一种石墨烯纤维隔热网格布及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种石墨烯纤维隔热网格布及其制备方法。

背景技术：

目前建筑物保温施工时主要是以保温钢丝网或保温网格布两种建筑材料做结构补强，根据设计要求，一般情况下外墙贴砖时使用保温钢丝网，外墙为涂料时使用保温网格布。保温钢丝网的耐腐蚀使用寿命仅有5-7年，且热胀冷缩与抗裂砂浆的弹性模量差异较大，会造成抗裂面层大面积开裂甚至脱落；保温网格布具有投资少，维护简单，控温容易等优点，但是目前网格布存在不能加固墙体强度问题，局限用于涂层粉刷墙面，不能防止静电累积可能造成的危害，影响了保温网格布的推广。

技术实现要素：

因此，针对以上内容，本发明提供一种石墨烯纤维隔热网格布及其制备方法，解决现有技术建筑保温材料寿命短、结构补强效果不足、应用范围局限、不能防静电的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种石墨烯纤维隔热网格布，包括一组石墨烯纤维隔热网单元，所述的石墨烯纤维隔热网单元由纤维隔热网格及其表面涂覆的石墨烯涂层组成，所述纤维隔热网格由玻璃纤维、玄武岩纤维编织而成，所述石墨烯涂层的原料包括以下重量份数的各组分：石墨烯1-5份、去离子水240-320份、苄基萘磺酸甲醛缩合物0.3-0.6份、十二烷基二苯醚二磺酸钠0.8-1.2份、山梨醇酐单棕榈酸酯1.1-1.5份、偶氮二甲氧基异庚腈0.5-0.7份、对苯二甲酸二烯丙酯70-80份。

进一步的改进是：石墨烯涂层的制备方法如下：

step1：称取石墨烯1-5份、对苯二甲酸二烯丙酯70-80份、去离子水240-320份、苄基萘磺酸甲醛缩合物0.3-0.6份，充分混合搅拌30-40min，然后通过超声波分散机超声3-5h，得到石墨烯分散液；

step2：将上述所得石墨烯分散液、十二烷基二苯醚二磺酸钠0.8-1.2份、山梨醇酐单棕榈酸酯1.1-1.5份、偶氮二甲氧基异庚腈0.5-0.7份加入反应器内，搅拌8-12min，然后向反应器内通入氮气除去氧气，升温至45-50℃，聚合反应1-2h，再升温至55-65℃，反应4-5h，再降温至40-45℃，反应1-2h，反应结束后制得石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物的复合材料；

step3：将石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物添加到环氧富锌涂料，混合搅拌均匀得到含石墨烯的涂料。

本发明还提供了石墨烯纤维隔热网格布的制备方法，步骤如下：

(1)玄武岩纤维与玻璃纤维相互交织，经纱全部由玄武岩纤纱线维组成，纬纱由玻璃纤维纱线和玄武岩纤维纱线按1:1比例交替排列，经纱四上一下绕纬纱织造形成纤维隔热网格结构；

(2)将上述所述的石墨烯涂料涂覆到上述纤维隔热网格上，然后60-80℃烘干2h,石墨烯涂层厚度为150-240μm。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明以玻璃纤维和玄武岩纤维制成“纤维隔热网格”，表面涂覆石墨烯层，具有优良的防腐、抗拉伸强度、隔热效果，整体结构的弹性模量与抗裂砂浆接近，满足保温体系的稳定性、安全性和耐久性的需要；而且以石墨烯为涂层，可以利用石墨烯的导电性，传导静电，使建筑物静电传导进地面，避免静电的积累引起雷击、火灾等灾害。

(2)本发明适用范围广，因高强度、结构稳定、优异的防腐性能，适用于内外墙、地面的施工，起着重要的结构作用。

(3)安装方便，在施工时将石墨烯纤维导热网放置于将要浇注的水泥内侧，水泥砂浆和导热网一次完成，易于施工，操作简单，冬季也可进行施工，对施工人员也无需特别要求，这将大大提高施工效率并减少了人员成本。

(4)通过将石墨烯在对苯二甲酸二烯丙酯中均匀分散，在用偶氮二甲氧基异庚腈引发剂引发聚合，使石墨烯分子均匀地分散在聚合物基体上形成石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物的复合材料，有效解决了石墨烯比表面积大容易团聚的问题，且没有破坏石墨烯本身的结构。对苯二甲酸二烯丙酯单体聚合过程采用在不同温度下分段聚合的方法，能很好地控制聚合的速率，防止爆聚的现象发生。

(5)本发明的石墨烯涂层中，石墨烯在涂料中层层堆叠、均匀分散，形成隔绝层有效阻止空气中氧气、水汽等腐蚀因子造成的腐蚀氧化，防腐性能有明显改善，具体表现在耐雾时间、涂层耐水性、涂层附着力性能上。

附图说明

图1是本发明实施例一中石墨烯纤维隔热网格布的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明。

实施例一

参考图1，一种石墨烯纤维隔热网格布包括一组石墨烯纤维隔热网单元，所述的石墨烯纤维隔热网单元由纤维隔热网格及其表面涂覆的石墨烯涂层组成，所述纤维隔热网格由玻璃纤维、玄武岩纤维编织而成。玄武岩纤维与玻璃纤维相互交织，经纱1全部由玄武岩纤纱线维组成，纬纱2由玻璃纤维纱线21和玄武岩纤维纱线22按1:1比例交替排列，经纱1四上一下绕纬纱2织造形成纤维隔热网格结构；然后将石墨烯涂料涂覆到上述纤维隔热网格上，然后60℃烘干2h,石墨烯涂层厚度为150μm。

所述石墨烯涂层的制备方法如下：

step1：称取石墨烯1份、对苯二甲酸二烯丙酯70份、去离子水240份、苄基萘磺酸甲醛缩合物0.3份，充分混合搅拌30min，然后通过超声波分散机超声3h，得到石墨烯分散液；

step2：将上述所得石墨烯分散液、十二烷基二苯醚二磺酸钠0.8份、山梨醇酐单棕榈酸酯1.1份、偶氮二甲氧基异庚腈0.5份加入反应器内，搅拌8min，然后向反应器内通入氮气除去氧气，升温至45℃，聚合反应1h，再升温至55℃，反应4h，再降温至40℃，反应1h，反应结束后制得石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物的复合材料；

step3：将石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物添加到环氧富锌涂料，混合搅拌均匀得到含石墨烯的涂料。

实施例二

参考图1，一种石墨烯纤维隔热网格布包括一组石墨烯纤维隔热网单元，所述的石墨烯纤维隔热网单元由纤维隔热网格及其表面涂覆的石墨烯涂层组成，所述纤维隔热网格由玻璃纤维、玄武岩纤维编织而成。玄武岩纤维与玻璃纤维相互交织，经纱1全部由玄武岩纤纱线维组成，纬纱2由玻璃纤维纱线21和玄武岩纤维纱线22按1:1比例交替排列，经纱1四上一下绕纬纱2织造形成纤维隔热网格结构；然后将石墨烯涂料涂覆到上述纤维隔热网格上，然后70℃烘干2.5h,石墨烯涂层厚度为200μm。

所述石墨烯涂层的制备方法如下：

step1：称取石墨烯3份、对苯二甲酸二烯丙酯75份、去离子水280份、苄基萘磺酸甲醛缩合物0.5份，充分混合搅拌35min，然后通过超声波分散机超声4h，得到石墨烯分散液；

step2：将上述所得石墨烯分散液、十二烷基二苯醚二磺酸钠1.0份、山梨醇酐单棕榈酸酯1.3份、偶氮二甲氧基异庚腈0.6份加入反应器内，搅拌10min，然后向反应器内通入氮气除去氧气，升温至48℃，聚合反应1.5h，再升温至60℃，反应4.5h，再降温至42℃，反应1.5h，反应结束后制得石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物的复合材料；

step3：将石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物添加到环氧富锌涂料，混合搅拌均匀得到含石墨烯的涂料。

实施例三

参考图1，一种石墨烯纤维隔热网格布包括一组石墨烯纤维隔热网单元，所述的石墨烯纤维隔热网单元由纤维隔热网格及其表面涂覆的石墨烯涂层组成，所述纤维隔热网格由玻璃纤维、玄武岩纤维编织而成。玄武岩纤维与玻璃纤维相互交织，经纱1全部由玄武岩纤纱线维组成，纬纱2由玻璃纤维纱线21和玄武岩纤维纱线22按1:1比例交替排列，经纱1四上一下绕纬纱2织造形成纤维隔热网格结构；然后将石墨烯涂料涂覆到上述纤维隔热网格上，然后80℃烘干3h,石墨烯涂层厚度为240μm。

所述石墨烯涂层的制备方法如下：

step1：称取石墨烯5份、对苯二甲酸二烯丙酯80份、去离子水320份、苄基萘磺酸甲醛缩合物0.6份，充分混合搅拌40min，然后通过超声波分散机超声5h，得到石墨烯分散液；

step2：将上述所得石墨烯分散液、十二烷基二苯醚二磺酸钠1.2份、山梨醇酐单棕榈酸酯1.5份、偶氮二甲氧基异庚腈0.7份加入反应器内，搅拌12min，然后向反应器内通入氮气除去氧气，升温至50℃，聚合反应2h，再升温至65℃，反应5h，再降温至45℃，反应2h，反应结束后制得石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物的复合材料；

step3：将石墨烯-对苯二甲酸二烯丙酯聚合物添加到环氧富锌涂料，混合搅拌均匀得到含石墨烯的涂料。

对实施例一至三中的石墨烯涂层进行涂层附着力、耐中性盐雾性能的测定，以未添加石墨烯的环氧富锌涂料作为对比，测定结果见表1。

表1实施例中石墨烯涂层的性能测定

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。