[发明专利]一种无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料及其制备方法以及一种防火保温板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防火保温板技术领域，具体涉及一种无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料及其制备方法以及一种防火保温板及其制备方法。

背景技术

建筑节能保温材料是建筑节能的核心关键，节能减排是维持我国国民经济可持续发展的重要举措。可发性聚苯乙烯是我国市场最重要的保温材料。可发性聚苯乙烯简称EPS，可制成不同密度、不同形状的泡沫制品，广泛用于建筑、保温、包装等领域。EPS板是采用悬浮聚合制备聚苯乙烯珠粒后，经过发泡剂发泡、熟化、成型等工艺而制备的保温板材。EPS板是一种优良的建筑保温材料，具有质轻、导热系数低、防水、抗压强度和韧性好、易成型分割、保温隔热性能好等优点，广泛应用于外墙保温系统。住建部制定的《“十二五”建筑节能专项规划》提出城镇新建建筑执行不低于65％的节能标准，进一步推动了EPS板在外墙外保温系统的应用。

然而有机高分子材料本身易燃、防火性能差，未经阻燃或阻燃不合要求的EPS板易燃烧，用于建筑外墙外保温系统具有较大的安全隐患。近年来火灾频发，开发高效阻燃EPS板材已成为建筑节能保温材料领域的热点问题。

目前国内市场上所用的EPS板多采用含卤有机阻燃剂来提高其阻燃性能。虽然该系阻燃剂具有高效、适用范围广、原料充足等优点，但卤素(包括溴系与氯系)阻燃剂的使用降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，且该有机阻燃剂随着时间的延长存在着迁移甚至从基材中渗出等问题，其阻燃性能的长期稳定性有待考察。西欧、北美和日本等发达国家或地区陆续禁止卤系阻燃剂的使用，无卤阻燃是今后阻燃要求的必然趋势。

目前，常规添加无卤阻燃剂提高EPS的阻燃性能的方法多集中在物理共混或包覆的方法。采用涂覆工艺将无卤阻燃剂涂覆在EPS珠粒或膨胀后的珠粒上再模塑成型得到复合板材。由于模塑成型工艺将无卤阻燃剂填充在聚苯乙烯珠粒间的粘结层，并且无卤阻燃剂极易团聚，降低了聚苯乙烯珠粒间的熔结性，使EPS板材的力学性能大大降低，更严重的是位于粘结层的纳米阻燃剂随时间的延长易从基体材料中渗出甚至外漏，严重降低了EPS板材长期使用的安全性，使EPS板材失去阻燃防火意义。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料及其制备方法以及一种防火保温板及其制备方法，以本发明提供的无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料制备的防火保温板具有良好的力学性能以及防火保温性能。

本发明提供了一种无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将引发剂、苯乙烯以及经过表面改性的无卤纳米阻燃剂混合，得到单体油相溶液；

B)将分散剂的水溶液和单体油相溶液混合搅拌，进行悬浮聚合反应，得到复合珠粒；

C)将所述复合珠粒与发泡剂混合，加温加压，得到无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料。

优选的，所述经过表面改性的无卤纳米阻燃剂的表面改性方法为化学改性法，所述化学改性法的改性剂选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钠、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇5000、聚乙二醇10000、油酸钠、月硅酸钠、聚乙烯醇和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

优选的，所述无卤纳米阻燃剂选自硅系阻燃剂、磷系阻燃剂和金属氢氧化物阻燃剂中的一种或多种。

优选的，所述引发剂选自过氧化物和氮氧化合物中的一种或多种。

优选的，所述分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、活性磷酸钙和羟乙基纤维素中的一种或多种；所述发泡剂选自低沸点的烷烃，优选为丁烷、戊烷、己烷等，更优选为戊烷。

优选的，所述引发剂用量为苯乙烯质量的0.45％～0.65％；所述经过表面改性的无卤纳米阻燃剂用量为苯乙烯质量的2％～35％；所述分散剂用量为苯乙烯质量的5％～15％。

优选的，所述悬浮聚合反应的条件为：在1～2小时内升温至85～95℃，恒温4～8小时。

本发明还提供了一种如上述制备方法制备得到的无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料。

本发明还提供了一种防火保温板，由如上述制备方法制备得到的无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料制备得到。

本发明还提供了一种防火保温板的制备方法，包括以下步骤：

将如上述制备方法制备得到的无卤纳米阻燃剂/聚苯乙烯复合材料依次进行预发泡、熟化以及模压成型得到防火保温板。