本发明涉及水泥发泡保温板技术领域,尤其涉及一种氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸盐水泥复合发泡保温板及其制备方法。
背景技术:
在建筑外面建立外墙保温系统是建筑行业节能减排的一个重要举措,同时建立外墙保温系统可以避免产生热桥;还能根据季节变化调节室内温度,避免室内外温差对墙体造成损害,影响使用安全及寿命。现在市面上的外墙保温材料基本为:酚醛、岩棉板、玻璃棉板、聚苯板、挤塑板、超薄真空绝热板等等。其中,岩棉、玻化微珠的成本较高,而酚醛、聚苯板、挤塑板等防火性能严重不足,安全隐患多,因此对比看来水泥发泡保温板具有更为优良的综合性能,更适用于作为建筑外墙保温材料。
水泥发泡保温板是以水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰等原料经化学发泡剂发泡而成,原料的选取及工艺将直接影响到产品的性能,目前市场上的水泥发泡材料质量参差不齐,在粘结强度、耐水性、耐老化性等方面存在不足。《复合EPS颗粒发泡水泥发泡保温板的研究》一文将硅酸盐水泥与改性EPS颗粒混合发泡,制成了一种无机/有机复合保温材料,具有良好的保温、耐水、阻燃效果,然而EPS颗粒刚性较高,易脆易裂,热膨胀系数较大,容易变形开裂,直接影响复合板材的使用性能,因此需要对其进一步改性,以提高其使用性能。
技术实现要素:
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸盐水泥复合发泡保温板及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸盐水泥复合发泡保温板,该发泡保温板由以下重量份的原料制成:硅酸盐水泥30-40、粉煤灰15-20、200-500目陶砂12-16、纳米硅藻土4-5、再生EPS粒子30-40、氧化石墨烯0.1-0.2、浓度为20-25%的双氧水5-6、聚乙烯醇1-2、水适量。
所述的再生EPS粒子由以下重量份的原料制成:废旧聚苯乙烯泡沫塑料粒子20-30、硅烷偶联剂0.5-1、TPE热塑性弹性体5-8、400-600目磷酸锆钠陶瓷粉体8-10、氮气4-5;制备方法为:将废旧聚苯乙烯泡沫塑料粒子、硅烷偶联剂、TPE热塑性弹性体、磷酸锆钠陶瓷粉体送入喂料系统中混合均匀,随后投入双螺杆挤出机中熔融混合,并注入氮气进行发泡处理,最后熔体经双螺杆挤出机挤出造粒筛分,粒度控制在≤1mm,即得。
所述的一种氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸盐水泥复合发泡保温板的制备方法为:
(1)取10-15重量份的水,加热至90-95℃,加入聚乙烯醇,搅拌至其完全溶解,随后加入氧化石墨烯,超声振荡20-30min,将配置的混合溶液均匀喷涂到再生EPS粒子表面,喷涂完毕后用50-60℃热风干燥处理20-30min,得氧化石墨烯改性的再生EPS粒子备用;
(2)将硅酸盐水泥、粉煤灰、陶砂、纳米硅藻土一起投入高速混料机中,加入适量的水,高速搅拌混合3-5min后投入步骤(1)制备的氧化石墨烯改性的再生EPS粒子,继续搅拌混合4-5min,最后再加入双氧水,快速搅拌混合4-5s后将混合浆料浇注入模成型,经发泡静停、养护、脱模后即得所述发泡保温板。
本发明将成本低廉的废旧聚苯乙烯泡沫塑料进行改性处理,得到具有良好弹韧性、低热膨胀系数和耐温性更强的再生EPS粒子,并利用氧化石墨烯/聚乙烯醇溶液对其进行表面处理,有效的提高了再生EPS粒子与水泥浆料的结合强度,再结合硅酸盐水泥、粉煤灰、陶砂、纳米硅藻土等原料的协同作用,发泡过程更为高效,最终制得了具有优良力学性能和保温阻燃效果的产品,经济实用,生产过程高效简单,应用前景良好。
具体实施方式
一种氧化石墨烯改性再生EPS粒子硅酸盐水泥复合发泡保温板,该发泡保温板由以下重量份的原料制成:硅酸盐水泥30、粉煤灰15、200目陶砂12、纳米硅藻土4、再生EPS粒子30、氧化石墨烯0.1、浓度为20%的双氧水5、聚乙烯醇1、水适量。
其中再生EPS粒子由以下重量份的原料制成:废旧聚苯乙烯泡沫塑料粒子20、硅烷偶联剂0.5、TPE热塑性弹性体5、400目磷酸锆钠陶瓷粉体8、氮气4;制备方法为:将废旧聚苯乙烯泡沫塑料粒子、硅烷偶联剂、TPE热塑性弹性体、磷酸锆钠陶瓷粉体送入喂料系统中混合均匀,随后投入双螺杆挤出机中熔融混合,并注入氮气进行发泡处理,最后熔体经双螺杆挤出机挤出造粒筛分,粒度控制在≤1mm,即得。
该复合发泡保温板的制备方法为:
(1)取10重量份的水,加热至90℃,加入聚乙烯醇,搅拌至其完全溶解,随后加入氧化石墨烯,超声振荡20min,将配置的混合溶液均匀喷涂到再生EPS粒子表面,喷涂完毕后用50℃热风干燥处理20min,得氧化石墨烯改性的再生EPS粒子备用;
(2)将硅酸盐水泥、粉煤灰、陶砂、纳米硅藻土一起投入高速混料机中,加入适量的水,高速搅拌混合3min后投入步骤(1)制备的氧化石墨烯改性的再生EPS粒子,继续搅拌混合4min,最后再加入双氧水,快速搅拌混合4s后将混合浆料浇注入模成型,经发泡静停、养护、脱模后即得所述发泡保温板。
制得的保温板根据相关标准进行性能测试,测试结果为:
密度:205.2kg/m3;导热系数:0.044W/(m2.k);抗压强度:1.65MPa;吸水率:4.26%;阻燃等级:A。