本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

外墻外保溫系統(tǒng)由保溫層、保護(hù)層和固定材料(膠粘劑、錨固件等)構(gòu)成并且適用于安裝在外墻表面的非承重保溫構(gòu)造總稱(chēng)。外墻外保溫可以減輕冷橋的影響，同時(shí)保護(hù)主體墻材不受多大的溫度變性應(yīng)力，在建筑節(jié)能方面做出了巨大的貢獻(xiàn)，是目前我國(guó)建筑墻體節(jié)能中應(yīng)用最為廣泛的節(jié)能技術(shù)措施，也是目前國(guó)家大力倡導(dǎo)的保溫做法。

目前，應(yīng)用于我國(guó)的外墻外保溫系統(tǒng)主要有以下幾種形式：膨脹聚苯乙烯板(EPS)薄抹灰墻外保溫系統(tǒng)、大模內(nèi)置(有網(wǎng)、無(wú)網(wǎng))外墻外保溫系統(tǒng)、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)、聚氨酯(噴涂、板材)外墻外保溫系統(tǒng)、擠塑板(XPS)外墻外保溫系統(tǒng)等。其中EPS板以?xún)r(jià)格低廉、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)保溫市場(chǎng)的很大份額。

PS泡沫塑料屬易燃材料，其極限氧指數(shù)僅為10％，遇火后分解產(chǎn)生苯乙烯單體、苯乙烯二聚體及碳?xì)浠衔?如苯、低烷基苯和少量含氧芳香化合物等)，具有較好的熱值。PS泡沫塑料燃燒時(shí)易產(chǎn)生帶明火的熔融滴落，能夠引燃其他易燃物，即便移走火源仍能持續(xù)燃燒，因此在堆放及建筑施工過(guò)程中易發(fā)生火災(zāi)。

由于近年來(lái)多起建筑保溫火災(zāi)事件的發(fā)生，引起了各界對(duì)保溫防火的思考，保溫材料的防火性能引起了業(yè)內(nèi)各界的高度重視。隨著國(guó)家對(duì)外墻保溫系統(tǒng)阻燃性的要求越來(lái)越高，市面上也隨之出現(xiàn)了“B1級(jí)EPS板”。但是這種EPS板僅僅是將阻燃劑和聚苯顆粒相熔融后再制成顆粒發(fā)泡模塑成型，極大降低了EPS板的強(qiáng)度和吸水率等性能，同時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)0.040w/m.k，不利于EPS板的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料，該保溫材料具有較高的阻燃性能，較低的導(dǎo)熱系數(shù)，且具有較高的抗折強(qiáng)度。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料，按照重量份數(shù)計(jì)算，包括以下組分：聚苯乙烯60～80份、納米二氧化鈦2～6份、納米氫氧化鋁2～4份、交聯(lián)劑10～14份、PPF纖維20～30份、礦渣15～22份、環(huán)氧樹(shù)脂10～14份、發(fā)泡劑8～16份與水45～60份；所述PPF纖維是短細(xì)、分散性?xún)?yōu)異的有機(jī)纖維。

進(jìn)一步，所述聚苯乙烯與納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁在140℃～160℃攪拌混合均勻反應(yīng)10～30min，得到改性聚苯乙烯。

進(jìn)一步，所述發(fā)泡劑為四氟乙烷、環(huán)戊烷和二氧化碳的混合物或者蛋白類(lèi)發(fā)泡劑。利用四氟乙烷(導(dǎo)熱系數(shù)為0.0145W/(m·K))與環(huán)戊烷(導(dǎo)熱系數(shù)為0.012W/(m·K))低導(dǎo)熱系數(shù)特性，降低聚苯乙烯發(fā)泡制品氣孔內(nèi)殘留氣體的平均導(dǎo)熱系數(shù)，降低聚苯乙烯保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料的制備方法，包括以下步驟：

1)首先按配方比例稱(chēng)取所需的聚苯乙烯、納米二氧化鈦、納米氫氧化鋁、交聯(lián)劑、PPF纖維、礦渣、環(huán)氧樹(shù)脂、發(fā)泡劑與水備用；將聚苯乙烯與納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁在140℃～160℃攪拌混合均勻反應(yīng)10～30min，得到改性聚苯乙烯；

2)將改性聚苯乙烯、PPF纖維、礦渣與水混合攪拌均勻得到混合物A，然后將混合物A與發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中發(fā)泡并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂與交聯(lián)劑進(jìn)行攪拌均勻，得到混合物B；

3)將混合物B注入模具中，通過(guò)限位擠壓，在持續(xù)壓力下養(yǎng)護(hù)8～12h即可。

進(jìn)一步，所述發(fā)泡劑為四氟乙烷、環(huán)戊烷和二氧化碳的混合物或者蛋白類(lèi)發(fā)泡劑。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保型保溫材料通過(guò)納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁對(duì)聚苯乙烯先熱處理得到改性聚苯乙烯。通納米粒子的作用，一方面提高了節(jié)能環(huán)保型保溫材料抗拉強(qiáng)度，另一方面提高了該材料的阻燃性能(無(wú)需額外添加其他阻燃劑)。交聯(lián)劑，一種能在線型分子間起架橋作用，從而使多個(gè)線型分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。促進(jìn)或調(diào)節(jié)聚合物分子鏈間共價(jià)鍵或離子鍵形成的物質(zhì)。環(huán)氧樹(shù)脂是分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物，除個(gè)別外，它們的相對(duì)分子質(zhì)量都不高。環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)是以分子鏈中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)為其特征，環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類(lèi)型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而形成不溶的具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。凡分子結(jié)構(gòu)中含有環(huán)氧基團(tuán)的高分子化合物統(tǒng)稱(chēng)為環(huán)氧樹(shù)脂。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有良好的物理、化學(xué)性能，它對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的粘接強(qiáng)度，介電性能良好，變定收縮率小，制品尺寸穩(wěn)定性好，硬度高，柔韌性較好，對(duì)堿及大部分溶劑穩(wěn)定。

本發(fā)明提供的節(jié)能環(huán)保型保溫材料達(dá)到B1級(jí)防火等級(jí)與A級(jí)防火等級(jí)之間，導(dǎo)熱系數(shù)0.016～0.021w/m.k?？拐蹚?qiáng)度達(dá)到8.9～10.8MPa。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料，按照重量份數(shù)計(jì)算，包括以下組分：聚苯乙烯70份、納米二氧化鈦4份、納米氫氧化鋁3份、交聯(lián)劑12份、PPF纖維25份、礦渣18份、環(huán)氧樹(shù)脂12份、蛋白類(lèi)發(fā)泡劑12份與水55份；PPF纖維是短細(xì)、分散性?xún)?yōu)異的有機(jī)纖維。

制備方法，包括以下步驟：

1)首先按配方比例稱(chēng)取所需的聚苯乙烯、納米二氧化鈦、納米氫氧化鋁、交聯(lián)劑、PPF纖維、礦渣、環(huán)氧樹(shù)脂、蛋白類(lèi)發(fā)泡劑與水備用；將聚苯乙烯與納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁在150℃攪拌混合均勻反應(yīng)20min，得到改性聚苯乙烯；

2)將改性聚苯乙烯、PPF纖維、礦渣與水混合攪拌均勻得到混合物A，然后將混合物A與蛋白類(lèi)發(fā)泡劑加入發(fā)泡機(jī)中發(fā)泡并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂與交聯(lián)劑進(jìn)行攪拌均勻，得到混合物B；

3)將混合物B注入模具中，通過(guò)限位擠壓，在持續(xù)壓力下養(yǎng)護(hù)10h即可。

經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)0.016w/m.k。

實(shí)施例2

一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料，按照重量份數(shù)計(jì)算，包括以下組分：聚苯乙烯60份、納米二氧化鈦2份、納米氫氧化鋁2份、交聯(lián)劑10份、PPF纖維30份、礦渣22份、環(huán)氧樹(shù)脂10份、環(huán)戊烷8份與水45份；PPF纖維是短細(xì)、分散性?xún)?yōu)異的有機(jī)纖維。

制備方法，包括以下步驟：

1)首先按配方比例稱(chēng)取所需的聚苯乙烯、納米二氧化鈦、納米氫氧化鋁、交聯(lián)劑、PPF纖維、礦渣、環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)戊烷與水備用；將聚苯乙烯與納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁在140℃攪拌混合均勻反應(yīng)30min，得到改性聚苯乙烯；

2)將改性聚苯乙烯、PPF纖維、礦渣與水混合攪拌均勻得到混合物A，然后將混合物A與環(huán)戊烷加入發(fā)泡機(jī)中發(fā)泡并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂與交聯(lián)劑進(jìn)行攪拌均勻，得到混合物B；

3)將混合物B注入模具中，通過(guò)限位擠壓，在持續(xù)壓力下養(yǎng)護(hù)12h即可。

經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)0.021w/m.k。

實(shí)施例3

一種節(jié)能環(huán)保型保溫材料，按照重量份數(shù)計(jì)算，包括以下組分：聚苯乙烯80份、納米二氧化鈦6份、納米氫氧化鋁4份、交聯(lián)劑14份、PPF纖維20份、礦渣15份、環(huán)氧樹(shù)脂14份、四氟乙烷4份、環(huán)戊烷8份、二氧化碳4份與水60份；PPF纖維是短細(xì)、分散性?xún)?yōu)異的有機(jī)纖維。

制備方法，包括以下步驟：

1)首先按配方比例稱(chēng)取所需的聚苯乙烯、納米二氧化鈦、納米氫氧化鋁、交聯(lián)劑、PPF纖維、礦渣、環(huán)氧樹(shù)脂、四氟乙烷、環(huán)戊烷和二氧化碳的混合物與水備用；將聚苯乙烯與納米二氧化鈦以及納米氫氧化鋁在160℃攪拌混合均勻反應(yīng)10min，得到改性聚苯乙烯；

2)將改性聚苯乙烯、PPF纖維、礦渣與水混合攪拌均勻得到混合物A，然后將混合物A與四氟乙烷、環(huán)戊烷和二氧化碳的混合物加入發(fā)泡機(jī)中發(fā)泡并攪拌均勻，然后加入環(huán)氧樹(shù)脂與交聯(lián)劑進(jìn)行攪拌均勻，得到混合物B；

3)將混合物B注入模具中，通過(guò)限位擠壓，在持續(xù)壓力下養(yǎng)護(hù)8h即可。

經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例的保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)0.019w/m.k。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。