[發(fā)明專利]一種擠塑聚苯乙烯保溫材料/砂漿共價粘結(jié)體系的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110476082.7
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113150353B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑤;金曉冬;孫詩兵
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08J7/06;C08L25/06
• 代理公司: 廣東卓林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44625
• 代理人: 岳帥

本發(fā)明涉及一種以共價粘結(jié)的方式結(jié)合的擠塑聚苯乙烯保溫板(XPS)/砂漿保溫體系。首先利用紫外?臭氧輻射法對XPS板進(jìn)行活化處理；隨后利用硅烷偶聯(lián)劑中的有機(jī)官能團(tuán)與活化XPS表面反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)XPS的偶聯(lián)改性。所選擇的硅烷偶聯(lián)劑包括γ?氨丙基三乙氧基硅烷、γ?巰丙基三甲氧基硅烷及乙烯基三乙氧基硅烷等。利用硅烷偶聯(lián)劑的雙親性，實(shí)現(xiàn)有機(jī)XPS板與無機(jī)砂漿之間的共價粘結(jié)。在一個實(shí)施例中，界面偶聯(lián)的XPS板與砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度提升了158.6％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體是指實(shí)現(xiàn)有機(jī)保溫板與無機(jī)砂漿之間的共價粘結(jié)。

背景技術(shù)

擠塑聚苯乙烯保溫材料(XPS)具有優(yōu)良的熱工及力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于我國建筑節(jié)能領(lǐng)域。其通過與無機(jī)砂漿的粘結(jié)作用固定上墻。但XPS表面光滑且為閉孔結(jié)構(gòu)，與砂漿無法有效浸潤，從而導(dǎo)致二者之間的界面結(jié)合力較弱。目前，主要的解決辦法是通過增加表面粗糙度以及施工現(xiàn)場人工涂刷界面劑等物理方法，界面強(qiáng)度得到一定改善。但現(xiàn)場施工質(zhì)量難以把控，保溫工程脫落事故依然屢見不鮮。因此，通過表面的化學(xué)改性，實(shí)現(xiàn)其與砂漿的共價結(jié)合，改善保溫體系的粘結(jié)可靠性勢在必行。

硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)具有雙親性，可用于有機(jī)-無機(jī)兩相界面的粘結(jié)，特別是在建材領(lǐng)域，偶聯(lián)劑與硅酸鹽材料的反應(yīng)屢見不鮮。因此，本發(fā)明著重解決偶聯(lián)劑與惰性聚合物表面之間的化學(xué)接枝，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有機(jī)XPS保溫板與無機(jī)砂漿兩相界面之間的共價粘結(jié)，提高體系的粘結(jié)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明中，采用紫外-臭氧輻射法(Ultraviolet-ozone,UVO)對惰性聚合物表面進(jìn)行活化，提高其表面含氧官能團(tuán)數(shù)量，為其與偶聯(lián)劑的接枝反應(yīng)提供活性位點(diǎn)。在保持XPS板原有熱工及力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，改變其表面特性，提高其與砂漿之間的界面相容性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種新型擠塑聚苯乙烯保溫材料/砂漿共價粘結(jié)體系的制備方法，包括以下步驟：

(1)以XPS板為原料，參照J(rèn)GJ 144-2019《外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的測試方法，將其切成50mm*50mm*50mm的塊狀體。

(2)利用UVO輻照對XPS板表面進(jìn)行活化；選取不同種類硅烷偶聯(lián)劑均勻滴加到XPS板表面，對其進(jìn)行表面接枝；反應(yīng)完成后進(jìn)行清洗及干燥。

(3)在偶聯(lián)劑接枝表面，涂抹3mm厚的抹面砂漿，養(yǎng)護(hù)7天后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度測試。

(4)本發(fā)明步驟(1)中所用XPS板的表觀密度為25-35kg/m³，導(dǎo)熱系數(shù)為0.030W/(m·K)，燃燒等級為B級。

(5)本發(fā)明步驟(2)中采用UVO輻照時，輻照時間控制為2-40min，優(yōu)選的為5-35min，更優(yōu)選的為5-15min；XPS板表面據(jù)光源距離控制為2-30cm，優(yōu)選的為5-15cm，更優(yōu)選的為 5-9cm。

(6)本發(fā)明步驟(2)中硅烷偶聯(lián)劑種類包括氨基類硅烷偶聯(lián)劑(如γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、巰基類硅烷偶聯(lián)劑(如γ-巰丙基三甲氧基硅烷)、不飽和類硅烷偶聯(lián)劑(如乙烯基三乙氧基硅烷)等。

(7)本發(fā)明步驟(2)，將硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行稀釋，濃度控制在0.5％-50％，優(yōu)選的為0.5％- 20％，更優(yōu)選的為0.5％-2％。稀釋時溶劑選擇去離子水、無水乙醇、甲醇等。

(8)本發(fā)明步驟(2)中硅烷偶聯(lián)劑溶液酸堿性為酸性，或中性，或堿性。

(9)本發(fā)明步驟(2)中硅烷偶聯(lián)劑接枝XPS板反應(yīng)時間控制在1-20min，優(yōu)選的為3-15min，更優(yōu)選的為3-5min。

(10)本發(fā)明步驟(3)中抹面砂漿的攪拌方式為：低速攪拌60s，高速攪拌30s，停拌90s，再高速攪拌60s。

(11)本發(fā)明步驟(3)中抹面砂漿的水灰比為0.3。