[发明专利]海泡石聚丙烯酸酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及保温隔热复合材料的制备领域，特别涉及海泡石聚丙 烯酸酯复合材料及其制备方法。

背景技术

能源是一个国家能够实现可持续发展的重要资源，工业上为了节 约能源而开发了大量的保温材料。我国目前使用的保温材料主要有矿 渣棉、岩棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、陶瓷棉等。其中以 矿渣棉和岩棉及膨胀珍珠岩产量最大。矿棉和玻璃棉保温效果好，但 在保温施工时有纤维刺痒问题，有害施工人员健康。膨胀珍珠岩散料 的保温效果好、但多数情况下必须制成构件，结果保温效果差，同时 运输易破碎。微孔硅酸钙是块状保温材料，运输破碎率大，存在热收 缩问题。采用上述保温材料都需要绑扎和涂抹表面保护层，因此总体 工程费用高。硅酸盐保温材料具有干燥容重轻、承受温差大、施工方 便等优点而得到人们的重视，特别适应于阀门、弯头、泵体、死角、 旋转体、锥体和球体等异型设备的保温；主要种类有硅酸镁、硅酸铝 和稀土复合保温材料等。而海泡石保温隔热材料作为硅酸盐保温材料 中的佼佼者，由于其良好的保温隔热性能和应用效果，已经引起了建 筑界的高度重视，显示出强大的市场竞争力和广阔的市场前景；其显 著特点是温度使用范围广、耐酸碱、轻质、隔音、阻燃、施工简便和 综合造价低等；用于常温下建筑屋面、墙面、室内顶棚的保温隔热， 以及石油、化工、电力、冶炼、交通、轻工与国防工业等部门的热力 设备、烟囱内壁和炉窑外壳等。但是，这种海泡石保温隔热材料在长 时间使用后存在保温性能差，结合较差，耐久性差等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供海泡石聚 丙烯酸酯及其制备方法，以该方法所得的海泡石聚丙烯酸酯具有和构 件结合优良、耐久性好、美观和保温性能优异的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

海泡石聚丙烯酸酯复合材料的分子结构为：

海泡石聚丙烯酸酯复合材料的制备原理为：由海泡石和十八 烷基三甲基氯化铵进行反应生成有机海泡石，再由有机海泡石和苯乙 烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸进行原位插层聚合反应制成海泡石聚丙 烯酸酯复合材料，其反应过程如下：

海泡石聚丙烯酸酯复合材料的制备方法，海泡石聚丙烯酸酯复合 材料的分子结构为：

具体包括以下步骤：

第一步，将海泡石和去离子水按质量比1∶20加入反应器在45-55 ℃时搅拌1-2小时，形成海泡石分散液，

第二步，加入十八烷基三甲基氯化铵，海泡石和十八烷基三甲基 氯化铵的质量比为10∶(0.54-1.43)，在75-85℃反应2-3小时，冷却、 抽滤、用去离子水洗涤，直至滤液中加入质量分数为1％的硝酸银溶 液无沉淀为止，

第三步，将所得产物在60℃烘箱中干燥，得到有机海泡石，

第四步，将苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸按10∶10∶2的质 量比混合制成混合单体，然后在反应器中加入十二烷基硫酸钠和去离 子水，混合单体、十二烷基硫酸钠、去离子水的质量比为22∶0.60∶ (55-60)，

第五步，在水温为70-75℃时分别慢慢加入混合单体和有机海泡 石，混合单体、有机海泡石的质量比为22∶(0.3-1.1)，搅拌1小时， 加入质量分数为0.75％的过硫酸钾水溶液，过硫酸钾水溶液与混合单 体的质量比为20∶22，加料时间为1-2小时，加料完毕后于80-85 ℃保温反应2-3小时，

第六步，用质量分数为10％的硫酸镁溶液破乳得到固体产物，硫 酸镁溶液与混合单体的质量比为10∶22，用去离子水洗涤、过滤， 真空干燥至恒重得到海泡石聚丙烯酸酯复合材料。

由于海泡石和十八烷基三甲基氯化铵进行反应生成有机海泡石， 再由有机海泡石和苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸进行原位插层聚 合反应制备海泡石聚丙烯酸酯的保温隔热复合材料，所以该方法具有 制备海泡石聚丙烯酸酯的保温隔热复合材料的特点，该保温隔热复合 材料能显著地改善保温涂层的保温性能和耐久性能。

具体实施方式

下面将以具体实施例对本发明的方法作进一步详细的描述。

实施例一

海泡石聚丙烯酸酯复合材料的制备方法，海泡石聚丙烯酸酯复合 材料的分子结构为：

具体包括以下步骤：