一种保温塑料模板制备工艺的制作方法

[0001]
本发明属于建筑材料技术领域，特别是一种保温塑料模板制备工艺。


背景技术：

[0002]
建筑塑料模板是一种节能型和绿色环保的产品，推广应用塑料模板，“以塑代木”，正是节约资源、保护环境的重要措施，而且是在模板工程中贯彻“绿色施工”的关键环节。聚氯乙烯，英文简称pvc（polyvinyl chloride)，是氯乙烯单体（vinyl chloride monomer, 简称vcm）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。
[0003]
然而，现有技术采用聚氯乙烯树脂制备的建筑塑料模板的保温性能较差，无法满足市场的需求。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种保温塑料模板制备工艺，以解决现有技术中的不足。
[0005]
本发明采用的技术方案如下：一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至80-90℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；将2,2
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硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。
[0006]
所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为8-10:3-4:50。
[0007]
所述硅酸钠溶液质量分数为20-22%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为200-220g：400ml。
[0008]
所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为6-7%。
[0009]
所述硅藻土的分散液与2,2
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硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：34-38；所述2,2
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硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0010]
所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：45-50:10-15:18-22:4-6:100-110；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。
[0011]
所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。
[0012]
所述压制压力为18-20mpa。
[0013]
热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动，冷却后可以保持一定的形状；本发明加入了玄武岩纤维在聚乙烯蜡的促进作用下，聚氯乙烯树脂分子与玄武岩纤维结合更好，增强了韧性；复合有机硅藻土的填充使建筑塑料模板具有更好的表观质量，提高应用性能，降低了收缩率和提高了热变形温度；试验得到建筑塑料模板维卡软化达98℃，表明材料受热时的尺寸稳定性越好，热变形小，即耐热变形能力好，刚性大，模量高；经测试，建筑塑料模板密度是0.645g/cm
3
，维卡软化点为98℃。
[0014]
有益效果：本发明工艺制备的保温塑料模板具有优异的保温性能，本发明通过制备发泡松脂岩粉，能够大幅度的改善松脂岩粉结构性能，通过制备的发泡松脂岩粉引入塑料模板体系中，通过聚乙烯蜡的协同作用，能够促进发泡松脂岩粉的均匀分散性，从而使得发泡松脂岩粉在塑料模板体系中均匀分散，通过其独特的结构协同复合有机硅藻土，在聚氯乙烯体系中，与聚氯乙烯分子链相结合，形成均匀的分布网络，通过其独特的发泡结构，能够阻隔热量传递，降低热量传递速率，从而提高保温效果。
[0015]
本发明工艺制备的建筑模板具有优异的尺寸稳定性，极大的提高了其应用性能，通过引入玄武岩纤维以及复合有机硅藻土能够大幅度改善建筑模板的尺寸稳定性。
具体实施方式
[0016]
一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至80-90℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；
将2,2
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硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。
[0017]
所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为8-10:3-4:50。
[0018]
十六烷基三甲基溴化铵制备方法为：搅拌下将十六醇和红磷水浴加热混合溶解后，滴入溴，控制温度不超过100℃，加完后升温至100℃赶出溴化氢气体，然后冷却，并将反应液倒入水中，搅拌使温度至30～40℃，静置分层，收集油层，用5%碳酸钠溶液洗涤至中性，用无水硫酸钠干燥，过滤所得滤液减压蒸馏，收集1.33mpa下的191～210℃馏分，为溴代十六烷。先将三甲胺水溶液加热产生的三甲胺气体通入已过滤的工业丙酮中，制得三甲胺丙酮溶液 （ 每升丙酮吸收67g三甲胺） ，然后加入溴代十六烷与丙酮的混合液 （ 溴代十六烷:丙酮=1kg:1l） 。混合均匀后慢慢加热至30℃反应半小时，再慢慢加热至40℃。然后冷却结晶，过滤，抽干，用丙酮泡洗结晶一次，再抽干，于80℃干燥，即为成品。
[0019]
马来酸钠：外观与性状：白色粉末；密度：1.499g/cm
3
；熔点：138-139
º
c；沸点：355.5
º
c at 760 mmhg；闪点：183
º
c；所述硅酸钠溶液质量分数为20-22%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为200-220g：400ml。
[0020]
所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为6-7%。
[0021]
所述硅藻土的分散液与2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：34-38；所述2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0022]
所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：45-50:10-15:18-22:4-6:100-110；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。
[0023]
所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。
[0024]
所述压制压力为18-20mpa。
[0025]
下面将结合本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
实施例1一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至90℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为10:4:50。所述硅酸钠溶液质量分数为22%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为220g：400ml。所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为7%。所述硅藻土的分散液与2,2
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硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：38；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；将2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；所述2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0027]
（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：50:15:22:6:110；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。所述压制压力为18mpa。
[0028]
实施例2一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至80℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为8:3:50。所述硅酸钠溶液质量分数为20%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为200g：400ml。所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为6%。所述硅藻土的分散液与2,2
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硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：
34；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；将2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；所述2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0029]
（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：45:10:18:4:100；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。所述压制压力为20mpa。
[0030]
实施例3一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至82℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为9:3.5:50。所述硅酸钠溶液质量分数为21%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为210g：400ml。所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为6.5%。所述硅藻土的分散液与2,2
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硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：35；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；将2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；所述2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0031]
（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板
材，再进行冷却定型，即得。所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：46:12:20:5:106；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。所述压制压力为19mpa。
[0032]
实施例4一种保温塑料模板制备工艺，包括以下步骤：（1）发泡松脂岩粉制备：将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠均匀添加到硅酸钠溶液中，以500r/min转速搅拌30min，得到混合液；将混合液加热至88℃，以1500r/min转速搅拌，然后再添加松脂岩粉，继续搅拌30min，然后注入模具中静置发泡20小时，然后再进行脱模取出，粉碎，过筛，得到发泡松脂岩粉；所述十六烷基三甲基溴化铵、马来酸钠、硅酸钠溶液混合质量比为9:4:50。所述硅酸钠溶液质量分数为21.5%；所述松脂岩粉与混合液混合比例为200g：400ml。所述硅藻土的分散液中硅藻土质量比为6.8%。所述硅藻土的分散液与2,2
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硫代双对叔辛基苯酚混合质量比例为：150：35；（2）复合有机硅藻土制备：将硅藻土均匀分散到甲苯中，得到硅藻土的分散液；将2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍依次添加到硅藻土分散液中，加热至78℃，保温搅拌5小时，然后静置分层，脱除水相，得有机混合相；将正丁胺滴入有机混合相，然后将反应液在 55℃保温搅拌3小时，反应完毕后蒸馏出溶剂及其它低沸点物质，再经干燥及粉碎，即得复合有机硅藻土；所述2,2
′-ꢀ
硫代双对叔辛基苯酚、氢氧化镍摩尔比为1:1；所述正丁胺与有机混合相混合质量比为1.5:50。
[0033]
（3）混料：将发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树脂依次添加到混料机中，加热至85℃，以1000r/min转速搅拌20min，然后再添加玄武岩纤维，继续搅拌30min，然后再移入双螺杆挤出机中，挤出塑化成胶料；将胶料移入模压成型机中的模具中，压制成板材，再进行冷却定型，即得。所述发泡松脂岩粉、复合有机硅藻土、木粉、聚乙烯蜡、聚氯乙烯树重量份比为：49:13:19:6:104；所述玄武岩纤维与聚氯乙烯树脂质量比为1:60。所述双螺杆挤出机工艺为：双螺杆挤机料筒温度为i区温度为170℃，ii区温度为165℃，iii区温度为165℃，iv区温度为160℃，v区温度为160℃，机头区温度为165℃，螺杆转速为120r/min。所述压制压力为20mpa。
[0034]
试验：对实施例与对比例试样进行导热系数检测，每组检测5次，取平均值；试样规格为：20cm
×
20cm
×
2cm；表1 导热系数［w/（m
·
k）］实施例10.0266实施例20.0283
实施例30.0247实施例40.0235对比例10.1531对比例20.0772对比例1：相同规格纯聚氯乙烯板；对比例2：与实施例1区别为将发泡松脂岩粉替换为未处理的松脂岩粉；由表1可以看出，本发明工艺制备的保温塑料模板具有优异的保温性能，本发明通过制备发泡松脂岩粉，能够大幅度的改善松脂岩粉结构性能，通过制备的发泡松脂岩粉引入塑料模板体系中，通过聚乙烯蜡的协同作用，能够促进发泡松脂岩粉的均匀分散性，从而使得发泡松脂岩粉在塑料模板体系中均匀分散，通过其独特的结构协同复合有机硅藻土，在聚氯乙烯体系中，与聚氯乙烯分子链相结合，形成均匀的分布网络，通过其独特的发泡结构，能够阻隔热量传递，降低热量传递速率，从而提高保温效果。
[0035]
吸水性检测：参照iso 2896,浸水 7 d（合格标准 v/v%≤2）：试样规格为：20cm
×
20cm
×
2cm；每组试样5次，取平均值；表2 吸水率,v/v%实施例10.93实施例20.94实施例30.91实施例40.86由表2可以看出，本发明工艺制备的建筑模板吸水率较低，尤其是应用在室外时，阴雨天，通过较低的吸水率，能够杜绝吸收大量的水，导致建筑模板的重量大幅度度增加，降低其力学性能。
[0036]
吸水性检测：参照bs 4370-1 方法 5a,70
ꢀ±ꢀ
2℃,95% r.h. ,24 h（合格标准 %≤2）：试样规格为：20cm
×
20cm
×
2cm；每组试样5次，取平均值；表3 尺寸稳定性%实施例10.93实施例20.94实施例30.91实施例40.86由表3可以看出，本发明工艺制备的建筑模板具有优异的尺寸稳定性，极大的提高了其应用性能，通过引入玄武岩纤维以及复合有机硅藻土能够大幅度改善建筑模板的尺寸稳定性。
[0037]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照
本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

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