一种聚合石英板及其制备方法与流程

本发明属于特种砖瓦，具体涉及一种聚合石英板及其制备方法。

背景技术：

1、建筑围护、室内隔墙、装配式基层及湿区基层等场景，对板材的保温隔热和防水防潮性能提出了综合要求。板材不仅需要降低热量传递，还应减少液态水及水蒸气进入，并在长期温湿变化条件下保持性能稳定。现有板材通常侧重于强度、保温或防潮中的单项性能。矿物类板材具有一定的表面强度，但其保温性能和受潮稳定性仍有改进空间；有机泡沫类保温材料具有较低导热系数，但其表面强度、界面复合能力和长期防护能力仍需提高。将保温芯材与无机或聚合矿物面层复合虽可兼顾不同材料的性能，但仍可能因芯材泡孔结构、面层孔隙、界面结合及双面变形不协调而影响整体的隔热和防潮效果。因此，有必要提供一种聚合石英复合板及其制备方法，通过对保温芯层、增强层和聚合石英面层进行整体设计，使板材在保持较低导热水平的同时形成连续、稳定的水分阻隔结构，从而满足防水防潮和保温隔热的综合使用要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚合石英板及其制备方法，用于解决现有板材难以兼顾保温隔热与防水防潮的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种聚合石英板的制备方法，包括以下步骤：取低温预分散颗粒、主体聚苯乙烯树脂、相容剂和抗氧稳定剂熔融混合，加入疏水型纳米二氧化硅气凝胶，得到混合熔体，注入二氧化碳和乙醇，混合均化，发泡，形成聚苯乙烯泡沫板坯，冷却、定厚、牵引、固化定型和熟化，得到聚苯乙烯芯材；在所述聚苯乙烯芯材的两侧分别涂布界面处理剂、铺设耐碱涂塑玻璃纤维网格布、涂布聚合矿物浆料，固化养护后即得；所述低温预分散颗粒由ebs熔融负载于有机改性蒙脱土表面，再与载体聚苯乙烯树脂混合制得；所述有机改性蒙脱土由钠基蒙脱土依次进行十四烷基三丁基氯化膦插层、含己二酸根和水杨酸根的锌羧酸盐配位负载以及kh570表面处理制得。

4、本发明采用有机改性蒙脱土、ebs和疏水型纳米二氧化硅气凝胶构成三元复合泡孔调控体系，其中，ebs在低于聚苯乙烯熔融加工温度的条件下熔融并负载于有机改性蒙脱土表面，再与载体聚苯乙烯树脂形成低温预分散颗粒，从而改善有机改性蒙脱土在主体聚苯乙烯熔体中的分散均匀性；疏水型纳米二氧化硅气凝胶在形成连续聚苯乙烯熔体后从下游加入，缩短其高温受剪切时间。发泡过程中，有机改性蒙脱土片层、锌羧酸盐配位微区及疏水型纳米二氧化硅气凝胶共同提供异相成核界面，ebs抑制无机成核组分团聚，使所得聚苯乙烯芯材形成尺寸较小、分布较均匀且闭孔完整性较高的泡孔结构。所述泡孔结构能够减少气体对流传热和贯通水分迁移通道；疏水型纳米二氧化硅气凝胶的低导热纳米多孔结构进一步降低热量传递，有机改性蒙脱土片层则延长水蒸气在泡孔壁中的扩散路径。由此，配合双面界面连接层、耐碱网格布层和聚合矿物层形成的连续防护结构，使所得聚合石英板同时具有较低的导热系数、水蒸气透过率和体积吸水率，并保持良好的力学性能及层间结合稳定性。利用十四烷基三丁基氯化膦使钠基蒙脱土部分na+被长链季鏻阳离子交换，在提高蒙脱土层间有机性及其与聚苯乙烯相容性的同时，避免季鏻阳离子对蒙脱土层间及表面活性区域过度占据，并保留部分可供后续锌离子吸附、交换和配位锚定的极性位点；由此使季鏻盐有机化、锌羧酸盐负载及kh570表面处理形成相互补充的梯度界面结构。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述低温预分散颗粒、主体聚苯乙烯树脂、相容剂、抗氧稳定剂、疏水型纳米二氧化硅气凝胶、二氧化碳和乙醇的质量比为6-9.25：91.4-94.15：0.2-0.6：0.1-0.2：0.5-1.5：1.5-2.6：0.3-0.7。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述ebs、有机改性蒙脱土和载体聚苯乙烯树脂的质量比为0.05-0.15：0.1-0.5：5.85-8.6。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述有机改性蒙脱土的制备方法具体为：

8、a1、取钠基蒙脱土分散于去离子水中，得到蒙脱土悬浮液，加入十四烷基三丁基氯化膦水溶液，加热搅拌，过滤，收集固相洗涤，得到p-mmt；

9、a2、取所述p-mmt分散于由8-9l无水乙醇和1-2l去离子水组成的混合液中，加入乙酸锌水溶液，冷凝回流加热搅拌状态下同步滴加己二酸水溶液和水杨酸乙醇溶液，升温冷凝回流搅拌，过滤，收集固相洗涤，得到羧酸锌负载p-mmt，经kh570表面处理，即得所述有机改性蒙脱土。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述钠基蒙脱土、十四烷基三丁基氯化膦、乙酸锌、己二酸、水杨酸和kh570的质量比为0.8-1.2：0.244-0.444：0.011-0.023：0.008-0.015：0.003-0.008：0.05-0.1。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述聚合矿物浆料的制备方法为：取重质碳酸钙、石英砂、火山灰和p.o42.5水泥混合，然后依次加入聚羧酸减水剂、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、硅灰石、消泡剂、甲酸钙、黑色颜料、熟石灰和羧甲基纤维素醚，继续搅拌，加入拌合水，继续搅拌，即得。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述重质碳酸钙、石英砂、火山灰、p.o42.5水泥、聚羧酸减水剂、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物、硅灰石、消泡剂、甲酸钙、黑色颜料、熟石灰、羧甲基纤维素醚和拌合水的质量比为32-45：30-40：8-15：10-20：0.15-0.5：0.5-2：0.5-2：0.1-0.4：0.2-1：0.5-2：1-5：0.1-0.35：15-28。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述界面处理剂的制备方法为：将20-35质量份去离子水投入分散釜中，在搅拌条件下依次加入0.2-0.6质量份聚丙烯酸钠分散剂、0.1-0.4质量份润湿剂、0.1-0.4质量份增稠剂、0.1-0.4质量份消泡剂、25-35质量份石英砂、35-45质量份苯丙乳液、0.35-1.35质量份成膜助剂、0.05-0.15质量份防腐剂和0.05-0.2质量份稳定剂，即得。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述相容剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物；所述抗氧稳定剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂1330中的至少一种，所述辅助抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626和亚磷酸酯p-epq中的至少一种，所述主抗氧剂与辅助抗氧剂的质量比为1：0.1-0.3。

15、本发明的另一目的在于提供一种聚合石英板，利用上述的一种聚合石英板的制备方法制备得到；沿所述聚合石英板的厚度方向依次包括第一聚合矿物层、第一耐碱网格布层、第一界面连接层、聚苯乙烯芯材层、第二界面连接层、第二耐碱网格布层和第二聚合矿物层。

16、本发明的有益效果：

17、（1）本发明所公开的聚合石英板通过将ebs熔融负载于有机改性蒙脱土表面并与载体聚苯乙烯树脂形成低温预分散颗粒，同时在聚苯乙烯熔融后加入疏水型纳米二氧化硅气凝胶，使改性蒙脱土、ebs和气凝胶形成三元复合泡孔调控体系，能够减少无机组分团聚、增加有效异相成核位点，促使聚苯乙烯芯材形成泡孔尺寸较小、分布均匀且闭孔完整性良好的泡孔结构。

18、（2）本发明所公开的聚合石英板通过利用均匀闭孔结构限制泡孔内气体流动并减少局部热桥，同时利用疏水型纳米二氧化硅气凝胶的低导热纳米多孔结构抑制气相传热，使聚苯乙烯芯材保持较低的导热水平，从而提高聚合石英板的保温隔热性能。

19、（3）本发明所公开的聚合石英板通过有机改性蒙脱土片层延长水蒸气的扩散路径，并利用ebs、十四烷基三丁基膦阳离子、kh570和疏水型纳米二氧化硅气凝胶降低芯材内部界面的亲水性；配合双面界面连接层、耐碱网格布层和聚合矿物层形成连续、稳定的防护结构，能够降低聚合石英板的水蒸气透过率和体积吸水率，同时提高板材的层间结合强度、抗裂性能及长期防潮稳定性。