尤其是耐腐蝕層在隔熱材料表面發(fā)生脫落、老化，涂膠或者刷涂的時(shí)候，會(huì)在現(xiàn)場產(chǎn)生溶劑污染；另外，模塊化建筑在建筑方面嶄露頭角，通過組裝即可實(shí)現(xiàn)整體建筑的制造，不過此存在一個(gè)問題，即如果依然通過膠粘的方式結(jié)合墻體與隔熱材料，則不利于模塊化的組裝，因?yàn)槟z粘的強(qiáng)度以及工藝與模塊化不匹配，如果采用模塊化匹配的機(jī)械結(jié)合，則隔熱材料與墻體可能存在微間隙，小面積或許沒事，但是對(duì)整幢建筑來說，會(huì)影響隔熱效果。本發(fā)明首先制備一體的復(fù)合隔熱材料，分為三個(gè)功能層，相鄰功能層界面互相滲透，形成穩(wěn)定整體的過渡層，三層材料整體劃一，而且具有優(yōu)異的加工性，可以設(shè)置安裝孔與填充塞，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械安裝的技術(shù)效果，并且在內(nèi)層彈性耐熱材料作用下，機(jī)械組裝時(shí)，可以使得隔熱材料與墻體無縫貼合，首次實(shí)現(xiàn)了高耐熱、阻燃型一體化防腐隔熱材料的機(jī)械無縫組裝。具體實(shí)施方式實(shí)施例一一種隔熱材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將氧化石墨烯加入n，n-二甲基十二胺中，100℃攪拌1小時(shí)后加入二苯氧膦與鈦酸鍶，攪拌0.5小時(shí)，然后加入六氯銥酸銨，攪拌10分鐘，自然冷卻，得到石墨烯復(fù)合金屬體系；將滌綸樹脂、石墨烯復(fù)合金屬體系、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須干磨均勻后加入擠出機(jī)中，于190℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到外層材料；(2)將富勒烯衍生物pcbm加入氰酸酯中，100℃反應(yīng)40分鐘后加入雙羧基鄰苯二甲酰亞胺，反應(yīng)1小時(shí)后加入四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯，于110℃攪拌2小時(shí)后加入苯丙炔酸、聚脲甲醛，繼續(xù)攪拌10分鐘，于105℃下倒入經(jīng)過115℃預(yù)熱的模具，自然冷卻得到中層材料；(3)將聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳干磨混合后與3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂以及聚乙烯醇加入擠出機(jī)中，于185℃擠出得到粒子；然后利用制膜機(jī)制備得到內(nèi)層材料；(4)將4mm外層材料、10mm中層材料、1mm內(nèi)層材料依次置于模具中，熱壓得到隔熱材料，熱壓的條件為0mpa/120℃/10分鐘+0.5mpa/150℃/10分鐘+1.5mpa/180℃/15分鐘；熱壓完成后保壓自然降溫。本實(shí)施例中，氧化石墨烯、n，n-二甲基十二胺、二苯氧膦、鈦酸鍶、六氯銥酸銨、滌綸樹脂、萘酚酚醛樹脂、磷酸三丁酯、二氧化鈦晶須的質(zhì)量比為8∶18∶20∶5∶3∶60∶100∶12∶3；富勒烯衍生物、氰酸酯、雙羧基鄰苯二甲酰亞胺、四縮水甘油基二氨基二亞甲基苯、苯丙炔酸、聚脲甲醛的質(zhì)量比為1∶100∶10∶80∶8∶20；聚苯乙烯、聚苯硫醚、納米多孔氧化鎳、3，5-二甲基吡唑、有機(jī)硅酚醛樹脂、聚乙烯醇的質(zhì)量比為70∶100∶10∶1∶30∶40。對(duì)比例一與實(shí)施例一一致，其中不同之處在于，步驟(1)中不含鈦酸鍶與六氯銥酸銨。對(duì)比例二與實(shí)施例一一致，其中不同之處在于，步驟(2)中不加入聚脲甲醛。對(duì)比例三與實(shí)施例一一致，其中不同之處在于，步驟(2)中不加入富勒烯衍生物。對(duì)比例四與實(shí)施例一一致，其中不同之處在于，步驟(3)中不加入3，5-二甲基吡唑、聚乙烯醇。表1復(fù)合材料性能表征tgtd彎曲強(qiáng)度導(dǎo)熱系數(shù)氧指數(shù)鉆孔數(shù)實(shí)施例一227℃432℃169mpa0.021w/(mk)33＞3500對(duì)比例一219℃414℃160mpa0.029w/(mk)31＞3500對(duì)比例二225℃429℃165mpa0.079w/(mk)313400對(duì)比例三211℃402℃152mpa0.023w/(mk)313350對(duì)比例四222℃423℃162mpa0.062w/(mk)313400表1為實(shí)施例以及對(duì)比例制備的復(fù)合材料的相關(guān)性能，可以明顯看出，本發(fā)明的產(chǎn)品具備優(yōu)異的綜合性能；同時(shí)用3mol/l氫氧化鈉溶液、3mol/l氯化鈉溶液和3mol/l的醋酸溶液分別進(jìn)行耐腐蝕測試，時(shí)間為10天，實(shí)施例產(chǎn)品表面未有發(fā)生變化，保持了原有的狀態(tài)，具有良好的耐腐蝕效果，對(duì)比例一產(chǎn)品表面出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，顏色略發(fā)黃，對(duì)比例二產(chǎn)品表面無變化，對(duì)比例三產(chǎn)品表面無變化，對(duì)比例四產(chǎn)品表面無變化。因此，本發(fā)明產(chǎn)品可用于耐腐蝕隔熱特殊場合，而且可批量生產(chǎn)，現(xiàn)場僅組裝即可，省力，適合工業(yè)化制備。當(dāng)前第1頁12