[發明專利]一種石墨烯聚苯板及其制備方法

有效

• 申請號: 201811262022.X
• 申請日: 2018-10-27
• 公開（公告）號: CN109666228B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 楊東山
• 申請（專利權）人: 廈門譽山工貿有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L25/08;C08L83/04;C08L71/02;C08K3/04;C08K9/00;C08K3/26;C08J9/08;B29C44/08;B29L7/00
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本發明公開了一種石墨烯聚苯板及其制備方法，屬于聚苯板技術領域，有效降低了其導熱系數和吸水率，同時具有優良的抗拉強度、壓縮強度、尺寸穩定性、抗菌性和抗霉性。本發明的技術要點是：一種石墨烯聚苯板，由包含以下重量份的原料制成：聚苯乙烯80?100份、氧化石墨烯15?20份、表面改性劑5?10份、蜂蠟3?5份和無機填充劑3?8份，其主要通過初步發泡、初步熟化、二次發泡、二次熟化以及板材成型的操作工序制備而成。

技術領域

本發明屬于聚苯板技術領域，特別涉及一種石墨烯聚苯板及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(PS)是僅次于聚氨酯(PU)的第二大發泡材料，相對于如氯氟烴(CFCs)、氫氯氟烴(HCFCs)等的傳統發泡劑，其采用超臨界二氧化碳作為替代發泡劑，具有無毒且環境友好型的特點，被人們制成相應的聚苯板而廣泛應用于建筑行業中。

其中，二氧化碳發泡聚苯乙烯過程中，二氧化碳的擴散速率快、溶解度低，經常導致發泡過程難以發泡過程難以控制。為此，添加無機顆粒作為異相成核劑，尤其是具有比表面積大且紅外吸收效果優良的石墨烯，可降低成核所需的吉布斯自由能，阻礙二氧化碳的擴散，改善超臨界二氧化碳發泡聚苯乙烯的發泡行為。

然而，經研究發現，將石墨烯直接添加至EPS體系中進行聚合，容易發生阻聚效應，甚至還會在聚合釜中出現結塊現象，其制得的聚苯板的抗拉強度雖比國家標準(抗拉強度≥0.1MPa)能提高5％-20％，但是在吸水率和導熱系數上反而出現上升的趨勢。隨著國家建筑節能行業標準的不斷提高，因此研發出吸水率和導熱系數更低、防水和保溫性能更加優良的聚苯板是目前繼續解決的技術難題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的第一個目的在于提供一種石墨烯聚苯板，有效降低了其吸水率和導熱系數，具有良好的防水和保溫效果。

本發明的第二個目的在于提供一種石墨烯聚苯板的制備方法，其通過一步加料，減少了生產過程中有害氣體的排出，具有操作簡單方便的特點。

為實現上述第一個目的，本發明提供了如下技術方案：

一種石墨烯聚苯板，其特征在于，所述聚苯板由包含以下重量份的原料制成：

本發明在聚苯乙烯和氧化石墨烯的基材基礎上同時添加表面改性劑和蜂蠟，表面改性劑的分子表面含有較多的親水基團和疏水基團，其親水基團與氧化石墨烯相結合，其疏水基團能與蜂蠟和聚苯乙烯結合，以此形成交錯排布的網狀結構；而蜂蠟中含有大量的短鏈烷烴和飽和脂類，其能與聚苯乙烯具有良好的相容性同時具有良好的疏水性。當聚苯乙烯進行發泡時，蜂蠟能夠迅速分解成二氧化碳、乙酸等揮發性物質，使得表面改性劑中游離的疏水基團數量增多，同時將氧化石墨烯限位于聚苯乙烯的內側，進而增加了其制得的聚苯板的疏水性，有效降低了其吸水率和導熱系數；

此外，蜂蠟分解產生的二氧化碳、乙酸等揮發性物質均無毒，其在氧化石墨烯的成核作用下，能夠有效增加了聚苯乙烯的發泡效率和發泡效果；

填充劑在表面改性劑的作用下能夠均勻分散于聚苯乙烯中，為聚苯乙烯起到良好的補強作用，保證其制得的聚苯板良好的機械強度的前提下，減少氧化石墨烯的使用量，降低了生產成本；綜上，本發明制得的聚苯板具有吸水率低、導熱系數小的特點，進而使得聚苯板具有良好的防水保溫效果和機械強度。

進一步地，所述表面改性劑為硅氧烷表面改性劑。

通過采用上述技術方案，硅氧烷表面改性劑為非離子表面改性劑，其是由環氧乙烷和環氧丙烷以各種不同組合形成的，其能與蜂蠟發生協同作用，將氧化石墨烯均勻的分散于聚氧乙烯中，增加聚氧乙烯的機械強度。

進一步地，所述硅氧烷表面改性劑為苯乙烯二甲基硅氧烷醇醚共聚物。