一种复合型膨胀石墨匀质板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合型膨胀石墨匀质板及其制备方法，包括以下重量份原料：改性聚苯乙烯泡沫颗粒50

【技术实现步骤摘要】
一种复合型膨胀石墨匀质板及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑防火材料
，具体涉及一种复合型膨胀石墨匀质板及其制备方法。

技术介绍

[0002]匀质板是一种防火的保温材料，是由硅、钙质的矿物、改性剂，复配膨胀聚苯乙烯泡沫颗粒，添加了其他的添加剂，加水搅拌均匀，再通过模具压制成型，经过养护、加工得到的具有防火的保温材料。
[0003]如中国专利CN114478061B公开的改性防火匀质板及其生产工艺，包括以下重量份原料：聚苯乙烯颗粒150
‑
200份、硅酸盐水泥100
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150份、改性水滑石15
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35份、超支化阻燃剂30
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65份、粘结剂15
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30份、发泡剂6
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15份、水15
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25份；该专利通过加入自制的阻燃剂使匀质板达到很好的阻燃效果，但是聚苯乙烯颗粒是一种疏水材料，干燥的聚苯乙烯颗粒更不易与基体材料结合，导致匀质板的力学性能不佳，并且由于聚苯乙烯易燃，起火燃烧后，其所在位置会形成孔洞，导致附近紧挨的聚苯乙烯颗粒直接暴露于空气中，形成续燃，因此，如何提高聚苯乙烯颗粒与基质材料的结合性，并且克服聚苯乙烯颗粒易燃的缺陷是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合型膨胀石墨匀质板及其制备方法，以解决
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种复合型膨胀石墨匀质板，包括以下重量份原料：改性聚苯乙烯泡沫颗粒50
‑
60份、硅酸盐水泥90
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100份、玻化微珠颗粒40
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50份、可再分散乳胶粉1.0
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2.0份、羟丙基甲基纤维素0.5
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1份、聚丙烯纤维0.1
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0.3份、水220
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240份；该复合型膨胀石墨匀质板通过以下步骤制成：在模具底部平铺一层耐碱玻纤网络布，并在模具四周涂刷脱模剂，将改性聚苯乙烯泡沫颗粒、玻化微珠颗粒和1/2质量水加入搅拌器中，搅拌15
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30秒后，加入硅酸盐水泥、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯纤维和剩余水，继续搅拌8
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10min后摊铺于模具中，振捣密实，在上表面压入一层耐碱玻纤网络布，用塑料薄膜覆盖养护5
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7天，得到复合型膨胀石墨匀质板。
[0006]进一步地，改性聚苯乙烯泡沫颗粒通过以下步骤制成：向20wt%的异丙醇溶液中加入氢氧化钠，搅拌后加入聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素和交联助剂，搅拌1h后，得到成膜液，将成膜液均匀喷洒于阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面，60℃下保温处理10
‑
15min后，加入水泥，搅拌使阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面包覆水泥浆体，得到改性聚苯乙烯泡沫颗粒；其中，异丙醇溶液、氢氧化钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和交联助剂的用量比
为100mL：3.4
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4.2g：5.8
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6.4g：4.7
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5.1g：1.9
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3.2g，成膜液和水泥用量均为阻燃聚苯乙烯泡沫质量的10
‑
15%。
[0007]为了提高聚苯乙烯泡沫颗粒与基体之间的结合性，本专利技术制备了成膜液，该成膜液以亲水性聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维为主料，配合交联助剂得到，在加热情况下，将成膜液喷洒于阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面，交联助剂中的环氧基、醛基能够与聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维结构中的羟基反应，在阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面形成亲水的交联膜，并且引入阻燃结构磷酸酯基团，赋予交联膜阻燃性能，最后利用交联膜的亲水性结合水泥，使拌使阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面包覆水泥浆体，得到改性聚苯乙烯泡沫颗粒。
[0008]进一步地，交联助剂通过以下步骤制成：步骤S11、向反应釜中加入3,4
‑
二羟基苯甲醛、三乙胺和THF，搅拌后滴加苯基磷酰二氯的THF溶液，滴加结束后，升温至回流反应12h，旋蒸去除THF，产物用去离子水洗涤，干燥，得到中间产物；其中，3,4
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二羟基苯甲醛、三乙胺和苯基磷酰二氯用量比为0.08mol：0.08mol：0.04mol，利用3,4
‑
二羟基苯甲醛活性较大的羟基与苯基磷酰二氯的氯发生消去的反应，得到含有端醛基、磷酸酯基和酚羟基的中间体；步骤S12、将中间产物、氢氧化钾和DMF加入反应釜中，搅拌溶解后加入环氧氯丙烷，氮气保护下，70℃搅拌反应4
‑
5h，反应结束后，冷却至室温，滴加40wt%氢氧化钾溶液，升温至60℃搅拌反应6h，冷却至室温后，过滤，滤液旋蒸去除DMF，得到交联助剂；其中，中间产物、氢氧化钾、DMF、环氧氯丙烷和氢氧化钾溶液的用量比为4.7g：0.56g：100mL：0.2mol：8.4g，利用环氧氯丙烷与中间产物1的酚羟基发生消去HCl反应引入环氧基团，得到含有环氧基团、磷酸酯基、醛基、苯环结构的交联助剂。
[0009]进一步地，阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒通过以下步骤制成：步骤S21、将质量分数4%的偶联剂KH
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570乙醇溶液加入质量2%可膨胀石墨乙醇溶液中，80℃搅拌反应2
‑
4h，离心洗涤，60℃干燥，得到改性可膨胀石墨，KH
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570乙醇溶液和可膨胀石墨乙醇溶液体积比为1：100；步骤S22、将改性可膨胀石墨和苯乙烯加入反应釜中，搅拌下加入过氧化苯甲酰，80℃下搅拌2h，加入分散剂的水溶液，升温至95℃，搅拌反应5
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10h，加入戊烷，120℃、0.7
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0.9MPa，恒温反应4
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6h后，降温出料，洗涤干燥，发泡成型，得到阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒，改性可膨胀石墨、苯乙烯、过氧化苯甲酰、分散剂的水溶液和戊烷质量比为2
‑
4：100：3：100
‑
120：50，分散剂的水溶液由聚乙烯醇、活性磷酸钙和去离子水按照质量比0.3：1.5
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2：100组成。
[0010]为了克服聚苯乙烯泡沫颗粒易燃的问题，本专利技术从聚苯乙烯制备源头出发，以苯乙烯和改性可膨胀石墨为聚合单体，制备出掺杂石墨的聚苯乙烯泡沫颗粒，引入可膨胀石墨一方面提高聚苯乙烯泡沫颗粒的力学强度，另一方面赋予其阻燃特性，在燃烧过程中，由于聚苯乙烯泡沫颗粒内部存在石墨，石墨在燃烧时迅速生产蠕虫状的炭层结构，提高了整体成炭能力，阻止可燃气体的进入，进入阻止明火的产生，赋予聚苯乙烯泡沫颗粒阻燃性能。
[0011]进一步地，硅酸盐水泥为P.042.5水泥，聚丙烯纤维长度为5
‑
15mm。
[0012]进一步地，耐碱玻纤网格布重125g/m2。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术以改性聚苯乙烯泡沫颗粒、硅酸盐水泥、玻化微珠颗粒、可再分散乳胶粉为主料制备了匀质板，不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合型膨胀石墨匀质板，其特征在于，包括以下重量份原料：改性聚苯乙烯泡沫颗粒50
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60份、硅酸盐水泥90
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100份、玻化微珠颗粒40
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50份、可再分散乳胶粉1.0
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2.0份、羟丙基甲基纤维素0.5
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1份、聚丙烯纤维0.1
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0.3份、水220
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240份；改性聚苯乙烯泡沫颗粒通过以下步骤制成：向20wt%的异丙醇溶液中加入氢氧化钠，搅拌后加入聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素和交联助剂，搅拌1h后，得到成膜液，将成膜液均匀喷洒于阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面，60℃下保温处理10
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15min后，加入水泥，搅拌使阻燃聚苯乙烯泡沫颗粒表面包覆水泥浆体，得到改性聚苯乙烯泡沫颗粒。2.根据权利要求1所述的一种复合型膨胀石墨匀质板，其特征在于，异丙醇溶液、氢氧化钠、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和交联助剂的用量比为100mL：3.4
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4.2g：5.8
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6.4g：4.7
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5.1g：1.9
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3.2g，成膜液和水泥用量均为阻燃聚苯乙烯泡沫质量的10
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15%。3.根据权利要求1所述的一种复合型膨胀石墨匀质板，其特征在于，交联助剂通过以下步骤制成：步骤S11、向反应釜中加入3,4
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二羟基苯甲醛、三乙胺和THF，搅拌后滴加苯基磷酰二氯的THF溶液，滴加结束后，回流反应12h，得到中间产物；步骤S12、将中间产物、氢氧化钾和DMF加入反应釜中，搅拌溶解后加入环氧氯丙烷，氮气保护下，70℃搅拌反应4
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5h，反应结束后，冷却至室温，滴加40wt%氢氧化钾溶液，升温至60℃搅拌反应6h，冷却至室温后，过滤，滤液旋蒸去除DMF，得到交联助剂。4.根据权利要求3所述的一种复合型膨胀石墨匀质板，其特征在于，3,4
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二羟基苯甲醛、三乙胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘甫山，吕环胜，胡基阳，吕俊杰，刘甫香，
申请(专利权)人：安徽神舟建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：