本发明涉及建筑墙体材料,具体涉及一种再生阻燃聚苯塑料材料以及方法。
背景技术:
1、随着全球城市化进程的加速以及建筑行业的迅猛发展,建筑材料的需求呈现出持续增长的态势。聚苯乙烯塑料作为一种广泛应用于建筑领域的材料,因其具有良好的绝缘性、轻质、易加工等特点,在建筑墙体、保温材料、装饰材料等方面发挥着重要作用。然而,废弃聚苯塑料的处理难题尤为突出。
2、一方面,聚苯乙烯塑料的化学稳定性较高,在自然环境中难以降解,大量废弃的聚苯塑料制品长期堆积,不仅占用宝贵的土地资源,这些废弃塑料可能会进入土壤、水体等环境中,影响土壤的肥力和透气性,阻碍水分的渗透,对植物的生长和生态系统的平衡产生负面影响。同时,进入水体的废弃聚苯塑料还会对水生生物造成危害。
3、另一方面,现有再生聚苯塑料材料在性能上存在诸多不足,难以满足日益提高的建筑行业标准和人们对居住、工作环境品质的要求。在力学性能方面,传统的再生聚苯塑料材料强度有待提升,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等往往不能满足一些对结构强度要求较高的建筑部位的需求,容易在使用过程中出现变形、破裂等问题,影响建筑物的整体稳定性和安全性。
4、耐久性也是一个关键问题。在长期的使用过程中,现有的再生聚苯塑料材料容易受到紫外线照射、温度变化、湿度变化等自然因素的影响而发生老化、降解等现象,导致材料的性能逐渐下降,使用寿命缩短。
5、阻燃性能对于建筑材料来说至关重要。然而,目前许多再生聚苯塑料材料的阻燃性能并不理想,在火灾发生时容易燃烧,并且燃烧速度较快,会释放出大量的热量和有毒气体。传统的阻燃方法往往是添加一些阻燃剂,但这些阻燃剂可能存在添加量大、效果不理想、对环境有一定污染等问题,同时还可能会影响材料的其他性能。
6、此外,随着人们生活水平的提高和对居住环境质量要求的日益增加,建筑墙体材料的隔音效果也受到了越来越多的关注。现有的再生聚苯塑料材料在隔音性能方面普遍表现较差,无法有效地阻挡外界噪声的传入,这对于一些对安静环境有较高要求的场所。
7、综上所述,为了解决废弃聚苯塑料的处理问题,同时满足建筑行业对材料高性能的需求,开发一种兼具再生利用、阻燃、力学性能优良、耐久性好以及隔音效果优异的新型再生阻燃聚苯塑料材料具有极其重要的现实意义。这不仅有助于减少资源浪费和环境污染,还能为人们提供更加安全、舒适的居住和工作环境。因此,本发明致力于在材料组成和制备方法上进行创新,以克服现有技术的不足 。
技术实现思路
1、本发明提出了一种再生阻燃聚苯塑料材料以及方法,所述材料包含以下质量比组分:废弃聚苯塑料颗粒:30-50份,有机化合物c:2-8份,化学名称为3-(2-甲氧基苯基)-5-(4-氟苯基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-4-羧酸乙酯,有机化合物d:1-6份,化学名称为4-(3-氨基丙基)-6-(2-溴苯基)-2-硫代-1,3-吡唑啉-5-酮,隔音化合物z:1-10份,化学名称为2-(3-异丙基-4-羟基苯基)-4-(2-乙氧基乙基)-6-甲基-1,3,5-三嗪-1-氧化物,玻璃纤维:5-15份,无机填料:15-30份,阻燃剂:3-10份,偶联剂:0.5-2份,稳定剂:0.3-1.5份。
2、另一方面本发明还提供了所述再生阻燃聚苯塑料材料的制备方法,包括以下步骤:
3、步骤一:原料预处理,对回收的聚苯塑料进行分类、清洗,去除杂质和表面污垢,然后粉碎备用;对玻璃纤维进行表面处理;
4、步骤二:在反应釜中,按照摩尔比为1:1.4加入原料单体c1和原料单体c2,原料单体c1为3-羧基-5-(4-氟苯基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-4-羧酸乙酯,原料单体c2为2-甲氧基苯胺并和催化剂浓盐酸进行反应,反应结束后,对产物进行提纯和干燥处理,得到有机化合物c;
5、在另一个反应装置中,将原料单体d1为4-氨基丙基、原料单体d2为6-(2-溴苯基)-2-硫代-1,3-吡唑啉-5-酮和溶剂d为二甲基亚砜混合,加入引发剂偶氮二异丁腈,进行聚合反应,反应完成后,通过沉淀、过滤、干燥得到纯净的有机化合物d;
6、将合成好的有机化合物c和d按照质量比4:3混合,并加入适量的分散剂聚丙烯酸钠,在高速搅拌器中搅拌均匀,形成有机化合物混合溶液,备用;
7、步骤三:材料混合与成型,将预处理后的再生聚苯塑料颗粒、玻璃纤维、无机填料、阻燃剂、偶联剂、稳定剂和隔音化合物z等加入到高速混合机中,混合均匀,然后将步骤二制备的有机化合物混合溶液缓慢加入到高速混合机中,使各成分充分混合均匀,将混合好的物料输送到挤出机中,挤出成型。
8、进一步的,所述有机化合物c的合成过程中,原料单体c1和c2的摩尔比可在1:1.3-1.5范围内调整,以适应不同的反应条件和产品性能要求。
9、进一步的,所述有机化合物d的合成过程中,引发剂的用量可在原料单体总质量的1%-2%之间变化,以控制聚合反应的速率和产物的质量。
10、进一步的,所述无机填料中碳酸钙和滑石粉的质量比可在1:1-3:1之间变动,以满足不同的加工性能和成本要求。
11、进一步的,所述阻燃剂中氢氧化镁的含量可在阻燃剂总质量的50%-80%之间调整,以平衡材料的阻燃性能和其他性能。
12、进一步的,所述隔音化合物z的添加量可在材料总质量的2%-8%之间调整,以满足不同的隔音性能要求。
13、进一步的,步骤一中对玻璃纤维进行表面处理时,钛酸酯偶联剂溶液的质量分数可在2%-3%之间选择,浸泡时间为1-2小时,干燥温度可在70-80°c之间调整。
14、进一步的,步骤二中有机化合物c的合成温度可在50-60°c之间变动,搅拌速度可在200-300转/分钟之间调整,反应时间可在6-10小时之间变化。
15、进一步的,步骤二中有机化合物d的合成过程中,溶剂的用量可在原料单体总质量的40%-50%之间调整,聚合反应温度可在60-70°c之间变动,反应时间可在8-12小时之间变化。
16、发明有益技术效果:
17、 首次采用隔音化合物z,其独特的化学结构和声学性能为材料赋予了卓越的隔音效果。填补了相关技术空白,为建筑材料的隔音性能提升提供了新的解决方案。综合性了有机化合物 c 和 d 与其他组分的协同作用,在保持材料再生、阻燃等性能的基础上,进一步提升了强度、刚度和稳定性等力学性能。隔音化合物 z 的加入不仅增强了隔音性能,还与其他组分相互配合,优化了整体性能,使材料在多种性能方面达到良好的平衡和提升。对有机化合物合成、原料预处理以及材料混合与成型等各个环节的工艺参数进行了精确设定和严格控制,确保了各组分的均匀混合和化学反应的充分进行,保证了材料性能的稳定性和一致性,提高了产品质量和生产效率。以废弃聚苯塑料为原料进行回收利用,减少了资源浪费和环境污染。整个制备过程注重环保,产品在使用过程中也具有良好的环保性能,为建筑行业的绿色发展做出了积极贡献。成功将再生、阻燃、隔音等多种功能集成于一种材料中,避免了在建筑施工中使用多种单一功能材料进行组合的复杂过程,降低了施工成本和难度,提高了建筑工程的质量和效率,满足了现代建筑对材料多功能性的需求。
1.一种再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,包含以下质量比组分:废弃聚苯塑料颗粒:30-50份,有机化合物c:2-8份,化学名称为3-(2-甲氧基苯基)-5-(4-氟苯基)-2-氧代-1,3-恶唑烷-4-羧酸乙酯,有机化合物d:1-6份,化学名称为4-(3-氨基丙基)-6-(2-溴苯基)-2-硫代-1,3-吡唑啉-5-酮,隔音化合物z:1-10份,化学名称为2-(3-异丙基-4-羟基苯基)-4-(2-乙氧基乙基)-6-甲基-1,3,5-三嗪-1-氧化物,玻璃纤维:5-15份,无机填料:15-30份,阻燃剂:3-10份,偶联剂:0.5-2份,稳定剂:0.3-1.5份。
2.权利要求1所述再生阻燃聚苯塑料材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,所述有机化合物c的合成过程中,原料单体c1和c2的摩尔比在1:1.3-1.5范围内调整。
4.根据权利要求1所述的再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,所述有机化合物d的合成过程中,引发剂的用量在原料单体总质量的1%-2%之间变化,以控制聚合反应的速率和产物的质量。
5.根据权利要求1所述的再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,所述无机填料中碳酸钙和滑石粉的质量比在1:1-3:1之间变动。
6.根据权利要求1所述的再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,所述阻燃剂中氢氧化镁的含量在阻燃剂总质量的50%-80%之间调整,以平衡材料的阻燃性能。
7.根据权利要求1所述的再生阻燃聚苯塑料材料,其特征在于,所述隔音化合物z的添加量在材料总质量的2%-8%之间调整。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤一中对玻璃纤维进行表面处理时,钛酸酯偶联剂溶液的质量分数可在2%-3%之间选择,浸泡时间为1-2小时,干燥温度在70-80°c之间调整。
9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤二中有机化合物c的合成温度在50-60°c之间变动,搅拌速度在200-300转/分钟之间调整,反应时间在6-10小时之间变化。
10.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤二中有机化合物d的合成过程中,溶剂的用量在原料单体总质量的40%-50%之间调整,聚合反应温度在60-70°c之间变动,反应时间在8-12小时之间变化。
