本發明涉及水泥發泡保溫板技術領域,尤其涉及一種氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸鹽水泥復合發泡保溫板及其制備方法。
背景技術:
在建筑外面建立外墻保溫系統是建筑行業節能減排的一個重要舉措,同時建立外墻保溫系統可以避免產生熱橋;還能根據季節變化調節室內溫度,避免室內外溫差對墻體造成損害,影響使用安全及壽命。現在市面上的外墻保溫材料基本為:酚醛、巖棉板、玻璃棉板、聚苯板、擠塑板、超薄真空絕熱板等等。其中,巖棉、玻化微珠的成本較高,而酚醛、聚苯板、擠塑板等防火性能嚴重不足,安全隱患多,因此對比看來水泥發泡保溫板具有更為優良的綜合性能,更適用于作為建筑外墻保溫材料。
水泥發泡保溫板是以水泥、粉煤灰、礦渣、硅灰等原料經化學發泡劑發泡而成,原料的選取及工藝將直接影響到產品的性能,目前市場上的水泥發泡材料質量參差不齊,在粘結強度、耐水性、耐老化性等方面存在不足。《復合EPS顆粒發泡水泥發泡保溫板的研究》一文將硅酸鹽水泥與改性EPS顆粒混合發泡,制成了一種無機/有機復合保溫材料,具有良好的保溫、耐水、阻燃效果,然而EPS顆粒剛性較高,易脆易裂,熱膨脹系數較大,容易變形開裂,直接影響復合板材的使用性能,因此需要對其進一步改性,以提高其使用性能。
技術實現要素:
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸鹽水泥復合發泡保溫板及其制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸鹽水泥復合發泡保溫板,該發泡保溫板由以下重量份的原料制成:硅酸鹽水泥30-40、粉煤灰15-20、200-500目陶砂12-16、納米硅藻土4-5、再生EPS粒子30-40、氧化石墨烯0.1-0.2、濃度為20-25%的雙氧水5-6、聚乙烯醇1-2、水適量。
所述的再生EPS粒子由以下重量份的原料制成:廢舊聚苯乙烯泡沫塑料粒子20-30、硅烷偶聯劑0.5-1、TPE熱塑性彈性體5-8、400-600目磷酸鋯鈉陶瓷粉體8-10、氮氣4-5;制備方法為:將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料粒子、硅烷偶聯劑、TPE熱塑性彈性體、磷酸鋯鈉陶瓷粉體送入喂料系統中混合均勻,隨后投入雙螺桿擠出機中熔融混合,并注入氮氣進行發泡處理,最后熔體經雙螺桿擠出機擠出造粒篩分,粒度控制在≤1mm,即得。
所述的一種氧化石墨烯改性再生EPS粒子-硅酸鹽水泥復合發泡保溫板的制備方法為:
(1)取10-15重量份的水,加熱至90-95℃,加入聚乙烯醇,攪拌至其完全溶解,隨后加入氧化石墨烯,超聲振蕩20-30min,將配置的混合溶液均勻噴涂到再生EPS粒子表面,噴涂完畢后用50-60℃熱風干燥處理20-30min,得氧化石墨烯改性的再生EPS粒子備用;
(2)將硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶砂、納米硅藻土一起投入高速混料機中,加入適量的水,高速攪拌混合3-5min后投入步驟(1)制備的氧化石墨烯改性的再生EPS粒子,繼續攪拌混合4-5min,最后再加入雙氧水,快速攪拌混合4-5s后將混合漿料澆注入模成型,經發泡靜停、養護、脫模后即得所述發泡保溫板。
本發明將成本低廉的廢舊聚苯乙烯泡沫塑料進行改性處理,得到具有良好彈韌性、低熱膨脹系數和耐溫性更強的再生EPS粒子,并利用氧化石墨烯/聚乙烯醇溶液對其進行表面處理,有效的提高了再生EPS粒子與水泥漿料的結合強度,再結合硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶砂、納米硅藻土等原料的協同作用,發泡過程更為高效,最終制得了具有優良力學性能和保溫阻燃效果的產品,經濟實用,生產過程高效簡單,應用前景良好。
具體實施方式
一種氧化石墨烯改性再生EPS粒子硅酸鹽水泥復合發泡保溫板,該發泡保溫板由以下重量份的原料制成:硅酸鹽水泥30、粉煤灰15、200目陶砂12、納米硅藻土4、再生EPS粒子30、氧化石墨烯0.1、濃度為20%的雙氧水5、聚乙烯醇1、水適量。
其中再生EPS粒子由以下重量份的原料制成:廢舊聚苯乙烯泡沫塑料粒子20、硅烷偶聯劑0.5、TPE熱塑性彈性體5、400目磷酸鋯鈉陶瓷粉體8、氮氣4;制備方法為:將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料粒子、硅烷偶聯劑、TPE熱塑性彈性體、磷酸鋯鈉陶瓷粉體送入喂料系統中混合均勻,隨后投入雙螺桿擠出機中熔融混合,并注入氮氣進行發泡處理,最后熔體經雙螺桿擠出機擠出造粒篩分,粒度控制在≤1mm,即得。
該復合發泡保溫板的制備方法為:
(1)取10重量份的水,加熱至90℃,加入聚乙烯醇,攪拌至其完全溶解,隨后加入氧化石墨烯,超聲振蕩20min,將配置的混合溶液均勻噴涂到再生EPS粒子表面,噴涂完畢后用50℃熱風干燥處理20min,得氧化石墨烯改性的再生EPS粒子備用;
(2)將硅酸鹽水泥、粉煤灰、陶砂、納米硅藻土一起投入高速混料機中,加入適量的水,高速攪拌混合3min后投入步驟(1)制備的氧化石墨烯改性的再生EPS粒子,繼續攪拌混合4min,最后再加入雙氧水,快速攪拌混合4s后將混合漿料澆注入模成型,經發泡靜停、養護、脫模后即得所述發泡保溫板。
制得的保溫板根據相關標準進行性能測試,測試結果為:
密度:205.2kg/m3;導熱系數:0.044W/(m2.k);抗壓強度:1.65MPa;吸水率:4.26%;阻燃等級:A。