一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板的制作方法

本发明涉及建筑保温材料，具体涉及一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板。

背景技术：

1、建筑节能领域中有一项关键材料为建筑保温材料，通常分为有机保温材料和无机保温材料。纯有机保温材料如eps、xps等，因其遇火易燃不具有阻燃性且发烟量大；纯无机保温材料如岩棉、无机保温砂浆等，易产生吸水、粉化、脱落的问题。因此目前大多是有机-无机保温材料的复合，如热固聚苯板、无机分仓聚苯保温板等这类建筑保温材料，其主要以发泡聚苯乙烯颗粒为保温介质，再辅以有机/无机胶黏剂、填料等压制而成，使用寿命较长、保温效果适中、燃烧等级良好可达a2级。

2、如现有技术中国专利cn114751710a公开了一种含介孔材料的建筑保温板，其采用发泡聚苯乙烯颗粒、改性介孔材料及其他辅助材料制成保温板，聚苯乙烯颗粒添加量在8-15wt％，，可使得保温板导热系数≤0.045w/(m·k)、抗压强度≥0.40mpa，燃烧等级达到a2。其中使用的介孔材料具有较大的比表面积和独特的孔道结构，孔径大小在15-35nm，可以有效阻断热量的传导，因而具有较好的绝热及保温的作用。但是介孔材料发达的孔隙以及开孔的特性，导致其吸水率较高，使其与水泥等胶凝材料复配时，水灰比过高从而使板材易发生收缩、开裂等问题。该专利为了降低介孔材料的吸水率，将均匀分散的介孔材料悬浮液与硅溶胶、氯化铝、水玻璃进行反应，将介孔材料的孔道堵塞并形成包裹进而得到闭孔改性介孔材料，改性后介孔材料的吸水率约在12％左右。另外发泡聚苯乙烯燃烧热值较高，可达46mj/kg，发泡聚苯乙烯在保温板中占比较多，将导致保温板燃烧性能达不到a2等级，而若其在保温板中占比较少，将导致保温板的保温效果达不到要求，且保温板废弃后也难以自然降解，将会对环境造成影响。

3、因此为了更进一步降低介孔材料吸水率，提高保温板强度、保温效果以及阻燃性能，且能自然降解，这是本发明就要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板。本发明的表面改性介孔材料具有低于5％的吸水率，且采用可降解发泡聚乳酸为保温介质，辅以吸水率低的表面改性介孔材料，制成的保温板具有较高的强度、保温效果及阻燃性能，且废弃后有机物部分能自然降解。

2、为了达到以上目的，本发明通过以下方案实现：

3、一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，包括如下重量份材料混合均匀后模压成型得到：发泡聚乳酸8-15份、胶结材料25-65份、填料10-50份、表面改性介孔材料5-15份、其他助剂0.2-0.5份；

4、其中所述表面改性介孔材料的结构是：以介孔材料为核，在所述核外依次包覆疏水层和亲水层；所述表面改性介孔材料的吸水率小于5％。

5、进一步地，所述表面改性介孔材料的获得方法是：

6、(1)疏水处理：将介孔材料与含氟硅氧烷处理液进行搅拌反应后静置浸泡，然后过滤、洗涤、烘干得到表面具有疏水层的介孔材料；

7、(2)亲水处理：将表面具有疏水层的介孔材料先在醇醚类溶剂中搅拌浸润，然后滤去所述醇醚类溶剂，将湿的表面具有疏水层的介孔材料与端氨基硅烷偶联剂水解液进行搅拌反应后静置浸泡，然后过滤、洗涤、烘干得到表面改性介孔材料，即所述表面改性介孔材料的结构是：以介孔材料为核，在所述核外依次包覆疏水层和亲水层。

8、再进一步地，步骤(1)中含氟硅氧烷处理液由含氟硅氧烷、乙醇和水组成，所述含氟硅氧烷、所述乙醇和所述水的体积比为3-10:80-150:100；所述含氟硅氧烷选自五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、五氟苯基乙氧基二甲基硅烷、1h,1h,2h,2h-九氟己基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三乙氧基硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟十二基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三丙氧基硅烷中的一种或多种。

9、再进一步地，步骤(2)中所述端氨基硅烷偶联剂水解液的质量浓度为1.5-2.5％，其中端氨基硅烷偶联剂选自n-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

10、再进一步地，所述醇醚类溶剂选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、三乙二醇乙醚中的一种或多种。先采用醇醚类溶剂将具有疏水层的介孔材料润湿，由醇醚类溶剂与水互溶，这可以使得疏水材料在水解液中分散均匀，可使表面包覆的亲水层更为均匀致密。

11、再进一步地，步骤(1)中所述介孔材料与所述含氟硅氧烷处理液的重量体积投料比为1-2g:10ml；步骤(2)中按照表面具有疏水层的介孔材料的干燥重量与端氨基硅烷偶联剂水解液的体积的投料比为0.5-1g:10ml进行搅拌反应；步骤(1)和步骤(2)中所述搅拌反应时间为至少20min；所述静置浸泡的时间至少是2h。

12、再进一步地，所述介孔材料为硅基介孔材料，孔隙率大于90％、比表面积大于200m2/g、孔径为15～30nm。

13、进一步地，所述发泡聚乳酸的密度为0.005-0.03g/cm3；所述胶结材料选自水泥、石膏、氧化钙、灰钙、水玻璃、硅酸钠、eva胶粉、丙烯酸乳液、苯丙乳液、酚醛树脂、脲醛树脂、蜜胺树脂、环氧树脂中的一种或多种；所述填料选自海泡石、膨润土、硅灰、硅微粉、粉煤灰、碳酸钙、漂珠中的一种或多种；所述其他助剂选自纤维素醚、有机硅憎水剂、聚羧酸减水剂中的一种或多种。

14、有益技术效果：本发明采用发泡聚乳酸作为分散相，表面改性介孔材料、水泥等胶结材料以及填料等组分作为连续相，发泡聚乳酸被这些连续相包覆，且发泡聚乳酸颗粒之间被分散隔离开，制成的建筑保温板燃烧热值较低，且能够达到a2级燃烧性能，另外导热系数≤0.045w/(m·k)、抗压强度≥0.4mpa，可作为建筑内外墙保温或者免拆保温模板使用，市场前景广阔；

15、本发明的表面改性介孔材料，先对介孔材料进行了疏水处理，使疏水分子链键合至介孔材料表面羟基上形成疏水层，用于封堵介孔材料的孔道，进而可拦截保温板制备过程中所加入的水使其具有较低的吸水率，从而防止保温板由于吸水率高而产生的收缩、开裂问题，后续再采用端氨基硅烷偶联剂水解液进行亲水处理，偶联剂分子的硅羟基之间以si-o-si的形式相互连接，可以在疏水表面形成一个致密的亲水性复合网络结构，从而使介孔材料与无机胶结材料具有较好的强度，进一步保障保温板不产生开裂的问题；本发明方法获得的表面改性介孔材料不会对其造成孔道塌陷的问题，能够有效发挥孔道所提供的低热导率效果；本发明采用低燃烧热值的发泡聚乳酸为主、辅以孔隙率高且吸水率低的表面改性介孔材料为保温板提供较好的隔热保温效果，且具有较好的阻燃性。

技术特征：

1.一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，包括如下重量份材料混合均匀后模压成型得到：发泡聚乳酸8-15份、胶结材料25-65份、填料10-50份、表面改性介孔材料5-15份、其他助剂0.2-0.5份；

2.根据权利要求1所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，所述表面改性介孔材料的获得方法是：

3.根据权利要求2所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，步骤(1)中含氟硅氧烷处理液由含氟硅氧烷、乙醇和水组成；

4.根据权利要求2所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，步骤(2)中所述端氨基硅烷偶联剂水解液的质量浓度为1.5-2.5％，其中端氨基硅烷偶联剂选自n-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，所述醇醚类溶剂选自乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、三乙二醇乙醚中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，步骤(1)中所述介孔材料与所述含氟硅氧烷处理液的重量体积投料比为1-2g:10ml；

7.根据权利要求2所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，所述介孔材料为硅基介孔材料，孔隙率大于90％、比表面积大于200m2/g、孔径为15～30nm。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，其特征在于，所述发泡聚乳酸的密度为0.005-0.03g/cm3；

技术总结
本发明涉及建筑保温材料技术领域，具体涉及一种含介孔材料的发泡聚乳酸建筑保温板，包括如下重量份材料混合均匀后模压成型得到：发泡聚乳酸8‑15份、胶结材料25‑65份、填料10‑50份、表面改性介孔材料5‑15份、其他助剂0.2‑0.5份；其中所述表面改性介孔材料的结构是：以介孔材料为核，在所述核外依次包覆疏水层和亲水层；所述表面改性介孔材料的吸水率小于8％。本发明的表面改性介孔材料具有低于5％的吸水率，且采用可降解发泡聚乳酸为保温介质，辅以吸水率低的表面改性介孔材料，制成的保温板具有较高的强度、保温效果及阻燃性能，且废弃后有机物部分能自然降解。

技术研发人员：栾玉成,周涛
受保护的技术使用者：常州优纳新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16