[发明专利]一种包覆型无卤阻燃发泡聚苯乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于可膨胀聚苯乙烯隔热材料领域，具体涉及一种包覆型无卤阻燃发泡聚苯乙烯的制备方法。 

背景技术

从2007年开始，各种外墙保温材料被广泛应用以来，由此引发的火灾此起彼伏。央视新址大楼火灾，上海静安区高层教师公寓的大火，济南奥体中心体育馆两次失火，哈尔滨“经纬360度”双子星大厦火灾，都与保温材料有一定关系。统计显示，近几年来，九成高层火灾与保温材料有关。在目前保温材料市场中，使用最多的是可发性聚苯乙烯材料，约占80%。之所以聚苯乙烯泡沫板等保温材料大量在建筑领域应用，是因为这些材料造价低，保温性能好且容易施工。但是，该材料的缺点是阻燃性能差，存在易着火、易滴熔等隐患。鉴于普通的聚苯乙烯泡沫板不具备阻燃功能以及含卤阻燃剂阻燃聚苯乙烯材料在环保方面的弊端，开发一种环保、高效、新型的阻燃可发性聚苯乙烯势在必行。 

专利申请号为200580041135.1，名称为发泡体的制备方法的中国专利中公开了采用含有硼酸和氢氧化铝的酚醛树脂包覆聚苯乙烯预发泡珠粒，制得产品能够防止黑烟的产生，改善耐火性。但是这种方法制备的产品包覆物容易脱落，且作为原料的聚苯乙烯珠粒本身也不具有阻燃性，最终产品的阻燃效果一般。 

专利申请号为200880017936.8，名称为阻燃聚苯乙烯的中国专利公开了一种阻燃聚苯乙烯组合物，具体包括（ⅰ）经膨胀或可膨胀的聚苯乙烯颗粒，（ⅱ）膨胀剂和（ⅲ）阻燃粘结剂，其中（ⅰ）的重量在20%-75%范围，所选的阻燃粘结剂是选自包括金属、硅酸盐、金属铝酸盐、金属铝硅酸盐和沸石的无机材料，优选硅酸钠的水溶液。这种方法主要是采用无机材料对聚苯乙烯颗粒进行包覆，这种无机粘结剂与有机聚苯乙烯颗粒的相容性会很差，黏结效果明显不如酚醛树脂或密胺树脂，因而最终制备的颗粒表面的包覆物溶液脱落。 

专利申请号为201210106365.3，名称为一种复合阻燃型可发性聚苯乙烯颗粒及其制备工艺的中国专利中公开了采用膨胀石墨和磷化物（具体包括红磷、聚磷酸铵、磷酸二甲苯酯）复合阻燃剂，在苯乙烯单体悬浮聚合之前加入到反应釜中，最终制备高阻燃可发性聚苯乙烯颗粒。这种方法采用了复合阻燃剂并且复合阻燃剂的加入量较大，使得最终产品的力学性能有很大下降。 

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种包覆型无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子的制备方法，目的是通过在悬浮聚合反应中加入聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐或PNP膨胀阻燃剂，首先合成出无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子，该粒子具有无毒、环保、高效、不产生黑烟等优点，然后对粒子进行包覆。 

实现本发明目的的技术方案是： 

（1）合成无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子：

首先在反应釜中加入120-150重量份去离子水，然后加入0.05-0.5重量份聚乙烯醇，升温到75℃使得聚乙烯醇完全溶解，之后加入1.0-2.0重量份磷酸三钙，混合均匀后得到混合液A；

然后将8-20重量份聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐或PNP膨胀阻燃剂加入到含有100重量份苯乙烯的反应釜，搅拌均匀并加入0.05-1.0重量份过氧化苯甲酰，得到含有单体的混合液B；

再将上述混合液B加入到混合液A中，调节搅拌速度为400-600 rpm，加热反应釜，温度控制在75-78℃之间反应1小时，之后将温度升高到82-85℃，再继续反应2小时，用吸管吸取反应物料于表面器中进行观察，当反应物料颗粒变硬发脆时，向反应釜中加入5-15重量份戊烷发泡剂，升温到125℃反应1.5小时之后自然冷却，进行抽滤，得到固体产物颗粒，清洗烘干后得到粒径均匀的无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子；

（2）包覆无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子：

将2-10重量份的碱金属硅酸盐水溶液加入到83.0-97.4重量份的酚醛树脂或密胺树脂中，混合均匀形成混合液C； 

将0.5-5.0重量份的抑烟剂均匀分散在混合液C中，再加入0.1-2.0重量份固化剂，分散均匀后制得粘结剂；

立即将第一步制得的无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子置于粘结剂中，搅拌至少5min，粘结剂在粒子表面均匀包覆，然后将包覆后的粒子取出干燥过筛，最终制得包覆型无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子；所述的无卤阻燃可发性聚苯乙烯粒子和粘结剂的质量比是（1-2）：1。