[发明专利]一种石墨烯/聚苯乙烯建筑保温泡沫及制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯/聚苯乙烯建筑保温泡沫及制备方法。所述保温泡沫由以下步骤制得：a、将聚苯乙烯和石墨烯微片研磨形成超细混合粉末；b、通过流体剪切辅助超临界CO₂对石墨烯和聚苯乙烯进行微发泡；c、快速卸压，制得石墨烯和发泡聚苯乙烯均匀混合的粉体；d、对粉体进行热压成型，制得石墨烯/聚苯乙烯建筑保温泡沫。本发明通过超临界CO₂下发泡石墨烯/聚苯乙烯时加入强大剪切力，从而使石墨烯均匀分散在聚苯乙烯基体中，并形成均匀微孔，显著增强了材料的力学性能，并且制备工艺简单，可用于大量生产，应用前景好。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体涉及建筑保温泡沫的制备，尤其是涉及一种石墨烯/聚苯乙烯建筑保温泡沫及制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为原材料，添加发泡剂，加热软化形成的一种硬质孔洞结构的高分子轻型材料。具有闭孔结构、抗水性强，具有极小的吸水性，缓冲性能优异，是目前使用最多的一种缓冲材料，具有较好的加工性能，易成型建模，着色性强，并能抵抗一定的放射性。在材料工程、土木工程等领域中，已被广泛地应用到工程建筑当中，有效地解决了建筑保温、防潮、防冻等问题，为建筑工程的使用安全提供了保障。

聚苯乙烯泡沫塑料的密度是其使用性能的一项重要指标。密度对各种工程特性有极大的影响，包括压缩性能、热导率、吸水率等。当聚苯乙烯泡沫塑料的外部持续受到压力作用时，泡沫塑料发生形变，导致泡孔结构发生破坏。泡孔结构变小，泡沫塑料的压缩性能越好，因此微发泡聚苯乙烯技术制备聚苯乙烯泡沫可有效解决此问题。利用超临界流体发泡主要是在临界压力和临界温度以上呈现气体的低粘度和高扩散性,，又具有液体的高密度和溶剂性，同时还具有溶剂可调性、低表面张力、表面润湿性和高扩散系数等特性，采用超临界气流作为物理发泡剂，通过不同的发泡工艺对聚合物材料进行微发泡是新发展起来的绿色发泡技术。

专利申请号201711451083.6公开了一种聚苯乙烯泡沫材料，聚苯乙烯泡沫材料包括聚苯乙烯颗粒与浆料，浆料包括以下重量份的组分：固化剂15~30份，酚醛树脂50~300份，发泡剂1~6份，表面活性剂2~15份，阻燃剂30~180份，润滑剂0.05~3份，聚苯乙烯颗粒与浆料的质量比为1:（1~5），通过此发明制备方法制备得到的聚苯乙烯泡沫材料中颗粒不粘结，其中使用的碱性酚醛树脂，显示出强碱性，在应用到泡沫板中时，使薄抹灰系统更加稳定，防止板材与砂浆反应造成的板材脱落，粘接性更强，并提高了板材的保温性能，阻燃性能良好。

专利申请号201510014676.0公开了一种环保、阻燃挤塑聚苯乙烯石膏复合材料保温板，该保温板的原料包括能胶凝在一起的粘接料和骨料，其特征在于：粘接料是无机阻燃胶凝材料，骨料为石墨聚苯乙烯发泡颗粒，无机阻燃胶凝材料和石墨聚苯乙烯发泡颗粒按体积百分比配比如下：无机胶凝材料8~20%；石墨聚苯乙烯发泡颗粒80~92%；石墨聚苯乙烯发泡颗粒是由掺有石墨微粒的聚苯乙烯原料发泡而成的颗粒型发泡材料。

专利申请号201510277766.9公开了一种超临界流体挤出制备橡胶增韧PS发泡材料的方法，原料包括聚苯乙烯、热塑性弹性体和成核剂，各原料的重量以份数计，聚苯乙烯为95~80份，热塑性弹性体为5~20份，成核剂为1~10份。先将原料按配比混合，送入第一挤出机进行熔融共混并挤出造粒，制得含成核剂的橡胶增韧聚苯乙烯基共混物后送入第二挤出机中进行加温熔融，同时将超临界流体注入第二挤出机塑化段内，在第二挤出机螺杆的剪切作用下超临界流体与聚苯乙烯基共混物熔体形成均相体系，然后进行超临界流体连续挤出发泡。通过此发明制得的材料泡孔均一、泡孔尺寸小、工艺可操作性强、抗冲击性能优异并适合工业化生产。

专利申请号201710351439.2公开了一种小粒径分布的石墨烯聚苯乙烯发泡材料及其制备方法。石墨烯聚苯乙烯发泡材料的制备方法包括：配制质量分数为0.1%~1%的石墨烯苯乙烯分散液；并且搅拌所述石墨烯苯乙烯分散液，然后研磨所述分散液；以及通过原位悬浮聚合法以所述分散液制备可发性石墨烯聚苯乙烯发泡材料。