一种节能保温聚苯乙烯复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种节能保温聚苯乙烯复合板材及其制备方法，涉及材料技术领域。一种节能保温聚苯乙烯复合板材，主要由按重量份数计的以下原料制成：聚苯乙烯50～100份，相变材料20～80份，石墨烯5～20份，发泡剂10～25份，添加剂20～50份。添加剂包括无机添加剂、有机添加剂中的一种或两种。有机添加剂包括乙烯‑甲基丙烯酸共聚物、乙烯‑丙烯酸共聚物中的一种或两种。无机添加剂包括TiO2、硅基氧化物、A12O3中的一种或多种。石墨烯利用其高导热能力，能够将外界的热量或冷量快速传导至相变材料，相变材料吸收热量或冷量，以减弱复合板材所在建筑物内外环境的温度传递，使建筑物的保温性能更好。

Energy saving thermal insulation polystyrene composite board and preparation method thereof

The invention provides an energy-saving thermal insulation polystyrene composite board and a preparation method thereof, which relates to the material technology field. An energy-saving polystyrene composite board is mainly made up of the following materials: 50~100 parts of polystyrene, 20~80 parts of phase change material, 5~20 parts of graphene, 10~25 parts of foaming agent and 20~50 parts of additives. Additives include inorganic additives, organic additives in one or two. Organic additives including ethylene methacrylic acid copolymer, ethylene acrylic acid copolymer in one or two. Inorganic additives include TiO2, silica based oxides, and one or more of the A12O3. Graphene uses its high thermal conductivity, which can quickly transfer the external heat or cold to phase change materials, and phase change materials absorb heat or cold quantity to weaken the temperature transfer of the internal and external environment of the building, which makes the building insulation performance better.

【技术实现步骤摘要】
一种节能保温聚苯乙烯复合板材及其制备方法
本专利技术涉及材料
，具体而言，涉及一种节能保温聚苯乙烯复合板材及其制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯(PS)是一种性能良好、价格低廉的通用塑料。聚苯乙烯泡沫具有质轻、无毒、隔热、减震等优点，广泛用于各类包装、保温、防水、防震材料，仪表和家用电器材料。其中一个重要应用领域就是建筑物的隔热。随着社会的发展，人们对建筑物的能耗和绿色环保要求越来越高，对建筑物的保温性、能耗性提出了新的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种节能保温聚苯乙烯复合板材，该复合板材能够减少建筑物的能耗，提高建筑物的保温能力。本专利技术的另一目的在于提供一种节能保温聚苯乙烯复合板材的制备方法，该方法简便易行且制得的复合板材综合性能较好。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种节能保温聚苯乙烯复合板材，主要由按重量份数计的以下原料制成：聚苯乙烯50～100份，相变材料20～80份，石墨烯5～20份，发泡剂10～25份，添加剂20～50份。添加剂包括无机添加剂、有机添加剂中的一种或两种。有机添加剂包括乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或两种。无机添加剂包括TiO2、硅基氧化物、A12O3中的一种或多种。本专利技术提出一种节能保温聚苯乙烯复合板材的制备方法。包括：将聚苯乙烯、相变材料、石墨烯的第一混合物与发泡剂、添加剂置于模具中，并在100～120℃的温度下进行成型。本专利技术实施例提供的节能保温聚苯乙烯复合板材及其制备方法的有益效果是：本专利技术实施例提供一种节能保温聚苯乙烯复合板材，主要由以下原料制成：聚苯乙烯、相变材料、石墨烯、发泡剂以及添加剂。添加剂能够有效加强复合板材的附着能力，从而有效防止因复合板材的松动造成的渗水、腐蚀以及保温能力下降等情况。发泡剂能够在聚苯乙烯材料内部形成闭孔，孔内是气体。气体的导热系数非常小，这样不仅减小了复合板材的密度，还提高了复合板材的保温能力。同时，在复合板材废气后进行生物降解时，气孔有利于为微生物提供多个通道，加速聚苯乙烯的降解，提高复合板材的环保性。石墨烯利用其高导热能力，能够将外界的热量或冷量快速传导至相变材料，相变材料吸收热量或冷量，以减弱建筑物内外环境的温度传递，使建筑物的保温性能更好。本专利技术实施例还提供一种节能保温聚苯乙烯复合板材的制备方法。包括：将聚苯乙烯、相变材料、石墨烯的第一混合物与发泡剂、添加剂置于模具中，并在100～120℃的温度下进行成型。方法简单，且所得复合板材发泡程度较好。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的节能保温聚苯乙烯复合板材和制备方法进行具体说明。一种节能保温聚苯乙烯复合板材，主要由按重量份数计的以下原料制成：聚苯乙烯50～100份，相变材料20～80份，石墨烯5～20份，发泡剂10～25份，添加剂20～50份。添加剂包括无机添加剂、有机添加剂中的一种或两种，有机添加剂包括乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或两种；无机添加剂包括TiO2、硅基氧化物、A12O3中的一种或多种。进一步，原料包括按重量份数计的如下组分：聚苯乙烯70～90份，相变材料30～60份，石墨烯10～15份，发泡剂14～21份，添加剂30～40份。乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMAA)或乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)的气体透过性、耐环境应力开裂性随甲基丙烯酸含量增加而提高，其透明性、韧性、耐低温性、粘接性、着色性好，抗腐蚀性、防老化性优异。EMAA或EAA分子主链上存在大量羧基，分子极性强，添加于聚苯乙烯中能够提高聚苯乙烯的粘结性能。例如，当本实施例的复合板材与合金、钢材、建筑物进行粘接时，添加剂能够有效加强复合板材的附着能力，进而能够进一步防止因复合板材的松动造成的渗水、腐蚀以及保温能力下降等情况发生。纳米硅基氧化物(SiO2-X)为无定型白色粉末，表面存在不饱和的残键和不同键合状态的羟基，故分子式为SiO2-X，其中X在0.4～0.8之间。纳米SiO2-x可以大幅度提高塑料制品的强度、韧性、耐磨性和抗老化性能。纳米TiO2具有高紫外屏蔽性能，可以大大延缓塑料的老化速度。纳米A12O3能增强塑料的耐磨损性能。无机纳米粒子单独使用较少，一般是用作添加剂改善基体的力学性能。无机添加剂TiO2、SiO2-x、A12O3能够利用超强的表面吸附能力，以及与高分子间的分子间作用力，使聚苯乙烯在其他材料表面的附着力增大，从而有效提高复合板材的保温能力。本专利技术实施例中，发泡剂选用物理发泡剂。物理发泡剂可以包括可膨胀微球、空心玻璃微珠中的一种或两种。当然发泡剂也可以选用化学发泡剂。化学发泡剂可以包括偶氮二甲酰胺、4，4’-氧代双苯磺酰肼中的一种或两种。化学发泡剂经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物中形成细孔；物理发泡剂是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而在聚合物中形成细孔。发泡剂能够在聚苯乙烯材料内部形成闭孔，孔内是气体。气体的导热系数非常小，这样不仅减小了复合板材的密度，还提高了复合板材的保温能力。同时，在复合板材废气后进行生物降解时，气孔有利于为微生物提供多个通道，加速聚苯乙烯的降解，提高复合板材的环保性。本专利技术实施例中，相变材料可以包括聚乙二醇、石蜡、癸酸、Mn(NO3)2·6H2O中的一种或多种。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固-液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变。熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热。当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。相变过程材料保持恒温，可以充分利用材料的这个优点选择合适相变温度的相变物质，将居住温度控制在舒适的温度范围。据预计，若是能在建筑行业使用相变材料节能，能量的损耗可以减少至少15％。将相变材料填充在聚苯乙烯中，聚苯乙烯能够为相变材料提供相变支撑。当相变材料进行物理状态的更替时，聚苯乙烯能够限制相变材料的流动，使相变材料的使用更安全，方便。石墨烯利用其高导热能力，能够将外界的热量或冷量快速传导至相变材料，相变材料吸收热量或冷量，以减弱建筑物内外环境的温度传递，使建筑物的保温性能更好。聚乙二醇、石蜡、癸酸均属于有机类相变材料。聚乙二醇根据分子量的不同，其相转变温度大致在30～60℃之间，适合工业建筑、民房建筑等。石蜡根据分子量的不同，其相转变温度大致在40～60℃之间。本专利技术实施例中，聚乙二醇均选用同一种市购产品，相变温度大致在30～35℃，石蜡均选用同一种市购产品，相变温度大致在40～45℃。癸酸的相转变温度在36℃左右。Mn(NO3)2·6H2O作为无机水合盐类的相变材料，其相转变温度约为25.5℃，该温度与日常生活温度较为接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，主要由按重量份数计的以下原料制成：聚苯乙烯50～100份，相变材料20～80份，石墨烯5～20份，发泡剂10～25份，添加剂20～50份；所述添加剂包括无机添加剂、有机添加剂中的一种或两种，所述有机添加剂包括乙烯‑甲基丙烯酸共聚物、乙烯‑丙烯酸共聚物中的一种或两种；所述无机添加剂包括TiO2、硅基氧化物、A12O3中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，主要由按重量份数计的以下原料制成：聚苯乙烯50～100份，相变材料20～80份，石墨烯5～20份，发泡剂10～25份，添加剂20～50份；所述添加剂包括无机添加剂、有机添加剂中的一种或两种，所述有机添加剂包括乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或两种；所述无机添加剂包括TiO2、硅基氧化物、A12O3中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，所述原料包括按重量份数计的如下组分：所述聚苯乙烯70～90份，所述相变材料30～60份，所述石墨烯10～15份，所述发泡剂14～21份，所述添加剂30～40份。3.根据权利要求1所述的节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，所述相变材料包括聚乙二醇、石蜡、癸酸、Mn(NO3)2·6H2O中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，所述发泡剂包括物理发泡剂，所述物理发泡剂包括可膨胀微球、空心玻璃微珠中的一种或两种。5.根据权利要求1所述的节能保温聚苯乙烯复合板材，其特征在于，所述发泡剂包括化学发泡剂，所述化学发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占华，关雪松，
申请(专利权)人：重庆卡美伦科技有限公司合川分公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50