一种膨胀珍珠岩-飞灰复合保温材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种膨胀珍珠岩

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法


[0001]本专利技术属于保温材料
，具体地，涉及一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法。

技术介绍

[0002]保温材料系指不易传热的、对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体，是用于减少结构与环境热交换的一种功能材料。保温材料一般是指热系数小于或等于0.12的材料。按材质分类，可将保温材料分为三类：金属保温材料、有机保温材料、无机保温材料。金属保温材料货源少，价格昂贵，会大大提高成本，不能广泛的应用；有机保温材料易燃烧，在高温时容易产生有毒气体，耐老化、耐火性差，也限制了其广泛使用。保温隔热材料通常是多孔材料，结构上的基本特点是具有高的孔隙率。
[0003]传统的有机保温材料易燃烧，在燃烧过程中会产生有害气体；传统的无机保温材料，其抗压性和隔热性较差，以水玻璃为粘接剂的保温材料固化时间长，粘接强度不够，限制了其使用范围；传统的有机
‑
无机保温材料存在相容性差，固化率低等问题；
[0004]现有技术中，针对膨胀珍珠岩制备的保温材料，其耐水性和机械强度较低，导致其保温、隔热性能不佳，因此需要对其进行改性，飞灰作为一种增强填料，加入到膨胀珍珠岩中形成复合材料可以有效提高保温材料的性能，所以将飞灰与膨胀珍珠岩结合，以制备一种具有较好的稳定性、抗压性以及保温、隔热性的膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种膨胀珍珠岩<br/>‑
飞灰复合保温材料的制备方法，通过聚苯乙烯和丙烯酸包覆在膨胀珍珠岩表面，聚苯乙烯和丙烯酸形成一层聚合物膜将膨胀珍珠岩包裹起来，不仅降低了其表面吸水性，也增加了其抗压强度，同时提高了其保温、隔热性能；在改性膨胀珍珠岩表面包覆一层壳聚糖膜，在改性膨胀珍珠岩的表面引入氨基活性基团；通过硅烷偶联剂对飞灰进行改性，硅烷改性后的飞灰表面疏水，防止其团聚，同时在飞灰表面引入氨基基团；将改性飞灰和复合材料通过戊二醛交联，改性飞灰和复合材料在戊二醛两端结合形成双席夫碱结构，增强了对飞灰浸出的重金属离子的吸附性，同时飞灰作为增强填料与膨胀珍珠岩结合，也增加了膨胀珍珠岩的力学强度，进一步提高保温材料的保温、隔热性能；总体提升了复合保温材料的综合性能，延长了其使用寿命。
[0006]本专利技术要解决的技术问题：针对膨胀珍珠岩制备的保温材料，其耐水性和机械强度较低，导致其保温、隔热性能不佳，因此需要对其进行改性，飞灰作为一种增强填料，加入到膨胀珍珠岩中形成复合材料可以有效提高保温材料的性能，所以将飞灰与膨胀珍珠岩结合，以提高保温材料的性能。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1:将聚苯乙烯和丙烯酸通过乳液聚合包覆在膨胀珍珠岩的表面，制得改性膨胀
珍珠岩，具体为：
[0010]A1:将聚苯乙烯溶解在混合溶剂中，加入引发剂和丙烯酸单体,并反应3h，再加入邻苯二甲酸二丁酯、浓氨水和OP
‑
10配成油相,然后将十二烷基苯磺酸钠和去离子水配成水相，将水相加入到油相中，并在70℃下用高速乳机高速搅拌1h后出料，经过滤后,得到改性聚苯乙烯乳液，其中，聚苯乙烯、混合溶剂、引发剂、丙烯酸单体、邻苯二甲酸二丁酯、浓氨水、OP
‑
10、十二烷基苯磺酸钠和去离子水的用量比为9.9
‑
10.1g:45
‑
55mL:0.04
‑
0.06g:1
‑
2g:1.4
‑
1.6g:0.4
‑
0.6g:0.6
‑
0.8g:0.6
‑
0.8g:20
‑
30mL；
[0011]A2:将膨胀珍珠岩投入转筒中,一端通入热风,一端喷入雾化的改性聚苯乙烯乳液,反应1h后出料，得到改性膨胀珍珠岩。
[0012]上述反应过程中，聚苯乙烯和丙烯酸在引发剂作用下通过自由基共聚结合，形成一层聚合物膜，包覆在膨胀珍珠岩的表面，得到改性膨胀珍珠岩。
[0013]进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰。
[0014]进一步地，所述混合溶剂包括乙酸乙酯、二甲苯和丙酮，且乙酸乙酯、二甲苯和丙酮的体积比为2:3:1。
[0015]S2:在改性膨胀珍珠岩的表面包覆一层壳聚糖膜，得到复合材料，具体为：
[0016]将壳聚糖溶解在2％乙酸溶液中，再加入改性膨胀珍珠岩和去离子水，将混合物在30℃下搅拌2h，然后离心5min，经过滤后，并用去离子水洗涤3次以去除多余的壳聚糖，再进行干燥，最后得到复合材料，其中，壳聚糖、乙酸溶液、改性膨胀珍珠岩和去离子水的用量比为1.4
‑
1.6g:30
‑
40mL:0.9
‑
1.1g:20
‑
30mL。
[0017]在上述反应过程中，改性膨胀珍珠岩表面的聚苯乙烯膜，可以使内部的膨胀珍珠岩免受壳聚糖
‑
乙酸溶液的侵蚀，导致膨胀珍珠岩微孔隙率增大，进而造成膨胀珍珠岩的强度下降的问题；乙酸挥发后，壳聚糖在改性膨胀珍珠岩的表面成膜，将改性膨胀珍珠岩包裹起来，同时在改性膨胀珍珠岩的表面引入氨基活性基团。
[0018]S3:通过硅烷偶联剂对飞灰进行改性，制得改性飞灰，具体为：
[0019]B1:在室温下，将经过预处理的飞灰加入到2mol/L的NaOH溶液中，并浸泡24h，经过滤后，然后在105℃下干燥24h，再放入真空干燥器中冷却至室温，得到碱化飞灰，其中，飞灰和NaOH溶液的用量比为0.1
‑
0.2g:40
‑
50mL；
[0020]B2:在乙醇溶液中加入HCl溶液，并调节乙醇溶液的pH值至3
‑
4，然后加入硅烷偶联剂，在80℃下回流2h后，再加入碱化飞灰，升温至85℃并恒温反应30min，最后在80℃下干燥4h，并进行研磨，得到改性飞灰，其中，乙醇溶液、硅烷偶联剂和碱化飞灰的用量比为40
‑
50mL:10
‑
20mL:1.4
‑
1.6g。
[0021]上述反应过程中，碱改性可以利用碱与飞灰中的SiO2、Al2O3作用腐蚀玻璃体表面，生成大量多孔结构和表面羟基结构，增大飞灰的孔隙率和比表面积，飞灰表面的羟基可以与硅烷偶联剂进行结合，增加了飞灰的疏水性，同时在飞灰的表面引入了氨基基团。
[0022]进一步地，所述硅烷偶联剂为氨基硅烷。
[0023]进一步地，所述氨基硅烷为N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷或3
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将聚苯乙烯和丙烯酸通过乳液聚合包覆在膨胀珍珠岩的表面，制得改性膨胀珍珠岩；S2:在改性膨胀珍珠岩的表面包覆一层壳聚糖膜，得到复合材料；S3:通过硅烷偶联剂对飞灰进行改性，制得改性飞灰；S4:将改性飞灰与复合材料通过戊二醛交联，得到膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料。2.根据权利要求1所述的一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S1具体为：A1:将聚苯乙烯溶解在混合溶剂中，加入引发剂和丙烯酸单体,并反应3h，再加入邻苯二甲酸二丁酯、浓氨水和OP
‑
10配成油相,然后将十二烷基苯磺酸钠和去离子水配成水相，将水相加入到油相中，并在70℃下用高速乳机高速搅拌1h后出料，经过滤后,得到改性聚苯乙烯乳液；A2:将膨胀珍珠岩投入转筒中,一端通入热风,一端喷入雾化的改性聚苯乙烯乳液,反应1h后出料，得到改性膨胀珍珠岩。3.根据权利要求2所述的一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述混合溶剂包括乙酸乙酯、二甲苯和丙酮，且乙酸乙酯、二甲苯和丙酮的体积比为2:3:1。4.根据权利要求1所述的一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，其特征在于，步骤S2具体为：将壳聚糖溶解在2％乙酸溶液中，再加入改性膨胀珍珠岩和去离子水，将混合物在30℃下搅拌2h，然后离心5min，经过滤后，并用去离子水洗涤3次，再进行干燥，最后得到复合材料。5.根据权利要求4所述的一种膨胀珍珠岩
‑
飞灰复合保温材料的制备方法，其特征在于，壳聚糖、乙酸溶液、改性膨胀珍珠岩和去离子水的用量比为1.4
‑
1.6g:30
‑
40mL:0.9
‑
1.1g:20
‑
30mL。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦彬，陈黎东，张嘉梁，
申请(专利权)人：广西中玻新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：