[发明专利]二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料，其包括一聚苯乙烯树脂的基体，和均匀分散于该基体中的亚微米、无团聚、单分散的二氧化硅中空球，所述的亚微米二氧化硅中空球的中空内径为100～720nm，外壁厚度为50～100nm，所述的亚微米二氧化硅中空球占聚苯乙烯树脂重量的1～35％。

2.一种制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，包括如下的步骤：

1)无团聚、单分散、亚微米二氧化硅中空球粉体的制备：将0.2～0.5g单分散聚苯乙烯胶体颗粒分散在94.5ml/5.5ml乙醇/水的混合溶液中，超声处理后，滴加0.65～2.3ml的浓氨水，搅拌均匀后，继续滴加硅酸四乙酯1.9～4.5ml，反应8～12h后，离心分离出固体并用乙醇洗涤后，分离烘干；之后，以1～5℃/min升温速度，升温至550～650℃并保温1～3h，以除去作为模板剂的聚苯乙烯胶体颗粒，得到二氧化硅中空球粉体；

所述的单分散聚苯乙烯胶体颗粒的平均粒径范围在112～757nm；

2)二氧化硅粉体的改性：采用表面接枝聚合改性技术，将0.5～1g步骤1)中得到的二氧化硅中空球粉体加入到含有1～2g硅烷偶联剂的100ml甲苯溶液中，超声；然后在N₂保护下，60～80℃回流搅拌；冷却至室温后，分离出固体并用甲苯洗涤，重新分散在100ml甲苯溶液中，加入0.002～0.01g偶氮类引发剂，搅拌下N₂保护，升温至70～80℃，并逐滴加入5～10ml苯乙烯单体，反应持续8～10h；冷却至室温后，分离出固体并用甲苯洗涤，抽真空烘干，得到改性的二氧化硅中空球粉体；

3)二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合材料的制备：将2～10g聚苯乙烯树脂溶解到5～20ml甲苯中，然后按照相当于聚苯乙烯树脂质量的1～35％的量，加入步骤2)得到的改性的二氧化硅中空球粉体，按照聚苯乙烯树脂用量的1wt％加入消泡剂，并搅拌下超声处理，之后，将混合浆料倒入不锈钢模具中，室温干燥后，转入真空烘箱，70～80℃下抽真空干燥，脱模后得到所需的二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料。

3.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤1)的超声处理时间为20～30min。

4.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤2)的硅烷偶联剂为丙烯酰氧基丙基三甲基硅烷。

5.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤2)的超声时间为20～30min。

6.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤2)的回流搅拌时间为4～8h。

7.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤2)的偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈。

8.根据权利要求2所述的制备二氧化硅中空球/聚苯乙烯复合隔热材料的方法，其特征在于：所述步骤3)的超声处理时间为15～20min。