[发明专利]一种添加脂肪酸‑二氧化硅相变蓄热复合材料的石膏板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石膏板领域，具体涉及一种添加脂肪酸-二氧化硅相变蓄热复合材料的石膏板的制备方法。

背景技术

伴随电子技术和信息化社会的快速发展，空间电磁辐射越来越重，国际卫生组织已将电磁污染列为继水、空气和固体废弃物之后的第四大环境污染，建筑室内电磁污染防护被各国高度重视，已经成为国际研究热点。建筑物是人类生产和生活的主要场所，为减少电子产品和设备应用产生的电磁辐射，可在建筑上采用电磁防护技术。胶凝材料是应用最广泛的建筑材料，通过在胶凝材料中添加吸波剂达到电磁防护是简单可行的方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种添加脂肪酸-二氧化硅相变蓄热复合材料的石膏板的制备方法，依照该方法制备的石膏板具有良好的电磁波吸收性能和防水耐水性能，同时具有合适的相变温度和较好的储热性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种添加脂肪酸-二氧化硅相变蓄热复合材料的石膏板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）溶胶-凝胶法制备相变蓄热复合材料：

将正硅酸乙酯、无水乙醇、水按1:(3-4):7进行混合，在60-62℃水浴中加热搅拌15-17min，滴加盐酸催化，调节溶液pH为3-4，继续搅拌溶胶-凝胶反应30-32min，加入脂肪酸混合物，继续搅拌，形成溶胶凝胶后，80-82℃保温老化60-65min，放入80-82℃烘箱中干燥至恒重，得到相变蓄热复合材料；

（2）预处理碳纤维的制备：

向长度为1-2mm的1-2份碳纤维中加入浓度为0.4-0.6mol/L的H₃PO₄电解液，在50V电压下通电1-2h，用清水过滤杂质3-5次，取出后在104-106℃真空干燥箱中烘干，得到预处理碳纤维；

（3）有机硅改性苯丙乳液的制备：

将9-10份丙烯酸丁酯、8-9份苯乙烯与20-25份去离子水、1-2份复合乳化剂、1-2份乙烯基三乙氧基硅烷混合，搅拌预乳化35-45min，加入0.5-1份引发剂过硫酸钾溶液、碳酸氢钠溶液，加热至80-85℃回流反应2-3h，降温后过滤出料，制得有机硅改性苯丙乳液；

（4）相变储能石膏板的制备：

将95-105份石膏粉与2-3份乙炔炭黑混合均匀，按水灰比0.5-0.6:1与水混合，用高速砂磨分散搅拌器搅拌均匀，加入20-30份膨胀珍珠岩、6-9份聚苯乙烯颗粒及（1）（2）（3）中所得物料，继续搅拌至混合均匀，将混合物迅速倒入模具中，压实并刮平，发热反应硬化后脱模，在通风处晾干，得到相变储能石膏板。

其中，步骤（1）中脂肪酸混合物为十酸/十二酸以质量比为2:1混合，添加量为27-30%。步骤（3）中复合乳化剂为OP-10、十二烷基硫酸钠3-4:1复配。步骤（4）中搅拌速度为2000-3000r/min，膨胀珍珠岩的粒径为1mm。

本发明的反应机理及有益效果如下：

乙炔炭黑是一种介电常数大、电损耗因子高的电阻损耗型吸波剂，纳米尺寸和高结构性也使其具有较强损耗能力；膨胀珍珠岩是介电常数低的透波材料，可改善石膏板的吸波性能；经H₃PO₄电解液处理过的碳纤维表面光滑、分散性好，预处理碳纤维可提高复合材料的吸波性能；膨胀珍珠岩具有独特的多孔结构，乙炔炭黑可均匀分散在其内部，聚苯乙烯颗粒表面均匀，再通过乙炔炭黑与预处理碳纤维的复合，可调制复合材料的介电常数，从而制得高性能的电磁波吸收材料；添加有机硅改性苯丙乳液，制得防水耐水的吸波石膏材料。

以正硅酸乙酯为原料，无水乙醇为溶剂，盐酸为催化剂制备二氧化硅凝胶；以十酸和十二酸为相变材料，与二氧化硅复合溶胶-凝胶法制备脂肪酸-二氧化硅相变蓄热复合材料；以吸波防水石膏板为基体，采用直接加入法制备相变石膏板，具有合适的相变温度和较好的储热性能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例

一种添加脂肪酸-二氧化硅相变蓄热复合材料的石膏板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）溶胶-凝胶法制备相变蓄热复合材料：