本发明属于保温材料领域，具体涉及一种抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料的制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯泡沫材料是以聚苯乙烯树脂为基料，加入发泡剂等辅助材料，经加热发泡而成的轻质材料。它具有质轻、导热系数小、吸水率低、耐水、耐老化、耐低温、易加工、价廉质优等优点；但是随着现代化建筑的复杂与高品质的要求，聚苯乙烯泡沫材料在建筑上的应用缺陷也逐渐显著：
采用聚苯乙烯材料作为保温隔热层与楼板基面之间结合附着性能低，容易造成下沉，造成脱层、空鼓、龟裂等现象，降低了建筑质量；
同时在制备聚苯乙烯材料的过程中，经常会引入各种增塑剂，然而由于无机填料的存在和增塑剂自身的特性，容易造成填料的团聚，导致成品材料的稳定性差，降低成品的品质；
同时，传统的聚苯乙烯发泡材料在制备的过程中，通常要经过在反应釜中聚合、在发泡剂中发泡的过程，工艺繁琐；
同时，聚苯乙烯泡沫材料的抑菌防腐性差，贮存稳定性差，使用寿命短；
本发明的目的就是解决上述聚苯乙烯发泡材料存在的缺陷，生产一种新的聚苯乙烯材料，使其具有以下特点：
质轻、与楼板基面之间结合附着性能高不易下沉、各无机填料与增塑剂分散性好、发泡成型操作步骤简化、具有很好的抑菌性能。
技术实现要素：
本发明的目的就是解决上述聚苯乙烯发泡材料存在的缺陷，生产一种新的聚苯乙烯材料，使其具有以下特点：
质轻、与楼板基面之间结合附着性能高不易下沉、各无机填料与增塑剂分散性好、发泡成型操作步骤简化、传统的聚苯乙烯的抑菌性能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取10-12重量份的醋酸乙烯酯、1-3重量份的十六烷基二甲基叔胺混合，加入到混合料重量6-10倍的甲苯中，搅拌均匀，加入0.4-0.6重量份的过氧化二异丙苯，送入到反应釜中，通入氮气，升高温度为60-70℃，保温搅拌20-23小时，过滤，将沉淀常温干燥，得叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯；
（2）取37-40重量份的钛酸四丁酯，加入到其重量35-40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯，升高温度为50-60℃，加入3-4重量份的三乙胺，搅拌反应4-5小时，过滤，将沉淀在90-95℃下真空干燥20-30分钟，冷却，得胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯；
（3）取20-30重量份的普通硅酸盐水泥，与35-37重量份的柠檬酸混合，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，得羧基化水泥；
（4）取0.3-1重量份的吡啶硫酮锌、10-14重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，加入到混合料重量2-3倍的正丁醇中，搅拌均匀，得分散剂溶液；
（5）取160-180重量份的苯乙烯，加入到上述分散剂溶液中，搅拌至常温，与上述羧基化水泥混合，加入2-3重量份的、浓度为96-98%的硫酸，送入到反应釜中，调节反应釜温度为120-135℃，搅拌反应4-5小时，得酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体；
（6）取2-4重量份的聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量17-20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（7）取上述酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体、胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯混合，搅拌均匀，加入到上述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，升高温度为50-57℃，保温搅拌3-4小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得复合填料改性酰胺单体微球；
（8）取上述复合填料改性酰胺单体微球，加入到其重量10-13倍的丙酮中，升高温度为66-70℃，保温搅拌2-3小时，过滤，将沉淀水洗，真空80-85℃下干燥1-2小时，得复合填料改性酰胺单体空心微球；
（9）取上述复合填料改性酰胺单体空心微球，加入到80-90重量份的抑菌酯化溶液中，搅拌均匀，加入2-3重量份的辛酸亚锡，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70-75℃，加入3-5重量份的过硫酸铵，保温搅拌4-6小时，加入0.7-1重量份的五氧化二磷，升高温度为190-200℃，保温1-2小时，冷却出料，过滤，将沉淀水洗、干燥，即得所述抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料。
所述的抑菌酯化溶液的制备方法包括以下步骤：
取10-13重量份的磷酸、7-9重量份的四羟甲基硫酸磷混合，加入到混合料重量25-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入30-40重量份的季戊四醇，送入到反应釜中，在90-100℃下保温反应1-2小时，加入60-70重量份的聚乙烯吡咯烷酮，通入氮气，降低温度为常温，加入2-3重量份的多聚甲醛，搅拌均匀，滴加0.5-1重量份的三乙胺，滴加完毕后调节反应釜温度为90-95℃，搅拌反应100-110分钟，出料，冷却至常温，即得所述抑菌酯化溶液。
本发明的优点：
本发明首先采用醋酸乙烯酯为单体，通过十六烷基二甲基叔胺掺杂，在过氧化二异丙苯作用下聚合，得到叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯；然后以钛酸四丁酯为前驱体，加入到去离子水中水解，在水解的过程中加入叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯，叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯具有一定的碱性，可以促进钛酸四丁酯水解，水解中形成的溶胶通过沉积包覆到叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯表面，然后再采用三乙胺处理，得到胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯，然后将普通硅酸盐水泥采用柠檬酸处理，得到羧基化水泥；然后将苯乙烯单体加入到含有的聚乙烯吡咯烷酮的正丁醇溶液中，以浓硫酸为催化剂，将柠檬酸与正丁醇混合酯化，在酯化的过程中，将水泥填料与单体有效的结合，得酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体，然后将其与胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯混合，通过羧基与胺的反应，得到复合填料改性酰胺单体微球，然后将该微球加入到丙酮中，将聚醋酸乙烯酯溶解消除，得复合填料改性酰胺单体空心微球，然后以此微球为改性单体进行聚合，因为该微球为酰胺改性，其在水中的分散性好，改变了传统以有机溶剂为聚合溶液，环保性好，在预聚物成型阶段，升高温度为190-200℃，使得酰胺液体的表面和内部同时发生的剧烈的气化现象，同时，加入了五氧化二磷，其可以使得酰胺脱水成腈，增强气化效果，从而获得更多的起泡，形成成品材料；
本发明的材料质轻、保温性好：采用醋酸乙烯酯聚合，然后将溶胶沉积包覆，再消去聚合物，得到空心的溶胶微球，同时，采用酰胺水溶液为苯乙烯单体反应溶剂，通过高温气化、脱水成腈气化等方式，增大了成泡量，降低了材料的整体质量，且具有更高的保温效果；
本发明的材料采用柠檬酸、正丁醇混合酯化，在酯化的过程中将普通硅酸盐水泥、苯乙烯单体有效的结合，改善了无机填料、增塑剂、单体间的相容性，相比于传统直接将增塑剂加入混合的方式，具有更好的分散均匀性；
本发明将酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体与胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯混合，通过羧基与胺的反应，使得水泥、溶胶微球、单体形成有效的结合，降低了无机填料的团聚，提高了相容性；
本发明将吡啶硫酮锌与聚乙烯吡咯烷酮混合加入，保证了吡啶硫酮锌的抑菌性能，加入的钛溶胶微球也具有很好的抑菌效果；加入的抑菌酯化溶液中，以磷酸、四羟甲基硫酸磷为原料，经过水解后与季戊四醇混合酯化，然后将得到的酯化料与多聚甲醛进行缩合，再通过三乙胺催化改性，得到有机磷化酯溶液，该有机磷化酯溶液不仅具有较高的抑菌性，还具有很好的阻燃性能，能够提高成品聚碳酸酯材料抑菌性、阻燃性能，提高成品材料的综合性能；
本发明无需经过聚合后冷却过滤再送入发泡剂中发泡的方式，而是直接在酰胺的水溶液中进行发泡处理，发泡效率高，且发泡量大，简化了工艺步骤，降低了成本；
本发明采用水泥为无机填料，改善了传统聚苯乙烯操了与楼板基面之间结合附着性能差的现象，不易下沉，提高了建筑质量。
具体实施方式
实施例1
一种抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取12重量份的醋酸乙烯酯、3重量份的十六烷基二甲基叔胺混合，加入到混合料重量10倍的甲苯中，搅拌均匀，加入0.6重量份的过氧化二异丙苯，送入到反应釜中，通入氮气，升高温度为70℃，保温搅拌23小时，过滤，将沉淀常温干燥，得叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯；
（2）取40重量份的钛酸四丁酯，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯，升高温度为60℃，加入4重量份的三乙胺，搅拌反应5小时，过滤，将沉淀在95℃下真空干燥30分钟，冷却，得胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯；
（3）取30重量份的普通硅酸盐水泥，与37重量份的柠檬酸混合，升高温度为65℃，保温搅拌2小时，得羧基化水泥；
（4）取1重量份的吡啶硫酮锌、14重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，加入到混合料重量2-3倍的正丁醇中，搅拌均匀，得分散剂溶液；
（5）取180重量份的苯乙烯，加入到上述分散剂溶液中，搅拌至常温，与上述羧基化水泥混合，加入3重量份的、浓度为98%的硫酸，送入到反应釜中，调节反应釜温度为135℃，搅拌反应5小时，得酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体；
（6）取4重量份的聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（7）取上述酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体、胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯混合，搅拌均匀，加入到上述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，升高温度为57℃，保温搅拌4小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得复合填料改性酰胺单体微球；
（8）取上述复合填料改性酰胺单体微球，加入到其重量13倍的丙酮中，升高温度为70℃，保温搅拌3小时，过滤，将沉淀水洗，真空85℃下干燥2小时，得复合填料改性酰胺单体空心微球；
（9）取上述复合填料改性酰胺单体空心微球，加入到90重量份的抑菌酯化溶液中，搅拌均匀，加入3重量份的辛酸亚锡，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入5重量份的过硫酸铵，保温搅拌4-6小时，加入1重量份的五氧化二磷，升高温度为200℃，保温2小时，冷却出料，过滤，将沉淀水洗、干燥，即得所述抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料。
所述的抑菌酯化溶液的制备方法包括以下步骤：
取13重量份的磷酸、9重量份的四羟甲基硫酸磷混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入40重量份的季戊四醇，送入到反应釜中，在90-100℃下保温反应2小时，加入70重量份的聚乙烯吡咯烷酮，通入氮气，降低温度为常温，加入3重量份的多聚甲醛，搅拌均匀，滴加1重量份的三乙胺，滴加完毕后调节反应釜温度为95℃，搅拌反应110分钟，出料，冷却至常温，即得所述抑菌酯化溶液。
实施例2
一种抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取10重量份的醋酸乙烯酯、1重量份的十六烷基二甲基叔胺混合，加入到混合料重量6倍的甲苯中，搅拌均匀，加入0.4重量份的过氧化二异丙苯，送入到反应釜中，通入氮气，升高温度为60℃，保温搅拌20-23小时，过滤，将沉淀常温干燥，得叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯；
（2）取37重量份的钛酸四丁酯，加入到其重量35倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述叔胺掺杂聚醋酸乙烯酯，升高温度为50℃，加入3重量份的三乙胺，搅拌反应4小时，过滤，将沉淀在90℃下真空干燥20分钟，冷却，得胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯；
（3）取20重量份的普通硅酸盐水泥，与35重量份的柠檬酸混合，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，得羧基化水泥；
（4）取0.3重量份的吡啶硫酮锌、10重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合，加入到混合料重量2-3倍的正丁醇中，搅拌均匀，得分散剂溶液；
（5）取160重量份的苯乙烯，加入到上述分散剂溶液中，搅拌至常温，与上述羧基化水泥混合，加入2重量份的、浓度为96%的硫酸，送入到反应釜中，调节反应釜温度为120℃，搅拌反应4小时，得酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体；
（6）取2重量份的聚乙烯吡咯烷酮，加入到其重量17倍的去离子水中，搅拌均匀；
（7）取上述酸掺杂水泥基酯化苯乙烯单体、胺化溶胶沉积聚醋酸乙烯酯混合，搅拌均匀，加入到上述聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，升高温度为50℃，保温搅拌3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得复合填料改性酰胺单体微球；
（8）取上述复合填料改性酰胺单体微球，加入到其重量10倍的丙酮中，升高温度为66℃，保温搅拌2小时，过滤，将沉淀水洗，真空8℃下干燥1小时，得复合填料改性酰胺单体空心微球；
（9）取上述复合填料改性酰胺单体空心微球，加入到80-90重量份的抑菌酯化溶液中，搅拌均匀，加入2重量份的辛酸亚锡，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入3重量份的过硫酸铵，保温搅拌4小时，加入0.7重量份的五氧化二磷，升高温度为190℃，保温1小时，冷却出料，过滤，将沉淀水洗、干燥，即得所述抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料。
所述的抑菌酯化溶液的制备方法包括以下步骤：
取10重量份的磷酸、7重量份的四羟甲基硫酸磷混合，加入到混合料重量25倍的去离子水中，搅拌均匀，加入30重量份的季戊四醇，送入到反应釜中，在90℃下保温反应1小时，加入60重量份的聚乙烯吡咯烷酮，通入氮气，降低温度为常温，加入2重量份的多聚甲醛，搅拌均匀，滴加0.5重量份的三乙胺，滴加完毕后调节反应釜温度为90℃，搅拌反应100分钟，出料，冷却至常温，即得所述抑菌酯化溶液。
性能测试：
取传统聚苯乙烯发泡材料、本发明的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料，制成同样尺寸的试片，然后进行对比测试：
将检测，
本发明的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料试片的比重为0.9-0.92g/cm3；氧指数为30-31、导热系数0.026-0.030w/m.k；
传统聚苯乙烯发泡材料试片的比重为1.01-1.05g/cm3；氧指数为27-28、导热系数0.050-0.055w/m.k。
可以看出，本发明的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料质轻，保温性好，阻燃性强；
抑菌性能测试：
采用本领域常见的大肠杆菌+金黄色葡萄球菌为观察对象，测试时间点为24小时、48小时；
本发明的实施例1中得到的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料在24小时时测得抑菌率为99.0%、在48小时时测得抑菌率为99.7%；
本发明的实施例2中得到的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料在24小时时测得抑菌率为99.1%、在48小时时测得抑菌率为99.8%；
传统聚苯乙烯发泡材料在24小时时测得抑菌率为67.1%、在48小时时测得抑菌率为70.4%。
由此可以看出本发明的抑菌水泥基聚苯乙烯保温材料具有更好的抑菌性。