本發明涉及建筑保溫板材的制備領域，具體涉及一種聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合XPS板材的制備技術。
背景技術：
XPS具有完美的閉孔蜂窩結構，具有高熱阻、低線性、膨脹比低的特點，其結構的閉孔率達到了99%以上，形成真空層，避免空氣流動散熱，確保其保溫性能的持久和穩定，使其具有低的導熱系數，此外XPS還具有一定的強度、可規模化成型、工藝成熟以及施工便利的優點，因而被用作建筑保溫隔熱材料存在著巨大的增長潛力，并擁有廣闊的市場前景。隨著中國經濟特別是房地產業的蓬勃發展，XPS行業在中國具有良好的發展前景。然而，為了降低成本，以及滿足節能環保日益嚴格的要求，需要進一步降低XPS 的熱傳導率。
二氧化硅氣凝膠是近年來國際上研究較多的一種由膠體粒子或高聚物分子相互交聯構成的具有空間網絡結構的輕質納米多孔性非晶體固態材料。它的高孔隙率、低密度和高比表面積等結構特點，使其在聲學、熱學、光學和電學等方面都顯示出獨特的特性。二氧化硅氣凝膠的室溫熱傳導率一般小于0.02W·m-1·K-1，在抽真空的狀態下，氣凝膠的熱導率為0.005 W·m-1·K-1.二氧化硅氣凝膠作為一種新型輕質納米多孔保溫隔熱材料，是其應用的一個重要方面，也是目前氣凝膠實際應用效果較好的領域。氣凝膠纖細的納米多孔網絡結構有效的抑制了固態熱傳導以及氣態熱傳導，是目前所知固體材料中熱導率最低的一種。
目前市場上的XPS多為單一聚苯乙烯，其絕熱性能還有提升的空間。
技術實現要素：
本發所解決的技術問題是提供一種聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合XPS板材的制備方法，采用此方法，可制備超級絕熱材料二氧化硅氣凝膠與有機材料聚苯乙烯的復合材料，最大程度的發揮有機，無機復合材料的優勢。
本發明的技術方案為：一種聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合XPS板材的制備方法，依序包含如下步驟：
a、將引發劑、乳化劑、去離子水加入容器配置水相，并將二氧化硅氣凝膠混入其中；
b、將油相苯乙烯單體均勻滴入步驟a制得的水相制備穩定乳液體系；
c、將上述體系進行乳液聚合后，經過破乳，離心，過濾干燥后得到聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合微球；
d、將上述制得的微球與聚苯乙烯、發泡劑一并加入擠出發泡機擠出發泡制得XPS材料。
步驟a中水相的配制，引發劑為K2S2O8，用量為0.3~0.6質量份；乳化劑為吐溫20，用量為1-4質量份；去離子水加入量為500質量份。
步驟a中，加入二氧化硅氣凝膠用量為1-5質量份，加入二氧化硅氣凝膠在室溫條件下用40%功率超聲震蕩30min。
步驟b中，苯乙烯單體所加量為100質量份。
步驟b中，升溫到70℃，反應時間8小時。
步驟c中，加入乙醇進行破乳，破乳離心后得到固體，固體再加入去離子水中，放入超聲分散儀分散24h，之后過濾，干燥得到聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合微球。
步驟d中，所加的復合微球量為20-30質量份，聚苯乙烯樹脂為70-80質量份，加工溫度為110℃-135℃，之后發泡冷卻成型。
本發明的有益效果為：本方法制備的聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合XPS板材同時具有密度小、導熱系數低等特點，其保溫性能比目前建筑保溫用XPS板提高28％左右，實現了降低成本，節能環保的要求。
具體實施方式
本發明一種聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合XPS板材的制備方法，依序包含如下步驟：
a、將引發劑、乳化劑、去離子水加入容器配置水相，并將二氧化硅氣凝膠混入其中；
b、將油相苯乙烯單體均勻滴入步驟a制得的水相中，制備穩定的乳液體系；
c、將上述體系進行乳液聚合后，經過破乳，離心，過濾干燥后得到聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合微球；
d、將上述制得的微球與聚苯乙烯、發泡劑一并加入擠出發泡機擠出發泡制得XPS材料。
步驟a中水相的配制，引發劑為K2S2O8，用量為0.3~0.6質量份；乳化劑為吐溫20，用量為1-4質量份；去離子水加入量為500質量份。
步驟a中，加入二氧化硅氣凝膠用量為1-5質量份，加入二氧化硅氣凝膠并在室溫條件下用40%功率超聲震蕩30min。
步驟b中，苯乙烯單體所加量為100質量份，可以用注射器將苯乙烯單體緩慢滴加到高速攪拌的，由步驟a制得的水相中，以制備穩定的乳液體系。并升溫到70℃，反應時間8小時。
步驟c中，加入乙醇進行破乳，利用高速離心機離心，破乳離心后得到白色固體，固體再加入去離子水中，放入超聲分散儀分散24h，之后過濾，干燥得到聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠復合微球。可以利用真空烘箱中低溫干燥恒重。
步驟d中，所加的復合微球量為20-30質量份，聚苯乙烯樹脂為70-80質量份，加工溫度為110℃-135℃，在輔機上定型之后發泡冷卻成型。
以下為本案的具體實施例。其中所有份數都是質量份。
實施例1。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.5份，乳化劑吐溫20 3份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠3份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球20份、聚苯乙烯樹脂80份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.028W及(m·K)。
實施例2。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.5份，乳化劑吐溫20 4份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠5份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球20份、聚苯乙烯樹脂80份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.025W及(m·K)。
實施例3。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.5份，乳化劑吐溫20 4份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠5份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球25份、聚苯乙烯樹脂75份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.024W及(m·K) 。
實施例4。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.5份，乳化劑吐溫20 4份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠5份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球30份、聚苯乙烯樹脂70份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.023W及(m·K)。
實施例5。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.3份，乳化劑吐溫20 1份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠1份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球30份、聚苯乙烯樹脂70份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.023W及(m·K)。
實施例6。
1）水相溶液配制，將去離子水500份，引發劑K2S2O8 0.6份，乳化劑吐溫20 3份加入反應容器，高速攪拌使其混合均勻配置成水相溶液。
2）將二氧化硅氣凝膠1份加入到步驟1）中配置的水相溶液，并在室溫條件下40%功率超聲振蕩30min。
3）用注射器將油相苯乙烯單體100份緩慢滴加到高速攪拌的步驟2）中配置的混合液中，升溫至70℃，反應8h，得到聚合物復合微球。
4）加入一定量的乙醇進行破乳，在高速離心機離心，得到白色固體。將白色固體加入去離子水中，在超聲分散儀分散24h。最后過濾得到聚合物復合微球，放入真空烘箱中低溫干燥恒重。
5）將所得的聚合物復合微球30份、聚苯乙烯樹脂70份與二氧化碳發泡劑加入擠出發泡機進行發泡，加工溫度為110℃~135℃，然后在輔機上定型、冷卻發泡成型。
6）按照步驟1-5的方法制備聚苯乙烯及二氧化硅氣凝膠的復合XPS板材。
導熱系數檢測主要依據GB及T10801.2《絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》，測試結果顯示由此法聚苯乙烯樹脂制備的XPS擠出板導熱系數為0.023W及(m·K)。