高性能芯材、制备方法及其在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用与流程

高性能芯材、制备方法及其在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用
【技术领域】
1.本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种高性能芯材、制备方法及其在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，墙板单纯的隔音、防震都已经不能满足人们的生活需求。目前的墙体保温主要是外粘工艺，其施工复杂，成本高，安全系数小，耐久性差，现有的楼房外墙多采用加气混凝土砌块，水泥空心砌块，炉矿渣空心砌块及水泥，石膏空心条板等，同样存在保温效果差，强度低的不足。
3.轻质隔墙工程的使用功能要求，系指隔声、保温、防火、防水、抗震及墙面平整、无开裂等要求。耐久性要求是指板材化学成分的稳定性，应保证条板后期的物理力学性能不下降，不产生翘曲、裂缝现象。轻质隔墙材料在满足工程设计要求及建筑使用功能、耐久性要求的同时，还应符合现行的有关产品标准及标准规定。然而现有技术制得的轻质隔墙板存在着抗压强度较低，无法满足更高使用要求。


技术实现要素：

4.本发明提供一种高性能芯材、制备方法及其在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用，以解决现有技术制得的轻质隔墙板存在着抗压强度较低，无法满足更高使用要求等问题。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
6.一种高性能芯材，按重量份数计，包括以下原料：水泥92-135份、粉煤灰10-14份、聚苯乙烯颗粒40-53份、砂2-5份、间苯二酚8-12份、马来酸酐6-10份、沸石粉9-12份、乙烯磷酸酯4-8份、发泡剂0.6-1份、稳泡剂0.3-0.6份、双氧水15-18份、过氧化叔戊酸叔丁基酯3.5-5.4份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)0.8-1.3份、乙酰丙酮1.2-1.8份、1,2-环己二胺4.6-7.2份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.6-2份、辛烯基琥珀酸淀粉酯7.5-8.6份、水500-700份。
7.优选地，所述的高性能芯材，按重量份数计，包括以下原料：水泥116份、粉煤灰12份、聚苯乙烯颗粒48份、砂4份、间苯二酚10份、马来酸酐9份、沸石粉11份、乙烯磷酸酯7份、发泡剂0.8份、稳泡剂0.5份、双氧水17份、过氧化叔戊酸叔丁基酯5.3份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)1.2份、乙酰丙酮1.6份、1,2-环己二胺6.2份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.8份、辛烯基琥珀酸淀粉酯8.2份、水600份。
8.优选地，所述水泥为硅酸盐水泥。
9.优选地，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺。
10.优选地，所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺。
11.优选地，所述双氧水的质量浓度为28％-32％。
12.本发明还提供一种高性能芯材的制备方法，包括以下步骤：
13.(1)将重量份的水泥、粉煤灰、水在转速为300-500r/min下搅拌12-18min，制得浆料；
14.(2)将重量份的聚苯乙烯颗粒、砂、间苯二酚、马来酸酐、沸石粉、乙烯磷酸酯、发泡剂、稳泡剂、双氧水在温度为62-67℃，转速为300-400r/min下搅拌1-1.3h，制得泡沫液；
15.(3)将步骤(1)制得的浆料、步骤(2)制得的泡沫液和过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后在温度为67-72℃，转速为300-400r/min下搅拌1.7-2.4h，制得高性能芯材。
16.本发明还提供一种高性能芯材在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用，所述的聚苯颗粒轻质隔墙板，包括上板层和下板层，所述上板层和所述下板层之间设有填充层，该填充层填充有高性能芯材。
17.优选地，所述的聚苯颗粒轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
18.s1：制备上板层和下板层，然后对上表面层和下表面层进行清理，接着把上板层和下板层放到模具上固定，使上板层与下板层的之间形成一个空腔；
19.s2：将芯材置入搅拌机中进行搅拌，得到混合浆料；
20.s3：将混合浆料填充至空腔内，然后养护，制得聚苯颗粒轻质隔墙板。
21.优选地，步骤s3中在18-35℃以上养护15-24h，制得聚苯颗粒轻质隔墙板。
22.本发明具有以下有益效果：
23.(1)本发明的1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷在过氧化叔戊酸叔丁基酯引发作用，以及三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)的交联作用、乙酰丙酮的促进作用下，形成胶体物，而形成的胶体物又与辛烯基琥珀酸淀粉酯发生粘合，从而协同提高了聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度。
24.(2)利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度在5.2mpa以上，说明了利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板抗压强度好，优于国家《建筑用轻质隔墙条板》(gb/23451-2009)标准要求轻质隔墙板抗压强度≥3.5mpa的技术指标。本发明的隔墙板具有轻质、薄体、强度高、抗冲击、吊挂力强、隔热、隔音、防火、防水、易切割开槽等优异性能，可以满足推广应用需求。
25.(3)本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度比现有技术制得的轻质隔墙板的抗压强度至少提高18.2％，说明了利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板的性能显著优于现有技术(对比例8)制得的轻质隔墙板的性能，说明了相对于现有技术，本发明技术具有显著进步。
【具体实施方式】
26.为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
27.在实施例中，所述的高性能芯材按重量份数计，包括以下原料：水泥92-135份、粉煤灰10-14份、聚苯乙烯颗粒40-53份、砂2-5份、间苯二酚8-12份、马来酸酐6-10份、沸石粉9-12份、乙烯磷酸酯4-8份、发泡剂0.6-1份、稳泡剂0.3-0.6份、双氧水15-18份、过氧化叔戊
酸叔丁基酯3.5-5.4份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)0.8-1.3份、乙酰丙酮1.2-1.8份、1,2-环己二胺4.6-7.2份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.6-2份、辛烯基琥珀酸淀粉酯7.5-8.6份、水500-700份；
28.所述水泥为硅酸盐水泥；
29.所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
30.所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺；
31.所述双氧水的质量浓度为28％-32％；
32.所述高性能芯材的制备方法，包括以下步骤：
33.(1)将重量份的水泥、粉煤灰、水在转速为300-500r/min下搅拌12-18min，制得浆料；
34.(2)将重量份的聚苯乙烯颗粒、砂、间苯二酚、马来酸酐、沸石粉、乙烯磷酸酯、发泡剂、稳泡剂、双氧水在温度为62-67℃，转速为300-400r/min下搅拌1-1.3h，制得泡沫液；
35.(3)将步骤(1)制得的浆料、步骤(2)制得的泡沫液和过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后在温度为67-72℃，转速为300-400r/min下搅拌1.7-2.4h，制得高性能芯材。
36.下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
37.实施例1
38.一种高性能芯材按重量份数计，包括以下原料：水泥95份、粉煤灰10份、聚苯乙烯颗粒42份、砂2-5份、间苯二酚8份、马来酸酐6份、沸石粉9份、乙烯磷酸酯4份、发泡剂0.7份、稳泡剂0.3份、双氧水16份、过氧化叔戊酸叔丁基酯3.8份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)0.9份、乙酰丙酮1.3份、1,2-环己二胺5份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.7份、辛烯基琥珀酸淀粉酯7.8份、水520份；
39.所述水泥为硅酸盐水泥；
40.所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
41.所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺；
42.所述双氧水的质量浓度为29％；
43.所述高性能芯材的制备方法，包括以下步骤：
44.(1)将重量份的水泥、粉煤灰、水在转速为300r/min下搅拌18min，制得浆料；
45.(2)将重量份的聚苯乙烯颗粒、砂、间苯二酚、马来酸酐、沸石粉、乙烯磷酸酯、发泡剂、稳泡剂、双氧水在温度为62℃，转速为300r/min下搅拌1.3h，制得泡沫液；
46.(3)将步骤(1)制得的浆料、步骤(2)制得的泡沫液和过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后在温度为67℃，转速为300r/min下搅拌2.4h，制得高性能芯材。
47.实施例2
48.一种高性能芯材按重量份数计，包括以下原料：水泥116份、粉煤灰12份、聚苯乙烯颗粒48份、砂4份、间苯二酚10份、马来酸酐9份、沸石粉11份、乙烯磷酸酯7份、发泡剂0.8份、稳泡剂0.5份、双氧水17份、过氧化叔戊酸叔丁基酯5.3份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)1.2份、乙酰丙酮1.6份、1,2-环己二胺6.2份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.8份、辛烯
基琥珀酸淀粉酯8.2份、水600份；
49.所述水泥为硅酸盐水泥；
50.所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
51.所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺；
52.所述双氧水的质量浓度为31％；
53.所述高性能芯材的制备方法，包括以下步骤：
54.(1)将重量份的水泥、粉煤灰、水在转速为400r/min下搅拌15min，制得浆料；
55.(2)将重量份的聚苯乙烯颗粒、砂、间苯二酚、马来酸酐、沸石粉、乙烯磷酸酯、发泡剂、稳泡剂、双氧水在温度为66℃，转速为400r/min下搅拌1.2h，制得泡沫液；
56.(3)将步骤(1)制得的浆料、步骤(2)制得的泡沫液和过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后在温度为70℃，转速为400r/min下搅拌2h，制得高性能芯材。
57.实施例3
58.一种高性能芯材按重量份数计，包括以下原料：水泥132份、粉煤灰13份、聚苯乙烯颗粒50份、砂4份、间苯二酚11份、马来酸酐9份、沸石粉11份、乙烯磷酸酯7份、发泡剂0.9份、稳泡剂0.5份、双氧水18份、过氧化叔戊酸叔丁基酯5.2份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)1.2份、乙酰丙酮1.7份、1,2-环己二胺7份、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷1.9份、辛烯基琥珀酸淀粉酯8.4份、水680份；
59.所述水泥为硅酸盐水泥；
60.所述发泡剂为偶氮二甲酰胺；
61.所述稳泡剂为十二烷基二甲基氧化胺；
62.所述双氧水的质量浓度为32％；
63.所述高性能芯材的制备方法，包括以下步骤：
64.(1)将重量份的水泥、粉煤灰、水在转速为500r/min下搅拌12min，制得浆料；
65.(2)将重量份的聚苯乙烯颗粒、砂、间苯二酚、马来酸酐、沸石粉、乙烯磷酸酯、发泡剂、稳泡剂、双氧水在温度为66℃，转速为300r/min下搅拌1.1h，制得泡沫液；
66.(3)将步骤(1)制得的浆料、步骤(2)制得的泡沫液和过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯混合后在温度为71℃，转速为300r/min下搅拌1.9h，制得高性能芯材。
67.对比例1
68.与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中缺少过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯。
69.对比例2
70.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加过氧化叔戊酸叔丁基酯。
71.对比例3
72.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)。
73.对比例4
74.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加乙酰丙酮。
75.对比例5
76.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加1,2-环己二胺。
77.对比例6
78.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷。
79.对比例7
80.与对比例1的制备方法基本相同，唯有不同的是制备芯材的原料中增加辛烯基琥珀酸淀粉酯。
81.对比例8
82.采用中国申请专利文献“一种轻质复合保温墙板及其制备方法(公开号：cn109678410a)”中实施例1的方法进行制备轻质隔墙板。
83.芯材在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中的应用：
84.聚苯颗粒轻质隔墙板，包括上板层和下板层，所述上板层和所述下板层之间设有填充层，该填充层填充有实施例1-3和对比例1-7制得的芯材，聚苯颗粒轻质隔墙板的制备方法，包括以下步骤：
85.s1：制备上板层和下板层，然后对上表面层和下表面层进行清理，接着把上板层和下板层放到模具上固定，使上板层与下板层的之间形成一个空腔；
86.s2：将芯材置入搅拌机中，以转速为800r/min，进行搅拌5min，得到混合浆料；
87.s3：将混合浆料填充至空腔内，然后在20-25℃以上养护18h，制得聚苯颗粒轻质隔墙板。
88.(一)聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度检测
89.对利用实施例1-3和对比例1-7制得的芯材制成聚苯颗粒轻质隔墙板、对比例8制得的轻质隔墙板，采用国家《建筑用轻质隔墙条板》(gb/23451-2009)标准检测轻质隔墙板的抗压强度，结果如下表所示：
90.[0091][0092]
由上表可知：(1)由实施例1-3的抗压强度数据可见，利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度为5.2-5.7mpa，说明了利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板抗压强度好，优于国家《建筑用轻质隔墙条板》(gb/23451-2009)标准要求轻质隔墙板抗压强度≥3.5mpa的技术指标。
[0093]
(2)由实施例2和对比例1的抗压强度，可以计算得出过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起使用时产生的抗压强度的效果值＝5.7-3.2＝2.5(mpa)；由对比例2和对比例1的抗压强度，可以计算得出过氧化叔戊酸叔丁基酯单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.3-3.2＝0.1(mpa)；由对比例3和对比例1的抗压强度，可以计算得出三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.5-3.2＝0.3(mpa)；由对比例4和对比例1的抗压强度，可以计算得出乙酰丙酮单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.4-3.2＝0.2(mpa)；由对比例5和对比例1的抗压强度，可以计算得出1,2-环己二胺单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.9-3.2＝0.7(mpa)；由对比例6和对比例1的抗压强度，可以计算得出2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.7-3.2＝0.5(mpa)；由对比例7和对比例1的抗压强度，可以计算得出辛烯基琥珀酸淀粉酯单独使用时产生的抗压强度的效果值＝3.6-3.2＝0.4(mpa)；结合以上数据可以计算得出过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯分别单独使用时叠加产生的抗压强度的效果值＝0.1 0.3 0.2 0.7 0.5 0.4＝2.2(mpa)。
[0094]
协同作用的判断：
[0095]
1)假如过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起使用时产生的抗压强度的效果值比过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯分别单独使用时叠加产生的抗压强度的效果值提高的百分数m值＜0％，则说明过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯
基琥珀酸淀粉酯一起添加在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中起到了负作用。
[0096]
2)假如过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起使用时产生的抗压强度的效果值比过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯分别单独使用时叠加产生的抗压强度的效果值提高的百分数m值为：0％≤m值＜10％，则说明提高的百分数m值过小，还是认为过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起添加在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中起到了简单叠加作用，不产生协同作用。
[0097]
3)假如过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起使用时产生的抗压强度的效果值比过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯分别单独使用时叠加产生的抗压强度的效果值提高的百分数m值＞10％，则说明过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起添加在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中起到了协同作用。
[0098]
综上前面计算可以得出过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起使用时产生的抗压强度的效果值比过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯分别单独使用时叠加产生的抗压强度的效果值提高的百分数m值＝(2.5-2.2)
÷
2.2
×
100％＝13.6％＞10％，依据上述判断，说明了过氧化叔戊酸叔丁基酯、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乙酰丙酮、1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、辛烯基琥珀酸淀粉酯一起添加在制备聚苯颗粒轻质隔墙板中起到了协同作用。这可能是因为：1,2-环己二胺、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷在过氧化叔戊酸叔丁基酯引发作用，以及三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)的交联作用、乙酰丙酮的促进作用下，形成胶体物，而形成的胶体物又与辛烯基琥珀酸淀粉酯发生粘合，从而协同提高了聚苯颗粒轻质隔墙板的抗压强度。
[0099]
(3)由实施例1-3和对比例8的抗压强度比较可见，抗压强度至少提高了18.2％，说明了利用本发明的芯材制成的聚苯颗粒轻质隔墙板的性能显著优于现有技术(对比例8)制得的轻质隔墙板的性能，说明了相对于现有技术，本发明技术具有显著进步。
[0100]
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。