[发明专利]聚苯乙烯泡沫板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料，尤其涉及建筑节能材料，具体涉及聚苯乙烯泡沫板的制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫板――又名泡沫板、EPS板，是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒经加热预发后，在模具中加热而成型的白色物体。具有低比重、耐水性能好，且隔热、隔音性能优异等优点,主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。但是，聚苯乙烯泡沫塑料极易燃烧，燃烧产生大量浓烟，且容易燃烧时滴落，加速火灾蔓延，给消防安全带来极大隐患。因此，改善聚苯乙烯泡沫塑料的可燃性，提高聚苯乙烯泡沫塑料的安全性，已成为业内的研究热点和重点。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。

中国专利申请第201210106365.3号公开一种复合阻燃型可发性聚苯乙烯颗粒及其制备工艺，其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。

中国专利申请第201310014571.6号公开一种聚苯乙烯复合保温材料及保温板的制备方法，该方法制得的产品具有较高的阻燃性，但是加入的无机阻燃剂过多导致产品的导热系数过高保温效果明显下降而且抗压抗拉强度明显下降。

发明内容

为了解决以上阻燃剂加入过多影响强度和导热系数，表观密度过大影响产品的应用，加入量过少则阻燃效果差氧指数达不到要求的技术难题，本发明提供了一种阻燃性好而且保温性能优越表观密度低的聚苯乙烯复合保温材料的制备方法。

根据本发明的的生产方法包括：(1)将可发性聚苯乙烯颗粒预发、熟化；(2)将熟化后的聚苯颗粒放入阻燃剂水溶液中浸渍，然后捞出，干燥；(3)将粘结树脂与阻燃性无机材料粉末混合，充分搅拌均匀；(4)将前述所得物料混合，充分搅拌均匀，再加入固化剂，快速搅拌均匀；(5)将物料转入成型机中，蒸汽加热成型，蒸汽的压力为0.01～0.15MPa，通蒸汽加热时间为5～20s，即得聚苯乙烯复合保温板。

具体实施方式

本发明的一个重要特征是，采用两个阻燃手段的结合。一种是以固体粉末形式引入阻燃性无机材料，另一种是用阻燃剂水溶液浸渍处理可发性聚苯颗粒。其中，第一种形式是将阻燃性无机材料粉末与其他物料按比例混合均匀，该阻燃性无机材料的例子包铝、镁、锑、钼、锌的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、磷酸盐和硼酸盐等，其他的阻燃剂包括珍珠岩粉、石墨粉、胶囊红磷、磷酸钠等，这些阻燃剂可以单独使用，在需要时可以组合使用，以提高阻燃效果。在本发明的典型实施方式中，使用的阻燃性无机材料是氧化镁、氢氧化镁、氢氧化铝、珍珠岩粉、石墨粉、胶囊红磷、磷酸钠中的一种或者多种。组合的例子包括氢氧化铝或者氢氧化镁与磷酸酯的组合，氢氧化铝与硼酸锌的组合。

本发明中，用于浸渍处理可发性聚苯颗粒的阻燃剂水溶液是用水溶性无机阻燃剂配制而成，该阻燃剂典型的例子有磷酸二氢铵、磷酸氢二胺、硼酸钠、偏硼酸钠。作为优选，该阻燃剂与上述阻燃性无机材料不相同。使用时，将其配成质量浓度是5-60％，优选10％-30％的水溶液。所谓浸渍，是将聚苯颗粒置于阻燃剂水溶液中搅拌，使溶液充分润湿聚苯颗粒的表面。搅拌时间可以在2-30分钟。优选地，在搅拌后可以静置晾干20-100分钟，优选静置晾干40-80分钟，例如60、80分钟。

用于制备本发明产品的原料还包括可发性聚苯颗粒、粘结树脂、固化剂和表面活性剂。

本发明中，引入粘结树脂是为了将发泡后的聚苯乙烯颗粒粘结起来，赋予材料一定的机械强度，另一方面，使引入的无机阻燃剂与发泡材料紧密结合，很均匀地分布在发泡材料中。可以使用的粘结树脂包括酚醛树脂、卤化树脂、聚酯、卤代烯烃树脂(如过氯乙煅树脂)、氨基树脂(三聚氰胺树脂、脲醛树脂等)、呋喃树脂、杂环树脂(如聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺等)，这些树脂通常是含有预聚体的混合物，在热作用下可以快速固化。其中优选不易燃的酚醛树脂、呋喃树脂、和脲醛树脂。

固化剂的种类按照粘结树脂的类型确定，这对本领域技术人员很容易实现，为高分子领域常规选择，如酚醛树脂固化剂可以是甲基苯磺酸、硼酸、醋酸等；脲醛树脂的固化剂可以是稀盐酸、稀硫酸等。