本發(fā)明涉及一種保溫板，特別是涉及一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的保溫材料難以同時(shí)滿(mǎn)足建筑節(jié)能和建筑防火標(biāo)準(zhǔn)的要求，保溫性能和防火性能更好的保溫材料成為研究的熱點(diǎn)，開(kāi)發(fā)高效節(jié)能且a級(jí)防火的保溫材料已成為市場(chǎng)主旋律。

2、可發(fā)性聚苯乙烯(eps)材料由于具有良好的保溫隔熱性能、防腐蝕性且產(chǎn)品成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在建筑與工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但可發(fā)性eps材料是熱塑型材料，防火等級(jí)最高只有b1級(jí)，耐火性不足，遇火會(huì)收縮、熔化、流淌，火焰蔓延速度快。

3、二氧化硅氣凝膠是一種具有獨(dú)特三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的材料，其孔隙率高達(dá)99％，是目前最輕的固體材料，具有低熱導(dǎo)率、高孔隙率、介電常數(shù)低、吸聲性能好等特點(diǎn)，并具備優(yōu)異的阻燃性能，高溫下不分解、不燃燒，無(wú)有害氣體放出，是符合a級(jí)防火要求的綠色環(huán)保型保溫材料。二氧化硅氣凝膠常被摻入其他基材中，如玻璃纖維或其他輕質(zhì)材料，用以提高材料的保溫性能。

4、將二氧化硅氣凝膠和eps復(fù)合有望提高eps的保溫性能和阻燃性能，然而，由于二氧化硅氣凝膠添加量有限，復(fù)合板仍為b級(jí)防火，導(dǎo)熱系數(shù)也仍較高。二氧化硅氣凝膠在建筑保溫材料中的應(yīng)用取得了一些進(jìn)展，但仍停留在初級(jí)階段，還存在很多問(wèn)題尚未解決。純二氧化硅氣凝膠脆性大、強(qiáng)度低、易碎裂，板材成型加工難度大。另外，二氧化硅氣凝膠與無(wú)機(jī)膠凝材料之間缺少化學(xué)聯(lián)結(jié)，相容性較差，將其加入到無(wú)機(jī)膠凝材料中，其保溫性能增強(qiáng)的同時(shí)力學(xué)性能會(huì)大幅降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其具有較好的保溫性能、力學(xué)性能和阻燃性能。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，由以下重量份數(shù)的原料制成：去離子水10-20份，消泡劑0.3-0.6份，丙烯酸乳液1-3份，pva水溶液0.3-0.5份，十二烷基苯磺酸鈉0.1-0.2份，六偏磷酸鈉0.2-0.4份，eps發(fā)泡顆粒3-5份，玻璃纖維0.3-0.6份，卡博特顆粒7-9份，石墨0.5-1份，二氧化硅氣凝膠漿料70-75份。

4、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述消泡劑為硅油基消泡劑。

5、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述丙烯酸乳液為純丙乳液。

6、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述pva水溶液的濃度為5wt％。

7、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述eps發(fā)泡顆粒的粒徑為2-5mm。

8、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述玻璃纖維的長(zhǎng)度為3-6mm，直徑為9-12μm。

9、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述卡博特顆粒的粒徑為0.5-4mm。

10、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述石墨的粒徑為800目。

11、進(jìn)一步地，本發(fā)明所述二氧化硅氣凝膠漿料由重量比為15:82:3的二氧化硅氣凝、水、羥丙基纖維素組成。

12、本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供上述氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板的制備方法。

13、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，技術(shù)方案是：

14、一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板的制備方法，包括以下步驟：

15、s1.按配方稱(chēng)取各原料，將去離子水、消泡劑、丙烯酸乳液、pva水溶液、十二烷基苯磺酸鈉、六偏磷酸鈉混合，300-500r/min速度下攪拌均勻得到混合溶液；

16、s2.將eps發(fā)泡顆粒、玻璃纖維、卡博特顆粒、石墨混合，500-1000r/min速度下攪拌均勻得到干混物料；

17、s3.將二氧化硅氣凝膠漿料加入步驟s1得到的混合溶液中，300-500r/min速度下攪拌均勻后加入步驟s2得到的干混物料，繼續(xù)攪拌20-40min得到保溫漿料；

18、s4.將步驟s3得到的保溫漿料0.1-0.5mpa壓力、30r/min轉(zhuǎn)速條件下真空除泡30min，然后澆筑于預(yù)定尺寸的板材模具中，反復(fù)涂抹至表面光滑、平整得到保溫板生坯，將保溫板生坯室溫干燥48h后移至50℃的烘箱中干燥60-84h得到氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

20、本發(fā)明以eps發(fā)泡顆粒作為骨料，pva水溶液作為結(jié)合劑，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，通過(guò)濕法制得了氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板。二氧化硅氣凝膠是一種具有獨(dú)特三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的材料，其孔隙率高達(dá)99％，導(dǎo)熱系數(shù)低至0.020w/m·k，但是其力學(xué)性能低，加工成型工藝差，對(duì)此，本發(fā)明將eps發(fā)泡顆粒作為骨料均勻分散在二氧化硅氣凝膠中，在保證復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)不升高的前提下起到了顆粒增強(qiáng)的作用；另外，在分散劑六偏磷酸鈉和表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的作用下，玻璃纖維表面緊緊包覆一層二氧化硅氣凝膠，并有效穿插形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不僅起到了纖維增韌的作用，還提高了復(fù)合保溫板的強(qiáng)度和阻燃性能。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.020-0.023w/m·k，抗壓強(qiáng)度最大可達(dá)0.18mpa，相比現(xiàn)有的eps保溫板保溫性能明顯提升，在實(shí)現(xiàn)相同保溫性能的同時(shí)還可以明顯減小保溫板的厚度。

技術(shù)特征：

1.一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：由以下重量份數(shù)的原料制成：去離子水10-20份，消泡劑0.3-0.6份，丙烯酸乳液1-3份，pva水溶液0.3-0.5份，十二烷基苯磺酸鈉0.1-0.2份，六偏磷酸鈉0.2-0.4份，eps發(fā)泡顆粒3-5份，玻璃纖維0.3-0.6份，卡博特顆粒7-9份，石墨0.5-1份，二氧化硅氣凝膠漿料70-75份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述消泡劑為硅油基消泡劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述丙烯酸乳液為純丙乳液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述pva水溶液的濃度為5wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述eps發(fā)泡顆粒的粒徑為2-5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述玻璃纖維的長(zhǎng)度為3-6mm，直徑為9-12μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述卡博特顆粒的粒徑為0.5-4mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述石墨的粒徑為800目。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板，其特征在于：所述二氧化硅氣凝膠漿料由重量比為15:82:3的二氧化硅氣凝、水、羥丙基纖維素組成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1～9任意一項(xiàng)所述的一種氣凝膠-石墨-聚苯乙烯保溫板的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種氣凝膠?石墨?聚苯乙烯保溫板，由以下重量份數(shù)的原料制成：去離子水10?20份，消泡劑0.3?0.6份，丙烯酸乳液1?3份，PVA水溶液0.3?0.5份，十二烷基苯磺酸鈉0.1?0.2份，六偏磷酸鈉0.2?0.4份，EPS發(fā)泡顆粒3?5份，玻璃纖維0.3?0.6份，卡博特顆粒7?9份，石墨0.5?1份，二氧化硅氣凝膠漿料70?75份。本發(fā)明還提供了該氣凝膠?石墨?聚苯乙烯保溫板的制備方法。本發(fā)明提供的氣凝膠?石墨?聚苯乙烯保溫板具有較好的保溫性能、力學(xué)性能和阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李凱,車(chē)建軍,彭戰(zhàn)軍,王天賦,劉娟飛,王炳博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北奧潤(rùn)順達(dá)窗業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6