[发明专利]利用绢云母制备超低导热可发性聚苯乙烯树脂的方法

说明书

本发明涉及一种利用绢云母制备超低导热可发性聚苯乙烯树脂的方法，是利用绢云母掺杂在可发性聚苯乙烯树脂中实现的，其方法是在悬浮聚合可发性聚苯乙烯树脂前将绢云母掺杂在苯乙烯单体中合成的。利用本发明的超低导热可发性聚苯乙烯树脂制备的泡沫制品，其导热系数可达0.0297W/(m·K)，低于现有所有可发性聚苯乙烯树脂泡沫制品的导热系数，有效地降低了聚苯乙烯泡沫保温材料的用量。本发明的超低导热可发性聚苯乙烯树脂的制备方法成本低、工艺简单，可利用现有一步法或两步法可发性聚苯乙烯树脂合成设备和工艺进行生产。

技术领域

本发明属于节能新材料技术领域，具体涉及一种利用绢云母制备超低导热可发性聚苯乙烯树脂的方法。

背景技术

可发性聚苯乙烯材料由于其质轻、保温、隔热、吸声、防震、力学强度好、有韧性和抗腐蚀性、防水、防潮、易切割、易成型以及便于安装等良好特性而备受青睐，广泛用作建筑的外墙、内墙、屋顶保温材料和冷库等绝热保温材料。绝热保温材料导热系数直接影响其绝热保温效果以及材料使用成本，通常使用的可发性聚苯乙烯树脂生产的泡沫材料，其导热系数在0.038～0.041W/(m·K)之间，保温效果差且成本高。降低可发性聚苯乙烯的导热系数，可以降低聚苯乙烯保温板材料的用量，节省成本。因此，开发超低导热可发性聚苯乙烯树脂对节能环保、降低保温板材料成本具有重要意义。

绢云母是一种具有层状结构的普通硅酸盐材料，其化学性质稳定、电绝缘性好、抗辐射、机械性能好，广泛用作二维增强材料。而将绢云母保温材料目前鲜有报道，李丽英在《千枚岩中绢云母的回收及其在保温材料中的应用研究》一文中对绢云母在保温材料中的应用进行初步探索表明，以石膏作为胶凝材料，绢云母和水镁石纤维作为主要原料制备的复合材料具有保温隔热性能，其导热系数达0.17W/(m·K)。陶慧等在《改性绢云母对顺丁橡胶导热性能的影响》一文中研究改性绢云母用量对绢云母/顺丁橡胶复合材料性能的影响。结果表明，随着改性绢云母用量的增大，复合材料的热导率逐渐增大。王瑾璐《在复合型保温隔热涂料的制备及性能研究》一文中，用绢云母粉替代海泡石粉，当绢云母用量到达18g时涂膜的导热系数到达最低值。

在云母与聚苯乙烯作用影响研究文献中，付红梅等在《交联聚苯乙烯/云母复合材料抗紫外老化性能研究》中，将KH-550改性的云母和苯乙烯混合超声分散并预聚和固化，制得云母交联聚苯乙烯复合材料，发现云母具有增强聚苯乙烯抗紫外老化性能。宋秋生等在《超声波辅助乳液聚合制备绢云母/PS复合粒子》中利用KH570改性绢云母，并用乳液聚合法制备了绢云母/聚苯乙烯复合粒子。聚苯乙烯在绢云母表面形成粒径约为200nm的微粒。但是，上述例子只能证明(交联)聚苯乙烯与绢云母界面结合性，未能实现利用绢云母可发性聚苯乙烯树脂的制备，且将绢云母掺杂可发性聚苯乙烯树脂中作为保温材料未见报道。

发明内容

本发明解决了因现有可发性聚苯乙烯导热系数过高而造成的保温效果差和保温成本高的问题，提供一种利用绢云母制备超低导热可发性聚苯乙烯树脂的方法，即以苯乙烯和绢云母为原料，采用一步法、两步法悬浮聚合制备得到超低导热可发性聚苯乙烯树脂，由于掺杂的绢云母自身的热反射作用、低的导热系数(0.419-0.670W/(m·K))和低的比热值(0.87J/(kg·K))，其制备的泡沫制品导热系数大大降低到0.0297W/(m·K)，同时掺杂的绢云母不影响可发性聚苯乙烯树脂的其他性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用绢云母制备超低导热可发性聚苯乙烯树脂的方法，包括以下步骤：

A、将一定比例的改性绢云母粉加到苯乙烯单体中，超声搅拌使改性绢云母分散到苯乙烯单体中；

B、在反应釜中加入一定量的纯水、乳化剂、分散剂、阻燃剂、低温引发剂和高温引发剂搅拌均匀，调节pH值在7.9±0.7之间，将分散有改性绢云母的苯乙烯单体投入到反应釜中，继续搅拌至反应釜中悬浮聚合体系转相正常后开始升温；

C、升温至88℃，60min后加入稳定剂，然后温度控制在90±0.5℃；