改性石墨烯EPS颗粒、砂浆的制备方法及改性石墨烯EPS砂浆技术

本发明专利技术公开了一种改性石墨烯EPS颗粒的制备方法，(1)用质量占比为5％的硼氢化钠与质量占比为10％的片层石墨烯混合，再与质量占比为30％的烷基苯磺酸混合后冰浴，冰浴时间为2小时，温度为

【技术实现步骤摘要】
改性石墨烯EPS颗粒、砂浆的制备方法及改性石墨烯EPS砂浆


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，特别是涉及一种改性石墨烯EPS颗粒、砂浆的制备方法及改性石墨烯EPS砂浆。

技术介绍

[0002]随着我国提出的可持续发展的目标的实施，建筑行业是一个耗能最大的行业之一，因此，建筑节能是建设资源节约型,环境友好型社会的必由之路。由于具备成本低廉,施工简单,保温性能好等优点,建筑保温砂浆成为了近些年应用广泛的一种外墙保温材料。保温砂浆一般是指由胶凝材料、轻骨料以及其他化学外加剂等复合组成的能对建筑物墙体起到保温作用的砂浆。按轻质骨料种类的不同，保温砂浆可以分为聚苯乙烯(EPS)泡沫颗粒保温砂浆、陶粒保温砂浆和玻化微珠保温砂浆等。
[0003]EPS泡沫颗粒具有耐化学腐蚀性优良、不吸水、韧性大、抗裂性好、保温隔热性优良的特点。利用其开发出的EPS颗粒保温砂浆具有保温隔热性、施工性好，可减少施工成活次数，提高施工效率等优点。但EPS颗粒是柔性材料，变形率极大，并不能起到“骨架”的作用，EPS保温砂浆的强度主要来自于无机胶凝材料。无机胶凝材料表面为亲水性，EPS颗粒表面为憎水性，它们之间的相容性和界面亲和性将存在问题，掺入同时具有保水作用的有机外加剂纤维素醚等可有效解决这一问题。此外，可再分散乳胶粉被称为有机胶凝材料，因为它能显著提高保温砂浆的黏结力。这些原材料互相作用，共同构成了一个完整的EPS保温砂浆体系。同时EPS颗粒相对较大，其配制成的保温砂浆施工时，和易性要求高，其组成材料要求也高，且相对于无机轻骨料而言，其抗燃烧性较差。
[0004]EPS中含苯环，且分子结构不对称，使得EPS泡沫塑料整体呈一定的刚性和脆性，因此现有的EPS回弹性较差、抗冲击性能一般，在一定程度上限制了EPS在一些特定需抗冲击性情况的使用。石墨烯是一种碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的炭质新材料，是目前世界上已知强度最高的材料，具有极好的结晶性，但结构完整的石墨烯片层表面呈惰性，片层间容易因较强的范德华力而发生团聚，因此难以均匀分散于水及常用的有机溶剂。为了能充分利用石墨烯的优异性能，改善其可成型加工性，需要对石墨烯进行表面改性，改善其溶解性以及在基体中的分散性。通过石墨烯来提高EPS这种传统材料的强度、保温和阻燃性能等指标。从而得到强度高，性能好的改性石墨烯EPS保温砂浆。
[0005]中国专利CN202010910128.7公开石墨烯发性聚苯乙烯(GM
‑
EPS)制备方法，用苯类改性剂对石墨烯进行改性是通过非共价键连接方法直接对石墨烯表面进行功能化，氢键等超分子作用使石墨烯表面得到修饰，从而提高石墨烯的分散性。但会引入其它组分，比如：离子液体、表面活性剂等，效果不够稳定，使得拉拔强度、防收缩开裂性能和导热系数都较低。
[0006]因此本专利在此基础上进行改进，致力于开发一种改性石墨烯EPS颗粒、砂浆的制备方法及改性石墨烯EPS砂浆。

技术实现思路

[0007]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术公开了一种改性石墨烯EPS保温砂浆及其制备方法，所要解决的技术问题是现有的EPS保温砂浆导热系数较高，保温隔热效果不够，抗压抗折强度、防收缩开裂性能较低等。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种改性石墨烯EPS颗粒的制备方法，包括如下的步骤：
[0009](1)用质量占比为5％的硼氢化钠与质量占比为10％的片层石墨烯混合，再与质量占比为30％的烷基苯磺酸混合后冰浴，冰浴时间为2小时，温度为
‑
10℃；
[0010](2)与质量占比为40％的联氨混合，并在100℃条件下加热；
[0011](3)与苯乙烯单体混合，并采用悬浮聚合方法聚合成聚苯乙烯粒子；
[0012](4)与质量占比为15％的正戊烷在100℃常压下进行聚合发泡，得到石墨烯改性聚苯乙烯发泡粒子；
[0013](5)将石墨烯改性聚苯乙烯发泡粒子加温加压发泡制备成颗粒。
[0014]本专利技术还提供了一种改性石墨烯EPS砂浆，包括以上所述的改性石墨烯EPS颗粒，按重量份数计，所述改性石墨烯EPS砂浆包括以下组分：改性石墨烯EPS颗粒20
‑
30份、水泥200
‑
250份、粉煤灰25
‑
50份、保水组分1
‑
1.5份、胶粉0
‑
5份、玻化微珠2
‑
5份、纤维组分0
‑
0.5份和水120
‑
150份。
[0015]优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，强度等级至少为425。
[0016]优选的，所述粉煤灰为F类或C类粉煤灰，活性为Ⅱ级以上。
[0017]优选的，所述玻化微珠的玻化率大于95％，成球率大于80％，导热系数小于0.035W/m
·
K。
[0018]优选的，所述改性石墨烯EPS颗粒的密度为15
‑
25kg/m3。
[0019]优选的，所述保水组分为羟丙基甲基纤维素醚，其粘度为60000mpa.S。
[0020]优选的，所述胶粉为醋酸乙烯酯—乙烯共聚物,其固含量为80％，灰分为23％，表观密度为450g/L。
[0021]优选的，所述纤维组分为聚丙烯纤维，其直径为10mm，杨氏模量为3790MPa，延伸率为18％，长度为4
‑
8mm。
[0022]本专利技术还提供了一种制备以上改性石墨烯EPS砂浆的方法，包括以下制备步骤：
[0023](1)将水泥、粉煤灰、玻化微珠、保水组分、纤维组分、改性石墨烯EPS颗粒和胶粉加入混料机，在混料机中以120
‑
200r/min的转速干混3min；
[0024](2)在干混后的1min之内加入水，再以120
‑
200r/min的转速湿拌2min；
[0025](3)在湿拌后停止30
‑
60s，在不低于200r/min的转速下继续湿拌2min以上。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]1、玻化微珠是一种表面硬壳球体蜂窝状的颗粒，具有优异的保温绝热、防火性能，且玻化微珠质轻且粒径较小，取代水泥砂浆填充在聚苯乙烯颗粒周围，在砂浆形成大量的密闭空隙，孔隙率较大，有效降低砂浆的密度和导热系数，但其粘接和抗拉强度较差，通过加入一定量的胶粉和聚丙纤维来提升保温砂浆的拉拔强度和防收缩开裂性能。
[0028]2、长链烷基苯磺酸中磺酸基团为一个强水溶性的强酸性基团，磺酸是水溶性的强酸性化合物其对氧化石墨特性官能团进行有针对性的表面改性和利用插层活性剂撑开氧
化石墨层间距都有利于有机溶剂中氧化石墨膨胀剥离成氧化石墨烯，形成纳米级分散体系。再在联氨溶液中还原此分散体系，可得到石墨烯。此过程制备出最终产品为表面经过功能化改性的石墨烯，进而实现石墨烯分散的稳定性。
[0029]3、石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯EPS颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下的步骤：(1)用质量占比为5％的硼氢化钠与质量占比为10％的片层石墨烯混合，再与质量占比为30％的烷基苯磺酸混合后冰浴，冰浴时间为2小时，温度为
‑
10℃；(2)与质量占比为40％的联氨混合，并在100℃条件下加热；(3)与苯乙烯单体混合，并采用悬浮聚合方法聚合成聚苯乙烯粒子；(4)与质量占比为15％的正戊烷在100℃常压下进行聚合发泡，得到石墨烯改性聚苯乙烯发泡粒子；(5)将石墨烯改性聚苯乙烯发泡粒子加温加压发泡制备成颗粒。2.一种改性石墨烯EPS砂浆，包括如权利要求1所述的改性石墨烯EPS颗粒，其特征在于：按重量份数计，所述改性石墨烯EPS砂浆包括以下组分：改性石墨烯EPS颗粒20
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30份、水泥200
‑
250份、粉煤灰25
‑
50份、保水组分1
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1.5份、胶粉0
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5份、玻化微珠2
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5份、纤维组分0
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0.5份和水120
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150份。3.如权利要求2所述的改性石墨烯EPS砂浆，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥，强度等级至少为425。4.如权利要求2所述的改性石墨烯EPS砂浆，其特征在于：所述粉煤灰为F类或C类粉煤灰，活性为Ⅱ级以上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：席菲菲，李昌州，肖大海，
申请(专利权)人：重庆中科建筑科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：